Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Существенно, правда, что для образования такой развитой пористой структуры образцы должны содержать амфотерные или слабокислые окислы (АЬОз, SIO2 и т. п.). Удельная поверхность образцов, не содержащих указанных окислов, не превышает десятых долей м /г [4, 5]. Исследуемые образцы железа наряду со специально вводимыми добавками содержали постоянное количество примесей, важнейшей из которых являлась двуокись кремния (около 0,5 мол. % на восстановленный образец).

ПОИСК





Наблюдаемые закономерности окисления железа водой

из "Кинетика топохимических реакций"

Существенно, правда, что для образования такой развитой пористой структуры образцы должны содержать амфотерные или слабокислые окислы (АЬОз, SIO2 и т. п.). Удельная поверхность образцов, не содержащих указанных окислов, не превышает десятых долей м /г [4, 5]. Исследуемые образцы железа наряду со специально вводимыми добавками содержали постоянное количество примесей, важнейшей из которых являлась двуокись кремния (около 0,5 мол. % на восстановленный образец). [c.108]
Для получения исходных образцов магнитную окись железа Рсз04, приготовленную при сжигании железа армко в окислительном пламени кислородной горелки, переплавляли в печи сопротивления с медными электродами [6]. (Добавки вводились на стадии переплавки). [c.108]
Полученный плав дробили, и фракцию зерен 2—3 мм восстанавливали водородом в циркуляционной установке высокого давления при температуре 450°С, избыточном давлении водорода 50 ат (4,9-10 Па), скорости циркуляции ЗООООч в течение 12 ч. Установка была снабжена приемником для образующейся воды, адсорбером с активированным углем для поглощения паров масла. После восстановления образцы в атмосфере инертного газа или водорода переносили в установку для окисления и подвергали там дополнительному восстановлению при атмосферном давлении (в токе водорода) и температуре 450 С в течение 4 ч. Водород при этом очищали от кислорода (гранулированная медь при 300 °С) и воды (ловушка при —78°С, ангидрон). По окончании восстановления образец в токе водорода охлаждали до комнатной температуры. [c.108]
Полученные таким образом образцы железа содержат значительные количества адсорбированного водорода и обладают в связи с этим пирофорностью. [c.108]
Структура и свойства получаемых образцов железа в значительной степени зависят от природы и количества добавок. [c.108]
Основным компонентом невосстановленных образцов является магнетит Рез04, обладающий структурой шпинели. Элементарная ячейка магнетита включает 32 иона кислорода, расположенных в узлах решетки, и 24 иона железа в междоузлиях (8 ионов Fe в тетраэдрических междоузлиях, по 8 ионов Fe и Fe в октаэдрических междоузлиях) [7]. При введении в Рбз04 умеренных количеств различных окислов кристаллическая структура магнетита сохраняется, но изменяются параметры его кристаллической решетки и магнитные свойства, т. е. образуется твердый раствор [8]. После восстановления образцы имеют структуру а-железа независимо от природы добавок. Добавляемые окислы обычно имеют слабокислые или амфотерные свойства (структурные промоторы), а также резко выраженные основные (химические промоторы). Для структурных промоторов характерна относительно хорошая растворимость в магнетите и заметное структурообразующее действие, способствующее формированию развитой пористой структуры в восстановленных образцах. При этом удельная поверхность образцов составляет 10-Н 20 м /г, а удельная поверхность собственно железа — до 5 mVf [5, 9]. Типичным представителем структурообразующих добавок является окись алюминия. [c.108]
Влияние добавок окислов на общую удельную поверхность образцов и удельную поверхность железа показызают данные табл. 6.1. [c.109]
Общая удельная поверхность образцов определена по низкотемпературной адсорбции азота методом БЭТ, а удельная поверхч ность железа — по хемосорбции окиси углерода [5, 9]. [c.109]
Кинетика реакции окисления железа водой изучалась Лебедевой, Покровской и автором [3, 9, 13]. Простая методика исследования обеспечивала хорошую воспроизводимость и надежность получаемых результатов. [c.110]
Температура в реакторе измерялась термометром и, как правило, в ходе опыта оставалась постоянной с точностью до 0,1 °С. Скорость реакции и степень превращения железа определяли по объему выделившегося водорода с точностью 0,5 мл (в единицах степени превращения 5-10 ). При этом учитывали колебания атмосферного давления и температуры, поправки на давление водяного столба в газовой бюретке и на давление водяного пара. В начале опыта в течение нескольких десятков секунд происходило вытеснение адсорбированного водорода, поэтому соответствующие данные й расчет не принимали. Температуру опытов варьировали в пределах 80—100°С. [c.110]
На рис. 12 представлены данные типичной серии опытов в координатах скорость реакции — степень превращения железа. При изменении температуры форма ядер фазы твердого продукта реакции и их количество остаются практически постоянными. Действительно, одинаковым степеням превращения на рис. 12 отвечают одни и те же фазы развития реакщ1и. Это не наблюдалось бы при изменении формы ядер или их концентрации. [c.112]
Данные таблицы показывают, что изученные образцы железа существенно различаются по своей реакционной способности значения максимальных скоростей реакции для разных образцов различаются на два порядка, времена максимума —на порядок, степени превращения в момент максимума — в несколько раз. Тем не менее для всех образцов, за исключением образца 9, для которого параметры максимума скорости определены приближенно, степень превращения, соответствующая максимальной скорости реакции, не зависит от температуры. [c.112]
Приведем данные о воспроизводимости результатов. Разброс макс обычно находится в пределах 1% степени преврапдения разброс макс и ыакс — 10% (относительных). [c.112]
КгО до 0,9 мол.% эти особенности формы кинетических кривых становятся еще более явными (рис. 13). [c.114]
Перейдем теперь к анализу полученных результатов. [c.114]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте