Поглощение газов активными металлами

Все металлы платиновой группы поглощают водород и кислород особенно большой поглотительной способностью обладает Pd (1 объем Pd поглощает >900 объемов Hg). Поглощенные газы имеют повышенную активность. [c.405]

В настоящее время в качестве топлива наиболее широко используются нефть, уголь, природный газ. При их сгорании выбрасываются диоксид серы, оксиды азота, при поглощении которых атмосферной влагой образуются кислотные дожди. Эти кислоты при их фильтрации через почву уносят из нее разнообразные питательные вещества — кальций, магний, калий, натрий, а токсичные металлы, занимающие их место, убивают почвенные микроорганизмы, разлагающие органические остатки. Быстро деградирует почвенный покров. По данным ученых, в результате антропогенного воздействия на 60% суши происходит активное закисление почвы, вследствие чего она перестает быть возобновляемым ресурсом. [c.4]

Например, согласно [253], цинк начинает окислять водород только после длительной выдержки в реакционной смеси. Так же медленно устанавливается стационарная каталитическая активность меди. Скорость окисления водорода на Ре, Со, N1 особенно резко зависит от состава реакционной смеси при повышении концентрации кислорода скорость окисления водорода заметно падает, хотя фаза окислов, в отличие от таких металлов, как 2п, Т1, V, Сг, Мп, здесь не образуется. Подобные изменения активности металлов при варьировании концентраций реагирующих веществ, так же как и гистерезисные явления при окислении водорода на платине и некоторых других металлах, связаны, очевидно, с поглощением реактантов катализаторами [264]. Например, уменьшение скорости окисления водорода на никеле сопровождается изменением порядка по кислороду от первого к нулевому, что сеи-детельствует о насыщении поверхности катализатора кислородом. Именно это обратимое насыщение поверхности слоя контакта и обусловливает столь резкий спад активности (у N1 и Ре — в 12,5 раза, у Со — в 3,4 раза). В зависимости от природы металла этот спад наступает при разных концентрациях кислорода в смеси (для массивных Ре, N1, Со — при 0,06 0,1 0,3% соответственно). Существенное значение имеет также и структура катализатора. Например, на пористом катализаторе, содержащем 40—70% N1, падение скорости окисления водорода не наблюдается даже при концентрации кислорода 2,5% и температуре 40° С [297]. Это обусловлено протеканием реакции на пористых контактах в данных условиях во внешнедиффузионной области, исключающей насыщение поверхности катализатора кислородом. Несмотря на то что реакция взаимодействия кислорода с водородом в избытке последнего хорошо протекает при комнатной температуре на ряде контактов, для очистки водородсодержащих газов от примеси кислорода наиболее широко применяются никелевые катализаторы. Это связано, с одной стороны, с тем, что никель намного (на 3 порядка) активнее С03О4, а с другой — с тем, что он лишь в 5—6 раз менее активен, чем дорогие и дефицитные платина и палладий [296]. В отличие от металлов подгруппы железа, платина и палладий эффективно окисляют водород и в его стехиометрической смеси с кислородом [295]. В избытке же кислорода проявляется различие между этими металлами. Активность палладия падает с ростом концентрации кислорода, в то время как скорость окисления водорода на платине до 25 % -го избытка кислорода даже растет. Поэтому для низкотемпературной очистки инертных газов от примеси кислорода, когда в очищаемую смесь добавляется практически стехиометрическое количество водорода, целесообразно использовать палладиевый катализатор, а для очистки кислорода от водорода пригодны только платиновые контакты [296]. [c.245]

ПОГЛОЩЕНИЕ ГАЗОВ АКТИВНЫМИ МЕТАЛЛАМИ [c.1]

Предложены и в разной степени разработаны многие методы извлечения ЗОг из газов с помощью абсорбентов — водных растворов и суспензий химически активных поглотителей, таких как известь (известковый метод), известняк, окись магния (магнезитовый метод), сульфит аммония (аммиачный метод), окись цинка (цинковый метод), сульфит натрия и окись цинка (содо-цинковый метод), ксилидин, фосфаты, нефелин, основной сульфат алюминия, основной сульфат хрома и другие, а также каталитические методы, основанные на поглощении ЗОг и окислении ЗОз в 30 в водном растворе кислородом в присутствии ионов Мп, Ре, Си и других металлов > Подавляющее большинство этих методов очистки газов от ЗОг связано с образованием сульфитов и бисульфитов, причем наиболее эффективными являются циклические методы, при которых абсорбция ЗОг чередуется с регенерацией абсорбента десорбцией или другими способами. В СССР эксплуатируется аммиачный метод очистки дымового газа Он основан на равновесии [c.514]

Аномальное катодное падение сопровождается сильным распылением катода, которое наблюдается и при нормальном катодном падении, но в более слабой степени. Распыление очень сильно зависит как от материала электродов, так и от рода газа, заполняющего разрядную трубку. Установлено, что в тяжелых газах распыление больше, чем в легких, у химически мало активных металлов больше, чем у химически активных. Кроме тог о, распыление возрастает с уменьшением теплоты возгонки металла. Подробное исследование этого явления показало, что оно увеличивается с увеличением силы тока и с уменьшением давления. Катодное распыление неизбежно сопровождается поглощением газа распыленными частицами, причем поглощение инертных газов происходит в значительно меньшей степени, чем поглощение газов химически активных. Г аз поглощается и распыленным металлом и самими электродами. Поглощенный газ удается частично выделить при нагревании. [c.40]

Рассмотрим возможность определения газов в металлах (и некоторых металлоидах) по группам периодической системы <см. таблицу). Для определения газов в щелочных металлах применяются методы вакуум-плавления и химические методы. До последнего времени считалось, что метод вакуум-плавления не может быть применен для определения газов в щелочных металлах из-за возможного поглощения выделяющихся газов адсорбционно-активным налетом и трудности восстановления их окислов. Однако в результате работы сотрудников газовой группы ГЕОХИ [1] был разработан ряд методов онределения газов в щелочных металлах. Для этих металлов метод вакуум-плавления несколько видоизменен. Анализ проводится таким образом, что вначале отгоняется металл, а затем, при температуре восстановления окислов металла углеродом, выделяется окись углерода. Этот прием позволяет избавиться от поглощения окиси углерода испаряющимся металлом, так как предварительные опыты показали, что окись углерода не поглощается сплошной пленкой щелочного металла и сильно поглощается тонко-дисперсным испаряющимся металлом. Поэтому процессы испарения металла и выделения окиси углерода должны быть разделены. Определение кислорода в щелочных металлах методом ртутной экстракции [2, 3] основано на образовании амальгамы металла при отсутствии взаимодействия окиси со ртутью. Остающаяся после удаления ртутной амальгамы окись металла растворяется в воде и по количеству металла в растворе определяется количество кислорода. [c.84]

Поскольку подобное поглощение неспецифично для активных металлов и зависит от множества электрических и геометрических факторов, таких, как характер и частота столкновений электронов с молекулами газа, время рекомбинации, газокинетическая удаленность поглотителя от области разряда, форма электродов и т. д., в дальнейшем оно не рассматривается. [c.28]

Испарительные геттерные насосы относятся к сорбционным насосам, в которых, поглощение газов осуществляется за счет физической адсорбции, хемосорбции, химических реакций и растворения газов в пленке металлического геттера, создаваемой методом термического испарения. В качестве геттера в таких насосах может быть, вообще говоря, использован любой активный металл, применяемый для распыляемых геттеров в электровакуумных приборах однако из условий эксплуатационного удобства в промышленных насосах применяется пока только титан. Титан образует прочные [c.137]

При температуре около 600° С тантал активно поглощает кислород, водород и азот, однако при температуре около 800° С происходит выделение поглощенных газов. Тантал хорошо соединяется точечной и электронно-лучевой сваркой почти со всеми тугоплавкими металлами и никелем. [c.10]

Тантал весьма устойчив к действию химических агентов, пластичен, хорошо поддается ковке, прокатке и механической обработке. Детали из тантала тщательно обезгаживаются в вакуумных печах, так как при повышенной температуре их поверхность интенсивно адсорбирует газы, особенно водород, азот и кислород. При температуре около 600° С тантал активно поглощает кислород, водород и азот, однако при температуре около 800° С поглощенные газы выделяются. Тантал хорошо соединяется точечной и электроннолучевой сваркой почти со всеми тугоплавкими металлами и никелем. [c.455]

Большое значение имеет чистота кальция. Скорость связывания азота возрастает, когда частицы кальция покрыты тонким слоем окислов. Отмечено также, что поглощение азота усиливается при наличии в кальции других активных металлов, например калия или натрия, поэтому нет необходимости применять для очистки газов реактивный кальций. [c.196]

При адсорбции газов это выявляется достаточно отчетливо. При поглощении первых порций газа на чистой поверхности адсорбента часто проявляется действие химических сил. Так, поглощение первых порций кислорода углем и многими металлами сопровождается образованием соединений его с наиболее активными атомами поверхности адсорбента. [c.371]

Циркуляция ВСГ в период осернения катализатора при повышенной температуре его до подачи сырья может привести к резкому снижению активности катализатора за счет экранирования активных центров отложениями кокса, образующегося за счет расщепления углеводородной части газов, содержащихся в ВСГ. Для полного осернения и перехода оксидов металла катализатора в сульфидную форму, необходимо поглощение катализатором 6% мае. серы. [c.143]

Применение металлического кальция связано с его высокой химической активностью. Он используется для восстановления из соединений некоторых металлов, например, урана, хрома, циркония, цезия, рубидия, для удаления из стали и из некоторых других сплавов кислорода, серы, для обезвоживания органических жидкостей, для поглощения остатков газов в вакуумных приборах. Кроме того, кальций служит легирующим компонентом некоторых свинцовых сплавов. [c.594]

Совершенно иное положение существует при поглощении первых порций газа. Исследования этого явления показали, что при поглощении первых порций газа наряду с физическими факторами во многих случаях действуют и чисто химические. Так, например, поглощение первых порций кислорода углем и многими металлами сопровождается образованием соединений его с наиболее активными атомами поверхности адсорбента. Для правильного понимания этого процесса необходимо учесть, что различные атомы поверхностного слоя адсорбента находятся в не вполне одинаковых условиях. Это происходит хотя бы уже вследствие того, что твердая поверхность, в особенности у хорошего адсорбента, не является гладкой, а имеет многочисленные микроскопические выступы и углубления. [c.377]

Фотоактивности адсорбционных катализаторов отвечает также специфичность их люминесцентных и отражательных свойств. В работах [22,70] было найдено, что нанесение небольших количеств 10 монослоя) платины на силикагель и алюмогель резко снижает их отражательную и люминесцентную способность. Это тушащее действие зависит от природы металла и носителя, например для платины оно в 20 раз сильней, чем для серебра. Наиболее сильное тушение малыми дозами нанесенной платины происходит на носителях типа диэлектриков — на алюмогеле, сернокислом барие, двуокиси циркония и менее эффективно на полупроводниковых носителях, что соответствует найденному ряду фоточувствительности адсорбционных катализаторов. Эти центры высвечивания (они же центры люминесценции) представляют ловушки энергии, в которых поглощенная энергия излучается в виде световых квантов без значительной растраты на тепловые колебания. Чтобы прощупать более глубокие слои носителя и состояние его электронного газа, автором с Крыловой [55] были развиты исследования адсорбционных катализаторов методом экзоэлектронной эмиссии [71—75], вызывавшейся обработкой катализатора рентгеновыми лучами или бомбардировкой электронами с энергией в несколько киловольт. Экзоэлектронная эмиссия (эффект Крамера) представляет последствие такой обработки образцов и выражается в низкотемпературном доричардсоновском испускании электронов их поверхностью. Изучение экзоэлектронной эмиссии с пустого носителя и носителя, заполненного в той или иной степени атомами катализатора, позволяет охарактеризовать степень влияния электронного газа носителей различной природы на активность нанесенного металла и обратно — влияния этого металла на экзоэлектронную активность носителя. Было найдено, что концентрация и состояние электронного газа на разных носителях при разных степенях заполнения поверхности платиной сильно отлично. Однако это единообразно не сказывается на катализе. Следовательно, электронный газ носителя, в который погружены атомные, например платиновые, активные центры, определенным образом не сказывается [c.35]

На резервуарах, имеющих вакуумную изоляцию, для поглощения остаточных газов и сохранения глубокого вакуума применяют адсорбенты, которые размещают в теплоизоляционной вакуумной полости, в месте с наи-низшей температурой. В качестве адсорбентов используют активный уголь, силикагель и др., адсорбционная способность которых при низкой температуре возрастает. Для поддержания высокого вакуума применяют и химические реагенты — геттеры, связывающие остаточные газы. В качестве геттеров используют щелочноземельные металлы, а также цирконий и титан, в которых газы растворяются без химического взаимодействия [700]. [c.503]

Для передачи в-ву мех. энергии пластичные материалы обрабатывают на вальцах, в экструдерах и т.п., порошки-в мельницах, дезинтеграторах или аналогичных машинах для интенсификации подвода энергии тела деформируют при давлениях до 1-10 МПа, а также в ударных волнах. Кроме того, источниками мех. энергии м. б. хим., физ.-хим, и физ. процессы, сопровождающиеся изменением объема, напр, хим. р-ция, фазовый переход, быстрое нагревание. Поглощение мех. энергии инициирует разложение в-в (в т.ч. деструкцию полимеров), полиморфные превращ., гетерог. р-ции твердых тел с газами и жидкостями, твердофазный синтез в смесях порошков и др. р-ции. С поглощением мех. энергии связан также хим. износ пов-стей трения и рабочего инструмента в процессах мех. обработки, разрушение конструкц. материалов, работающих при статич. или динамич, нагрузках в активных средах, напр, коррозия напряженного металла (см. Коррозия под напр.чжением). [c.77]

Оценка активности металлов как поглотителей производится на основании исследования кинетики их взаимодействия с разреженными газами. Таким образом определяют скорость поглощения и величину сорбционной емкости в условиях, близких к реальной работе электровакуумного прибора. Оведеиия о термодинамике химических реакций, а часто и о растворении газа, получают расчетным путем из данных, относящихся к нормальным давлениям. Экспериментальной техники, пригодной для оценки теплоты и вида изостер адсорбции в вакууме, не имеется. [c.28]

Титан, как один из химически активных металлов, является нежаростойким материалом. Он до сих пор часто используется как геттер для поглощения газов при умеренных и высоких температурах. Легирование титана другими элементами не привело к существенному повышению температурного уровня применения титановых сплавов. [c.48]

Выше, говоря о тепловых потерях (Ф), мы имели в виду теплоотвод в окружающее пространство и в охлаждающийся сгоревший газ. К этому следует добавить, что в присутствии инертной пыли тепло расходуется также па нагревание пылинок, что приводит к понижению температуры и, следовательно, к замедлению пламени (см., например, [545, 933]). При достаточной концентрации пыли в газе пламя не может распространяться. К этому в основном сводится флегматизирующее действие пыли, широко используемое па практике, хотя не исключена возможность, что наряду с отводом тепла, в присутствии пыли происходит также гетерогенный обрыв цепей, обусловленный адсорбцией активных частиц на поверхности пылинок [234, 544]. Такое непосредственное воздействие пыли на реакцию нужно ожидать в случае нылей веществ, вероятность поглощения которыми свободных атомов и радикалов особенгю велика (металлы, некоторые окислы). Подобно инертным пылям действуют также инертные газы увеличение расхода тенла в результате нагревания добавляемого в горючую смесь инертного газа приводит к снижетшю температуры пламени и, следовательно, к замедлению или к потуханию пламени. [c.635]

Запщтное действие смазок сводится к следующим трем элементам 1) механическое сопротивление проникновению паров воды, кислот и других коррозионных агентов к поверхности металла 2) нейтрализация или поглощение коррозионно-активных жидкостей и газов 3) ингибирование или пассивирование поверхности защищаемого металла. [c.236]

При повышении температуры растворимость газа в системах газ — металл уменьшается, но скорость растворения увеличивается. Оптимальная рабочая температура выбирается с учетом этих двух факторов. Для кислорода и азота оптимальной считается температура — 1000° С, а для водорода — обычно около 400° С. Однако в недавней работе Стаута и Джиббонса [11] сообщается, что промышленный титан быстро поглощает водород при комнатной температуре при условии, что его поверхность очищена от окислов. Поглотители этого типа можно восстанавливать при очень высокой температуре в вакууме. Инертные газы этими веществами не поглощаются. В настоящее время выпускается специальный насос [12], действие которого основано главным образом на поглощении газа непрерывно испаряющимся титаном. Тонкоизмельчен-ные металлы этой группы активны и при комнатной температуре. [c.189]

Ионные иасосы могут создавать предельн1эе давление порядка 10" — 10" мм рт. ст. при скорости откачки нес колько тысяч литров в секунду, однако большой расход энергии ограничивает их промышленное применгние. В этом отношении значительно более выгодными и надежными при работе в промышленных условиях являются сорбционные и сорбционно-ионные насосы. Описан ряд конструкций ионных насосов с горячим катодом, в которых одновременно с процессом ионной откачки производится распыление какого-либо металла, чаще всего титана, с целью поглощения молекул газа поверхностью распыляемого металла [349], [381]. Работа насоса основана на способности распыленного металла интенсивно поглощать газы в присутствии электрического поля. При этом поглощающее действие особенно сильно проявляется для химически активных газов, а нейтральные газы и водяной пар удаляются главным образом ионной откачкой. Предельное давление, создаваемое насосом, обычно составляет 10 —10" мм рт. ст. Скорость откачки насосов достигает 20 000 л сек. Титан для распыления применяется в виде проволоки, которая сматывается с катушки. Преимуществом насоса является то обстоятельсгво, что он не требует ловушек или отражателей, а также не нуждается в непрерывной работе форвакуумного насоса. Такие насосы широко применяются в современных ускорителях заряженных частиц. [c.494]

Одним из пержых промышленных способов нейтрализации (улавливания) металлов является использование в составе матрицы широкопористого оксида алюминия, который наряду с заметным поглощением 2 5 обладает значительной активностью в крекинге тяжелых молекул остаточного сырья на более мелкие молекулы, которые, затем крекируются на цеолите. Однако эффективность оксида алюминия в отношении улавливания У 2 5 сравнительно невелика кроме того, высокая удельная поверхность оксида алюминия способствует диспергированию никеля, что увеличивает образование газа и кокса, а также благоприятствует захвату чрезмерно большого KonH4e TBa углеводородов. [c.22]

В таких случаях необходимо предварительно определить адсорбционную емкость носителя и затем приготовить пропитывающий раствор такой концентрации, чтобы количество поглощенной соли обеспечивало необходимую концентрацию активного вещества. Если для пропитки применять растворы термически несто11Ких солей (нитраты,оксалаты, форшаты и др.), то последующей прокалкой их можно превратить в окислы соответствующих металлов. В некоторых случаях после пропитки раствором соли осаждаемого металла активный компонент переводится в нерастворимое соединение обработкой соответствующими осадителями. Металлические катализаторы получают восстановлением образованных на носителях окислов или солей обработкой газом-восстановителем (водород, окись углерода и др.) при повышенной температуре. [c.29]

Все катализаторы готовились смешением концентрированных растворов аммонийных солей ванадиевой, молибденовой или вольфрамовой кислот с фосфатом аммония или с азотнокислым висмутом. Смеси растворов с осадками выпаривались, подсушивались при 100—120°, гранулировались и прокаливались при 600°. Катализатор, содержащий окислы меди и висмута, получался разложением смеси азотнокислых солей этих металлов, а состоящий из окислов меди и фосфора — разложением смеси азотнокислой меди и фосфата аммония. Поверхность катализаторов определялась методом БЭТ по низкотемпературной адсорбции криптона. Каталитическая активность измерялась в динамической установке при атмосферном давлении в изотермических условиях. Перепад температуры по слою контакта не превышал 5°. Катализаторы обрабатывались реакционной смесью, содержащей 30 об. % пропилена, 10 об. % кислорода и 60 об. % азота при 400— 450° до достижения стационарной активности. Анализ газов на СОг и СО производился непрерывно в процессе реакции автоматическими газоанализаторами инфракрасного поглощения типа ГИП-5. Концентрация акролеина в водной среде определялась бромидброматным, а сумма альдегидов — гидроксиламиновым методами. Количество кислоты в растворе определялось ацидометр ическим объемным методом. [c.211]

При распылении с геттерированием [23, 24], прежде чем начинается образование пленки за счет катодного распыления, из газа за счет реактивного распыления удаляются (геттерируются) химически активные составляющие. Такой метод дает пленки очень высокой чистоты. В типичной установке для напыления с Геттерированием в системе кроме обычной подложки, анода, имеется второй анод. Этот анод имеет форму экрана, окружающего катод и подложку. Сначала подложку закрывают заслонкой, чтобы предотвратить осаждение пленки, и все химически активные газы внутри экрана удаляют за счет поглощения в металле, распыленном из катода и осевщем на стенках сосуда. В результате этого давление химически активных газов в системе можно уменьшить до 10" мм рт. ст. Чтобы достичь такого давления в обычной системе, требуются сложные насосы и длительное обезгаживание. После геттерирования заслонку отводят и катод распыляют на подложку. Выделение газов из стенок сосуда сдерживается напыленными слоями металлических соединений. Экран делают плотно прилегающим к катоду и аноду, так что диффузия примесей из остальной части системы затруднена. Рабочее напряжение обычно составляет 1,0—1,5 кВ при токах 2—10 мА. Сначала систему откачивают до 10" мм рт. ст. и при температуре приблизительно на 50° выше температуры осаждения производят обезгаживание подложки. Вообще говоря, необходимо независимое регулирование температуры подложки. В качестве газа обычно используют Аг, и реактивного распыления в течение 15—30 мин обычно достаточно, чтобы очистить атмосферу. Стойрер и Хозер [24] на стадии разложения использовали давление Аг в интервале (31 -f- 185)-10"- мм рт. ст. До сих пор специального упора на выращивание монокристаллов не делалось, и это потребует, вероятно, более высоких температур подложки и применения монокристальных подложек. Распыление с геттерированием дает возможность изучать механизмы роста кристаллов в сверхчистых условиях, а также получать сверхчистые пленки. [c.247]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология