Железо, адсорбция газов поверхность

Распределение различных кристаллических фаз в невосстановленных и восстановленных катализаторах может быть установлено с помощью электронного микроскопа (рис. 41). Поверхности железа и промоторов могут быть измерены отдельно методами адсорбции газов. Эти исследования показали, что промоторы, особенно окись калия, хорошо перемешаны с железом и что более 90% поверхности железа покрывается ими, оставляя для осуществления катализа менее 10%. Однако имеющаяся свободная поверхность железа и активность промотированного катализатора значительно более высоки, чем для непромотированного железа, и они уменьшаются намного медленнее. [c.162]

Можно считать установленным, что процессы восстановления железа происходят в основном на поверхности руды путем адсорбции газов с дальнейшим кристаллохимическим превращением соединений железа. Скорость реакций восстановления снижается с увеличением степени восстановления и по мере перемещения зоны восстановления внутрь руды. Поэтому процесс восстановления железной руды имеет наибольшую скорость в начальной фазе, пока степень восстановления не превышает еще 30—50%. [c.50]

Сравнительные данные об адсорбции на монокристаллах цинка, меди и железа. В табл. 5 суммированы данные по адсорбции на поверхности монокристаллов, относящихся к классу гексагональных кристаллов (в исследованиях, описанных выше, применялись кубические гранецентрированные кристаллы). Кроме того, в табл. 5 адсорбция одноатомного газа (Аг) сопоставлена с адсорбцией двухатомного газа (N2), причем учитываются геометрия и состояние поверхности обоих адсорбентов, как меди, так и цинка. [c.123]

Осн. работы относятся к химии поверхностных соед. и гетерогенному катализу. Выдвинул (1933) одну из первых теорий поверхностных промежуточных соед. в катализе. Наряду с X. С. Тэйлором установил (1935) определяющую роль энергии активации в возникновении разных типов хемосорбции. Совм. с С. Брунауэром и Э. Теллером разработал (1938) метод определения удельной поверхности порошкообразных и пористых ТВ. тел, основанный на теории полимолекулярной физической адсорбции газов (метод БЭТ). Изучал совм. с Брунауэром механизм промотирования катализаторов, установил (1940) диспропорционирование состава поверхностных слоев под влиянием сорбции промоторов. Посредством изотопных методов изучил (1950) механизм начальных стадий синтеза углеводородов на основе оксида углерода и водорода. Независимо от Э. В. Брицке и А. Ф. Капустинского открыл явление термической диффузии в р-циях восстановления оксида железа (II) водородом. [c.523]

Гидроксид алюминия, содержащий фтор, после отмывки и отжима на фильтр-прессе поступает на формование на шнековом прессе, а полученные экструдаты - на сушку и прокаливание. При выборе оптимальной температуры прокаливания помимо показателя активности приготовляемого катализатора большое значение имеют удельная поверхность и прочность гранул. Высокая стабильность удельной поверхности и кислотности оксида алюминия, а также удовлетворительная механическая прочность достигаются при температурах прокаливания 450-550 °С. Большое влияние на перечисленные показатели оказывает содержание воды в газе, поступающем на прокаливание прокаливание необходимо осуществлять в токе сухого воздуха с точкой росы от -30 до -40 С. После прокаливания диаметр экструдатов составляет 1,8-2,2 мм, удельная поверхность по адсорбции аргона 200-250 м /г, потери при прокаливании при 1100 °С не более 3,0-3,5%, средний коэффициент прочности экструдатов 1,0 кгс/мм. Принятый в СССР способ получения фторированного 7-оксида алюминия обеспечивает чистоту по содержанию примесей натрия 0,02% и железа 0,02%. [c.59]

Sn " , которые, как известно, увеличивают водородное перенапряжение, замедляют таким образом коррозию железа в кислотах и способствуют восстановлению органических веществ на железном катоде. Ионы Sn постоянно образуются на поверхности железа при коррозии оловянного покрытия, однако после растворения слоя олова их концентрация падает. Возможно также, что разность потенциалов пары железо—олово благоприятствует адсорбции и восстановлению на катоде органических деполяризаторов, в то время как при меньшей разности потенциалов эти процессы не протекают. Существенным недостатком консервной тары является так называемое водородное вспучивание, которое связано со значительным возрастанием давления водорода в банке. При этом допустимость использования консервов становится сомнительной, так как накопление газов в банке происходит и при разложении продуктов под действием бактерий. [c.240]

В обоих указанных выше случаях два одновременно хемосорбированных газа не взаимодействовали друг с другом. Если же они способны взаи.модействовать между собой, то ожидаемые закономерности будут носить более сложный характер. Изучению этих закономерностей путем прямых хемосорбционных измерений посвящено сравнительно небольшое число работ. Бик [60] изучал одновременную хемосорбцию азота и водорода на пленках железа. Как отмечалось в разделе IX, 12, энергия активации адсорбции азота после покрытия им 20 всей поверхности становится слишком высокой для того, чтобы при комнатной температуре могла протекать дальнейшая хемосорбция. Бик установил, что если водород адсорбируется первым и степень заполнения поверхности им равна Йн, то поверхность сможет адсорбировать меньшее количество азота, а именно [c.161]

При выводе этого уравнения М. И. Темкин исходил из того, что при синтезе аммиака скорость реакции определяется скоростью активированной адсорбции азота, являющегося единственным адсорбированным газом на железе. При этом он также учитывал неоднородность поверхности катализатора, которая характеризуется параметром а [см. уравнение (XV. ) ]. Полученное уравнение находится в согласии с опытом. Оно имеет вид [c.411]

Железо, адсорбируя сернистый газ, при влажности ниже критической разрушается, если его перенести в атмосферу, не содержащую этот агрессивный агент [25]. Объясняется это тем, что при предварительной адсорбции сернистого газа на поверхности металла образуются продукты коррозии, способствующие конденсации влаги при меньшей величине относительной влажности. [c.11]

Для извлечения летучих соединений из включений применяют механическое или термическое вскрытие пузырьков. При механическом вскрытии минералы дробят в стальных мельницах, из которых предварительно удалены все газы, до крупности 0,01 мм и даже несколько меньше. При этом вскрывается большая часть пузырьков, но минерал в миллионы раз увеличивает свою поверхность, а в минеральной муке появляются частицы железа от истирания мельницы и стержней. В этой обстановке развиваются в колоссальных масштабах явления адсорбции. На частицах железа сорбируются вода и углекислота, [c.42]

Так же как в системе пища — молекулярный кислород , при комнатной температуре вне организма окисления не происходит, несмотря на то что система далека от состояния равновесия, не наблюдается это и вне топливного элемента с гремучим газом Нг + О2 или со смесью СО + О2. Общим свойством всех органических и неорганических преобразователей химической энергии является то, что на их поверхности вследствие адсорбции происходит повышение концентрации реагирующих веществ и что сравнительно инертный кислород не реагирует непосредственно с веществом, подлежащим окислению. В живом организме кислород соединяется с железом гемоглобина и образует при этом перекисное соединение, окисляющее субстрат в качестве переносчика кислорода. Анало-.гично активируется весьма инертный при комнатной температуре кислород на диффузионных катодах соответствующими переносчиками вроде дисперсного серебра или металлической платины. Общим свойством окисляющих систем является уже отмеченное обстоятельство, что не только редокс -элементы. [c.474]

Шелеф с сотр. использовали оксид азота для измерения поверхности оксидов железа [27], хрома [28], меди [29] и никеля [30]. Методика основана на том, что адсорбция оксида углерода на некоторых оксидах описывается изотермой Фрейндлиха. Такое поведение оксида углерода позволяет рассчитать монослой покрытия из логарифмической з ависимости степени адсорбции газа от равновесного давления при различных температурах. Методика является перспективной для определения характеристик оксидов и может быть распространена на другие системы. [c.45]

Наиболее известным примером использования селективной хемосорбции для определения удельной поверхности неметаллического компонента является измерение адсорбции двуокиси углерода на окиси калия в промотированных железных катализаторах синтеза а.ммиака [117]. В этих катализаторах содержится, например, до 1,6% К2О в качестве промотора и - 10% AI2O3 в качестве стабилизатора. Адсорбцию проводят при 195 К, повышая давление двуокиси углерода до 80 кПа ( 600 мм рт. ст.). В указанных условиях происходит и физическая и химическая адсорбция газа количество последнего принимают равным тому количеству адсорбата, которое не откачивается при 273 К- Результаты более поздних исследований [118, 119] показывают, что первоначальное предположение, согласно которому двуокись углерода хемосорбируется только на поверхности окиси калия, следует тщательно проверить, поскольку известно, что при 195 К двуокись углерода быстро и прочно адсорбируется на чистом железе. Даже допуская, что при монослойном покрытии железа двуокисью углерода Хт 10, нельзя не прийти к выводу, что по крайней мере некоторая часть хемо-сорбированной двуокиси углерода, отнесенная к адсорбции на окиси калия, должна протекать на железе. Возможно, что хемосорбция двуокиси углерода на поверхности железа снижается до миниму.ма в результате присутствия адсорбированного (остаточного) кислорода, и это может объяснять, почему дисперсные железные катализаторы без окиси калия не хемосорбируют значительного количества двуокиси углерода. [c.331]

Применение мёссбауэровской спектроскопии для изучения поверхности можно проиллюстрировать на примере исследования дисперсных катализаторов Pt—Fe, нанесенных на графитированный углерод [127]. Наблюдаемые спектральные линии разлагали на компоненты с помощью ЭВМ. Снятые при комнатной температуре спектры образцов, полученных восстановлением водородом при 770 К, обычно характеризовались кривыми, которым лучше всего удовлетворяли два квадрупольно расщепленных дублета (рис. 11). Внешний, менее интенсивный дублет с широкими линиями приписан поверхностным атомам, а внутренний дублет с узкими линиями — атомам объемной фазы. Долю поверхностных атомов железа можно оценить по площадям, ограниченным соответствующими линиями, при условии что вероятность испускания без отдачи для атома поверхности и атома объемной фазы одинаковы. В общем случае это не должно выполняться, потому что поверхностные атомы связаны в кристаллите менее прочно. Авторы [127] обошли эту трудность, измеряя зависимость спектральных данных от величины адсорбции газов и используя предположение, что поверхностный атом железа, на котором адсорбирован водород или 28 [c.435]

Неоднородность поверхности адсорбента сказывается значительно больше при хемосорбции, чем при ван-дер-ваальсовой адсорбции. Влияние неоднородности на хемосорбцию будет детально обсуждаться во II томе здесь же мы поясним это на двух примерах, Во-первых, Брунауер и Эммет нашли, что если часть поверхности железного катализатора покрыта слоем кислорода, то физическая адсорбция азота (или любого другого газа) происходит одинаково легко как на части поверхности, покрытой кислородом, так и на неокисленных атомах железа, хемосорбция же водорода или окиси углерода исключена на окисленной части и протекает лишь на атомах железа. Если вся поверхность покрыта кислородом, хемосорбция водорода при —78° или окиси углерода при —183° почти полностью исключена, на физическую же адсорбцию азота окисление поверхности практически не оказывает влияния. Во-вторых, Эммет и Брунауер нашли, что поверхность железнох о катализатора, промотированного окисью алюминия, [c.459]

Анизотропия адсорбции на меди и закиси меди. Для того чтобы эти явления изучить в простой системе газ — поверхность, были сняты изотермы адсорбции азота при 78,1, 83,5 и 89,2° К на монокристаллических и поликристаллических поверхностях меди [73] при этом применялась прецизионная дифференциальная ми-крогравиметрическая методика. Площади всех поверхностей определялись согласно описанному выше методу Брунауэра — Эмметта — Теллера. На рис. 29 показана изотерма адсорбции азота на ромбоэдрической грани кристалла меди во всем интервале давлений вплоть до 1500 мм рт, ст. В общих чертах форма этой кривой является типичной для изотерм адсорбции других газов, например аргона, как на других кристаллических гранях меди, так и на гранях кристаллов цинка и железа. Адсорбция азота и аргона на поверхностях монокристаллов всех трех металлов изучалась в температурном интервале 78—90° К с применением микровесов. Для облегчения расчета изостерических теплот адсорбции на рис. 29 представлена зависимость количества адсорбированного вещества от давления. На рис. 30 видно, что количество азота. [c.112]

Изучая адсорбцию газов на конденсированных слоях металлов, мы нашли, что при —19Г)°( водород адсорбируется на никеле, платине и железе крайне быстро. Однако измерить скорость адсорбции возможно, и это свидетельствует о наличии некоторой, хотя и небольшой, энергии активации. Почти весь адсорби )Ованный водород связывается с поверхностью металла прочно. Если откачать газ из реактора, не изменяя температуры опыта, а затем повторно измерить адсорбцию на том же слое металла, то оказывается, что кроме нрочной, необратимой адсорбции имеет место слабая, подвижная и полностью обратимая адсорбция, [c.235]

Методы оиределения поверхности активных компонентов сложных катализаторов основаны на эффекте избирательной хемосорбции, когда контактирующий с катализатором газ-адсорбат адсорбируется только на исследуемом компоненте, а на всех остальных его адсорбция минимальна. Впервые раздельное определение величины поверхности активных компонентов было проведено Р. X. Бурштейп для платины иа угле и Эмметом и Брунауэром для железа в катализаторе синтеза аммиа-ка . [c.87]

На практике хлопьеобразованне сернистого железа, а точнее флоку-ляция часто сопровождается и усиливается включением в хлопья мелких пузырьков газа, выделяющегося из пластовой воды. Кроме того, при адсорбции растворенных газов на поверхности частичек уменьшается их гидратированность [6]. Увеличение температуры и минерализации воды также влечет за собой все большее снижение гидратированности поверхности частиц. Это способствует образованию агрегатов сернистого железа с включением газовых пузырьков и капелек эмульгированной нефти. [c.112]

На поверхности металла происходит процесс физической адсорбции водорода. С увеличением температуры физическая адсорбция понижается, с увеличением давления возрастает, приближаясь к значению, соответствующему дюиодголекулярному слою газа. Тепловой эффект процесса физической адсорбции водорода металлами невелик и обычно не превышает 8,4—16,8 кДж/моль. Для меди при —183 °С теплота физической адсорбции водорода составляет 1,68—3,35 кДжЛюль и для железа в интервале от —195 °С до —183 °С равна 8,4 кДж/моль [84]. [c.247]

В связи с широким применением азота для определения удельной поверхности по данным физической адсорбции (см. раздел 2.8) весьма важно выяснить, возможна ли хемосорбция этого газа. Как оказалось, хемосорбция азота происходит, вероятно, на всех металлах. Количественные исследования Бика [8] показали, что и никель и железо способны хемосорбировать азот даже при —183° [59]. Изучая адсорбцию азота на сконденсированных пленках этих двух металлов, Бик нашел, что изотермы адсорбции практически горизонтальны при давлениях от Ю-" до 10 мм рт. ст., что указывает на прочную хемосорбцию. Теплота адсорбции не слишком велика, для железа она составляет примерно 10 ккал-моль при малых заполнениях и примерно 5 ккал-моль- при высоких заполнениях. Количество молекул азота, поглощенных при насыщении, т, е. по завершении образования монослоя, было равно количеству поглощенных подобных образом молекул водорода. Так как молекула водорода занимает два центра на поверхности металла, было принято, что это справедливо и для азота, хотя диссоциация молекулы азота на атомы в этих условиях едва ли возможна. При комнатной температуре быстрая хемосорбция практически незаметна происходит медленная активированная хемосорбция азота с весьма высокими теплотами порядка 70—40 ккал мoлъ- вначале и 16 ккал-моль- при высоких заполнениях. При наиболее высоких изученных давлениях активированная хемосорбция охватывает около 20% всех центров на поверхности при комнатной температуре или почти 50%—при 100°. В этом случае, вероятно, возможна диссоциация молекулы азота на атомы. [c.302]

ОКИСИ алюминия) железный катализатор с окисью углерода при различных давлениях и измеряли полную адсорбцию (включающую хемосорбцию и физический слой, расположенный выше). В каждом случае при иагревании до 0° физический слой удалялся и оставался только хемосорбированный слой, так что при повторном охлаждении до —183° и адсорбции количество поглощенного газа служило мерой физической адсорбции. Разность между полной и физической адсорбцией (см. рис. 67, две нижние кривые) давала величину хемосорбции. Таким образохм, здесь производилось два определения —объема газа, необходимого для заполнения монослоя (см. стр. 169— 170), давшее совпадающие результаты и позволившее сделать предположение, что все поверхностные атомы железа хемосорбируют окись углерода. Однако в случае одно- или дважды промотированного катализатора площадь хемосорбиро-вавшей поверхности (железо) была меньше полной поверхности, хотя обе они и превышали поверхность непромо-тированного катализатора (табл. 33). Около 60% поверхности приходилось на долю промоторов и только около [c.299]

При одновременном растворении Ь1гО и РеаОз в эквивалентных количествах иа каждый с пониженным зарядом приходится Ре " с повышенным зарядом, которые взаимно компенсируются, поэтому электропроводность не изменяется. В то же время химическая адсорбция СО иа таком контакте не имеет места. Дополнительное растворение окисн железа сверх эквивалентного содержанию Ь1гО, снижающее электропроводность и концентрацию N1 +, восстанавливает частично адсорбционную способность по отношению к СО. Это подтверждает предположение, что основное влияние на Е аде оказывают катионы с аномальным зарядом. Для этой модели активной поверхности распределение активных центров будет изменяться с температурой. Чем ниже температура, тем больше N 3+ находится в катионных узлах, ближайших к Ь1+, так как при таком расположении система обладает минимальной энергией. С ростом температуры связь с N1 + может быть ослаблена вследствие передвижения его на более удаленные катионные узлы. Чем дальше удален N 3+ от Ь1+, тем меньше взаимодействие между ними, тем выше концентрация активных центров адсорбции для газов — доноров и акцепторов электронов. Освобождение Ы+ от N1 + создает не один, а набор активных центров адсорбции кислорода, отличающихся энергиями активации. Функция распределения активных центров определяется равновесным распределением катионов и N1 + на поверхности при данной температуре. Если — тепло, требующееся на разрыв связи, то количество разъединенных катионов и+ — N1 + зависит от температуры согласно уравнению [c.75]

Значительно большую роль играют отложения золы на поверхностях нагрева, имеюш их температуру ниже точки росы. Гигроскопичность этих отложений и способность к адсорбции обусловливают поглош ение некоторого количества SOg. При изменении температур возможно освобождение части SOg. Это приводит к колебаниям содержания SOg и температуры точки росы дымовых газов и является одной из причин нестационар-ности коррозионных процессов. Весьма существенное влияние на скорость коррозии имеет растворимость продуктов коррозии в серной кислоте (рис. 7. 33). Чем выше растворимость сульфатов железа, тем больше коррозия [89, 102 ]. [c.445]

В промотированных катализаторах синтеза аммиака часть поверхности, занятая основным компонентом — железом, определяется по низкотемпературной хемосорбции окиси углерода. Количество хемосорбированного газа при этом вычисляется по методу С. Брунаузра и П. Эмметта [1] как разность между величинами суммарной и физической адсорбции окиси углерода при —183° С. [c.177]

Так, альфа-железо (см. Железо) более проницаемо для водорода, чем гамма-железо. При десорбции из железа водорода с помощью вакуу-мирования или с понижением т ры газ выделяется в чистом виде. Алюминий и медь также проницаемы для водорода. При производстве изделий из алюминия водяной пар, адсорбированный (см. Адсорбция) на его окисленной поверхности, является источником дополнительного количества водорода, проникаюш,е-го в металл при термической обработке и термомеханической обработке. Большой водородопроницаемос-тью отличаются палладий и его сплавы, используемые для получения сверхчистого водорода. Материалы, непроницаемые для газов, служат для герметизации стенок, соединений и внутренних объемов аппаратов, машин и сооружений. Герметичность обеспечивается применением уплотнительных прокладок из асбеста, свинца и др. материалов. См. также Проницаемость материалов. [c.244]

Нагревание адсорбента до высокой температуры может вызвать изменение не только величины, но и структуры поверхности. Например, один тип граней кристаллов может быть заменен другим, что вызовет изменение в теплоте адсорбции. Подобные эффекты значительно заметнее при хемосорбции, чем при физической адсорбции, поэтому они б дут детально обсуждены во II томе. Мы упомянем здесь только один пример. Брунауер и Эммет исследовали в.яиянио спекания железного катализатора на процесс хемосорбции различных газов. Они были склонны объяснить свои результаты, постулируя, что спекание не только уменьшает общую поверхность катализатора, но и изменяет рыхло упакованные кристаллические плоскости, вроде грани (111) железа, в более плотно упакованные плоскости, вроде грани (110). [c.484]

Контакт графита и активированного угля с такими металлами, как цинк, алюминий и железо, вызывает сильную коррозию металлов. Это обусловлено развитой поверхностью графита, способствующей сильной адсорбции кислорода и сернистого газа, являющихся катодными депо-ляризаторами. Положение усугубляется еще низким перенапряжением для реакции восстановления сернистого газа и кислорода на графите и высокой их концентрацией на поверхности. Все эти факторы способствуют развитию сильной коррозии на металлах, находящихся к кон-такте с графитом. Подобных контактов следует избегать в любой открытой атмосфере. [c.143]

Ослабление силы запаха природного газа вследствие уменьшения содержания в нем одоранта объясняется, очевидно, тем, что часть этилмеркаптана поглощается при транспортировке по газопроводу вследствие адсорбции пылью. Наряду с этим в присутствии окиси железа ГегОз и металлических поверхностей газопровода возможно превращение меркаптанов в сульфиды КЗК и дисульфиды К88К, обладающие запахом иного характера и меньшей интенсивностью. Одновременно при этом будет образовываться сернистое железо ГегЗз, которое при наличии в газе кислорода вновь приведет к образованию ГегОз и дальнейшему превращению меркаптанов в сернистые алкилы [5]. [c.171]

Существование нитридов железа может служить доказательством того, что хемосорбция азота на поверхности катализаторов вызывает разрушение молекул N2 и образование в активных центрах нитрида. Такого рода реакция возможна как пер-зая ступень синтеза аммиака. Этот вывод подтверледают некоторые экспериментальные данные , показывающие, что азот н водород из их смеси адсорбируются интенсивнее, чем каждый из этих газов в отдельности, в чистом виде. Особенно увеличивается при этом адсорбция водорода. При 350° и давлении выше 20 ат наблюдалась трехступенчатая адсорбция водорода (1 I, 2 1, 3 1 по отношению к азоту), что могло бы соответствовать Последовательно му образованию иа поверхности катализатора комплексов, содержащих группы =МН, —ЫН9 и МНз. [c.503]

Механизм коррозии в этом случае объясняется процессом адсорбции, образованием карбидов, каталитическим влиянием железа на процесс окисления СО и науглероживанием металла. Твердые частицы, содержащиеся в газе, способствуют образованию коррозии. Так, несгоревшая угольная пьшь, осаждаясь из газа на поверхности металла, способствует развитию питтинговой коррозии. [c.73]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология