Пиролиз лазерный

Использование лазерного излучения в ультрафиолетовом и видимом диапазонах обусловлено тем, что лазеры представляют собой удобные высокоинтенсивные источники света и могут ускорять процессы, что обусловлено нагревом вещества. Примером служат процессы пиролиза смесей углеводородов с реакции между частицами Сщ, испаряемыми из графита в результате лазерного излучения, и органическими молекулами с получением ацетилена и др. [16]. Преимущество лазерного пиролиза заключается в возможности быстрого нагрева малых площадей и объемов до высоких температур. [c.190]

Пиролиз проводят с помощью обычного термического нагрева, высокочастотного нагрева (до тоЧки Кюри), с применением коренного разряда и лазерной техники [2, 3]. Устройство для пиролиза изготавливают в виде приставки к стандартным газовым хроматографам. В настоящее время многие универсальные хроматографы высокого класса снабжены пиролитическими приставками, которые включают непосредственно в газовую схему хроматографа вместо узла ввода пробы или же параллельно ему. [c.193]

Различают физ. и хим. способы М. Первые основаны на воздействии высоких т-р или на использовании электрич. разрядов. К ним относят, напр., термическую М. (в т.ч. в присут. катализаторов), лазерный пиролиз, разложение высокомол. соединений искровым разрядом. [c.88]

Пиролизеры печного типа (трубчатая печь), к-рые заранее нагревают и в к-рые быстро вводят анализируемый образец время разогрева образца от десятых долей секунды до неск. секунд. В пиролизерах первых двух типов исследуемую пробу наносят на нагреват. элемент гл. обр. в виде р-ра или суспензии. Пиролизер печного типа используют обычно для изучения твердых образцов. Применяют также лазерный пиролизер, в к-ром пиролиз проводят под действием лазерного излучения. [c.538]

Лазерный пиролиз в сочетании с ГХ—МС анализом выделяющихся летучих продуктов был использован для характеристики органического вещества в геологических образцах методом отпечатков пальцев [401] В основном образовывались низкомолекулярные продукты с молекулярной массой до 150 При лазерном пиролизе образец помещался в цилиндрическую кварцевую камеру через которую пропускался поток газа носителя в хроматографическую колонку Высокоэнергетический [c.171]

Рис. 34.28. Аппаратура для лазерного пиролиза.

Лазерный пиролиз. В этом методе пиролиз образца, который находится в трубке при входе в хроматографическую колонку, осуществляется с помощью фокусированного лазерного пучка [c.199]

Рис. 34.29- Пирограммы полистирола, полученные при использовании лазерного метода (а), при флэш-пиролизе (б) и пиролизе в трубчатой печи (в) [О 462].

Пирограммы, наблюдаемые при лазерном пиролизе, проще тех, которые получаются при использовании традиционных пиролитических методик (рис. 34.29). [c.199]

Масс-спектральное изучение пиролиза угля под действием лазерного излучения, при котором температура вещества практически мгновенно достигает нескольких тысяч градусов, подтвердило тот факт, что уголь содержит стабильные органические соединения (алканы, замещенные ароматические углеводороды), сорбированные в полимерной матрице [64]. Можно полагать, что эта методика позволит полнее установить как молекулярную, так и надмолекулярную структуру угольных объектов. Наиболее перспективным является сочетание пиролитической масс-спектрометрии с такими методами анализа, как [c.77]

В работе [17] экспериментально исследовалось влияние скорости нагрева на потерю массы частицей угля. Малая частица размером 50 мкм подвергалась лазерному нагреву, в вакууме. Изменяя мощность лазера, варьировали скорость нагрева частицы от 10 до 10 К/с. При этом не было обнаружено изменений в потере массы, что свидетельствует о том, что именно размер частицы, а не скорость нагрева определяют выход продуктов пиролиза. Кроме того, выход летучих продуктов при медленном пиролизе обычно определяют в реторте Фишера, где частицы угля размещаются плотным слоем. При этом продукты пиролиза неминуемо вступают во вторичные реакции, в результате чего часть летучих продуктов вновь конденсируется и измеренный выход летучих уменьшается. [c.153]

При лазерном пиролизе бурого угля установлено, что количество образующихся газов монотонно возрастает с увеличением плотности энергии от 2,5 до 25 Дж/см [13]. Изучен также пиролиз угля при воздействии солнечной энергии [14], взаимодействие угля с газовыми реагентами при 2500—3200 К и нагревании токами высокой частоты, в центробежном поле. Использование о-метилированных углей приводит к значительному повышению выхода жидких продуктов, получаемых в условиях пиролиза. Предполагают, что это связано с затруднением в образовании новых эфирных связей при превращениях ОМУ [15]. [c.246]

Проведение пиролиза. Нагрев до высокой температуры под действием электрического тока, лазерного излучения и т. д. в условиях инертной (азот) или актив- [c.74]

Если лазерное излучение не поглощается образцом (например, в случае прозрачных кристаллических тел), то для проведения пиролиза в образец вводят вещество, выполняющее роль абсорбционных центров (например, порошкообразный углерод или никель). Так, в работе [27] предложено проводить деструкцию прозрачных полимеров (например, полиэтилена, полистирола) под воздействием лазерного излучения, помещая анализируемые образцы в виде тонкой пленки на плоскую поверхность стержня из синего кобальтового стекла. Группа легких продуктов образуется преимущественно в плазменном факеле — быстро замораживаемой плазме, индуцируемой лазерным излучением. Эта группа продуктов представляет собой низкомолекулярные газы, анализ которых позволяет охарактеризовать состав образца. Такого типа анализ известен как плазмо-стехиометри-ческий анализ. [c.84]

На рис. П1-3 [26] приведены экспериментальные результаты, характеризующие плазмо-стехиометрический анализ. На этом рисунке показана зависимость концентрации ацетилена в газообразных продуктах лазерного пиролиза от мольного отношения водород/углерод в анализируемом образце. Как следует из приведенных данных, плазмо-стехиометрический анализ может быть использован для оценки отношения водород/углерод в различных образцах. Наряду с этими низкомолекулярными [c.84]

Пиролиз проводят с помощью обычного термического нагрева, высокочастотного нагрева (до точки Кюри), лазерного разогрева и разряда. Устройство для пиролиза изготавливается в виде приставки к стандартным газовым хроматографам, которые включают вместо узла ввода пробы или параллельно ему. Пиролизные устройства бывают трех типов филаментного, печного и высокочастотного с ферромагнитными держателями. Различают мягкий пиролиз до 500 °С, в основном для биологических объектов (бактерий, белков, крахмала и др) средний пиролиз при 500-800 °С для исследования полимеров жесткий пиролиз при 800-1100 °С, полимеры разр тпаются на небольшие фрагменты, образуется много продуктов разложения. [c.269]

Рис. 1П-3. Зависимость содержания ацетилена (в %) в низкомолекулярных газах лазерного пиролиза от мольного отношения водорода и углерода (Н/С) для различных образцов

Высокая специфичность получаемых лазерных пирограмм позволяет сочетать лазерный пиролиз с газовой хроматографией и масс-спектрометрией [206, с. 249 218]. [c.150]

В устройствах лазерного типа, предназначенных для аналитического пиролиза, деструкция образца основана на расщеплении вещества с помощью импульса энергии, подаваемого от луча лазера. Пробу пиролизуемого вещества помещают в точку фо- [c.23]

Однако необходимо указать, что условия лазерного пиролиза отличаются от термической деструкции в пиролизерах других типов. Это связано с тем, что при лазерном пиролизе в пробе развиваются чрезвычайно высокие температуры - порядка 10000 К [31], при этом скорость нагрева трудно измерить, но, по некоторым оценкам, она составляет порядка 10 К/с [32], т. е. температура несколько тысяч градусов достигается за микросекунды. Выходная мощность лазера может быть различной и, как правило, находится в пределах [c.25]

Описано определение отдельных классов соединений в нефтях методом ПГХ, в частности серосодержащих соединений 104], проведена оценка уровня содержания серы в нефтях 261]. Определение компонентов нефтяных сланцев [262-265] и углей [264, 265, 267] выполнено с применением лазерного пиролиза [268]. [c.230]

Лазерный пиролиз. При фокусировании лазерного луча на органическое вещество на нем создается высокая плотность энергии, и проба разлагается [3.46]. Для разложения многих веществ может быть использован рубиновый лазер (> = = 694,3 нм) с продолжительностью импульса от нескольких сотен микросекунд до нескольких десятков миллисекунд и с энергией несколько джоулей на импульс. В продуктах пиролиза преобладают соединения с низкой молекулярной массой, такие как ацетилен, метан, оксид и диоксид углерода. Более мягкие условия пиролиза создаются при использовании СОз-лазеров с низкой энергией [3.47 ] или дефокусированным лучом [3.48] в таких условиях большинство соединений образуют фрагменты с высокой молекулярной массой. [c.49]

НИЯ и, как следствие, частичного лазерного пиролиза. Из приведенных зависимостей следует, что в интервале давлений 0,6-40 гПа мы имеем дело о диссоциацией, обусловленной явлением многофотонного поглощения. Причем эффективность Шй тем вьше, чем выше средний уровень поглощенной системой энергии. А этот уровень, в свою очередь, определяется плотностью энергии излучения. В итоге при Рдх= 2,2 Дд/см и рд = 13 гПа при длине кюветы = 75 мм выход диссоциации достигает довольно высокого значения р = 1 . [c.92]

В работе [104] отмечается, что при взаимодействии лазерного излучения с полимером на поверхности пленки протекают процессы фотоокисления и другие явления, которые крайне трудно учесть. Первичные продукты лазерного пиролиза, особенно при импульсном излучении, быстро уда- [c.43]

Авторы работы [105] рассмотрели вопросы воспроизводимости результатов пиролиза полимеров при использовании луча лазера. Проводили пиролиз полистирола с помощью импульсного рубинового лазера. Авторы считают, что луч лазера предпочтителен для проведения пиролиза при использовании хроматографических методов анализа. Отмечено, что пиролиз полимеров протекает с больщей скоростью, чем при других методах нагревания. Параметры лазерного излучения могут быть стабилизированы с высокой точностью. Быстрота нагревания и точность стабилизации режима приводят к лучшей воспроизводимости результатов, чем при использовании нагревателей других типов. [c.44]

В то же время использование лазера ограничено трудностью достижения набора разных температур на одном и том же приборе с определенной мощностью. Эта специфика лазерного пиролиза позволяет его использовать, например, в методе отпечатков пальцев с применением хроматографии, когда воспроизводимость является основным критерием, но делает невозможным кинетическое исследование, когда необходим широкий набор температур, в том числе относительно невысоких температур начальных стадий термической деструкции (индивидуальных для каждого объекта исследования). [c.44]

Многоквантовое ИК-поглощение дает уникальный способ получения высокой степени внутреннего возбуждения молекул, обеспечивая новые экспериментальные методы для исследования мономолекулярной диссоциации. К тому же при ИКМКД продукты обычно образуются в основном электронном состоянии, что не всегда обеспечивается стандартной однофотонной диссоциацией под действием ультрафиолетового или видимого излучения. Продукты, образующиеся при ИКМКД, схожи с получаемыми при термической диссоциации или пиролизе, однако при этом нет необходимости нагревать весь образец до высоких температур. Этот метод привлек особое внимание теми возможностями, которые можно реализовать в изотопно-селективной химии. Во многих экспериментах показана решающая роль нескольких первых дискретных стадий поглощения во всей схеме возбуждения. Так как изотопный сдвиг в колебательных спектрах может быть относительно велик, то существует возможность селективно диссоциировать частицы, содержащие выбранный изотоп, настроив лазер на соответствующий переход v = l- v = 0. Двухчастотные эксперименты продемонстрировали, что маломощный, но имеющий узкую линию лазер может быть использован для прохождения первых уровней области I, тогда как мощный лазер, частота излучения которого часто несущественна, обеспечивает возбуждение молекулы в области И и последующую диссоциацию. Например, диссоциация UFe осуществляется накачкой полосы V3 (615 см- ) излучением маломощного лазера и использованием более мощного СОг-лазера, облучение которым само по себе не приводит к диссоциации. Потенциальные применения лазерных методов разделения изотопов очевидны они дополняют стандартные методы, представленные в разд. 8.10. [c.78]

В результате экспериментов было разработано большое количество методик получения фуллеренов путем испарения графитового стержня. Но в качестве источника фуллеренов можно использовать и многие другие виды углеводородного сырья как, например, жидкокристаплическую мезофазу, которая образуется в результате пиролиза многих углеродсодержащих соединений при температурах 370-520 С. В результате лазерного облучения поверхности мезофазы (смолистого вещества, полученного в результате непрерывной гидрогенизации бурого угля) образовывалась летучая фракция, на 60-100% состоящая из Сбо- Содержание Сбо определялось сортом и давлением буферного газа, в качестве которого использовались аргон, водород, метан или бензол. [c.117]

Интересные результаты дало использование пористых полимерных сорбентов (порапаков Q, R, порапака R, обработанного FFAP, хромосорба 101, полисорба-1) для разделения и идентификации изомерных нитрилов — С5 [200], а-аминокислот [201] в форме нитрильных производных, для определения ацетальдегида в ледяной уксусной кислоте [202], для изучения летучих продуктов пиролиза рибонуклеозидов, рибонуклеотидов и динуклеотидов [203], для определения газообразных и летучих продуктов пиролиза и термолиза целлюлозы и других углеводов [204], для изучения продуктов пиролиза циклопентадиеновых смол [205], продуктов лазерного пиролиза нефтей [2061, [c.137]

Относительно большое внимание в последние годы уделяют лазерной ПГХ [25, 26]. Интенсивное использование лазера в химии началось около 15 лет тому назад. Эти, главным образом, фотохимические исследования были связаны с уникальной монохроматичностью лазерного излучения. Укажем на возможность использования в ПГХ лазерного излучения, позволяющего осуществлять необычный лазерный пиролиз вещества в аналитических целях. Лазер особенно подходит для проведения контролируемого пиролиза, так как с его помощью излучение определенной длины волны заданной энергии в течение очень короткого времени может быть направлено на узкую область материала пробы, подлежащего пиролизу. Условия лазерного пиролиза существенно отличаются от условий термического пиролиза. Поэтому, по нашему мнению, можно говорить об особом варианте ПГХ — лазерной пиролитической газовой хроматографии (ЛПГХ) [25, 26]. [c.83]

Несмотря на устойчивое внимание к ЛПГХ [25—28], области рационального применения этого варианта ПГХ изучены пока недостаточно, отсутствует достаточно широкое и четкое сравнение лазерного и термического пиролиза для различных [c.85]

Углеродные нанотрубки обычно имеют диаметр цилиндрической полости 1-6 нм, длина трубок — до нескольких микрометров. Углеродные нанотрубки (НТ) получают различными методами это синтез испарением графита в элеирической дуге (электродуговой метод), синтез испарением металлосодержащего графита с помощью лазера (метод лазерной абляции), каталитический пиролиз углеводородов. [c.258]

Пары твердых и жидких веществ, образующиеся при их нагреве и разложении (пиролизе), используют для проведения вспомогательных процедур, связанных с применением СОЖ — пастеризация СОЖ острым водяным паром, обеззараживание СОЖ продувкой паров кристаллического иода, применение водяного пара для мойки оборудования и др. В ряде случаев, например при горячей штамповке, литье под давлением, резании с подогревом, при лазерной обработке, пары образуются в зоне обработки или на поверхностях инструмента в результате пиролиза обычных СОТС. Газотворная способность является одним из показателей качества смазочных материалов для высокотемпературных процессов обработки. [c.20]

Большое внимание в последние годы уделяется применению в пиролитических устройствах лазерной техники. Условия лазерного пиролиза существенно отличаются от термического, поскольку лазер обеспечивает проведение контролируемого пиролиза. С его помощью излучение определенной длины волны заданной энергии в течение очень короткого времени может быть направлено на ограниченную область материала пробы излучение импульсного лазера (например, с использованием рубинового или ниобиевого стекла) фокусируется и направляется на анализируемый объект. Продолжительность импульса обычно составляет около 0,001 с, а энергия — около 5 Дж/импульс [213]. Если эта энергия фокусируется на пятне диаметром 0,1 см, то плотность излучения составляет -6,4-10 Вт/см [206, с. 235]. Определенная часть этой энергии поглощается пиролизуемым образцом. Обсуждалось несколько механизмов этого процесса по-видимому, наилучшим образом описывает этот процесс полифотонная абсорбция [214]. В результате абсорбции часть пиролизуемого образца переходит в плазменное состояние. В процессе взаимодействия лазерного импульса с веществом образовавшийся плазменный факел растет в направлении лазерного удара. Скорость роста факела в вакууме составляет 10 см/с. Высокое давление, возникающее в плазме, порождает ударную волну, действующую на образец. По имеющимся оценкам температура возникающей плазмы составляет более 10 К [215, 216]. Эти процессы, в том числе рост факела и его угасание, протекают за время примерно 0,001 с. В этих условиях происходят химические превращения вещества, сопровождающиеся образованием значительных количеств летучих продуктов. Часть этих продуктов образуется в плазме, часть — как результат термического удара — в веществе. [c.149]

Если лазерное излу 1ение не поглощается образцом (например, в случае прозрачных кристаллических тел), то для проведения пиролиза образец смешивают с порошкообразным углеродом или никелем, выполняющими роль абсорбционных центров. [c.149]

Пиролитическую камеру готовят обычно из кварцевых трубок. Пиролиз протекает при температуре =8000°С. Скорость охлаждения, как и скорость нагрева, велика, поэтому роль вторичных реакций сведена к минимуму. Лазерные пирограммы по сравнению с другими более специфичны, и благодаря высокой воспроизводимости они используются для быстрой идентификации полимерных материалов [216]. Ограничением лазернога пиролиза является то, что образец должен быть непрозрачным [c.149]

С помощью лазерного пиролиза при потенциале ионизации 22 еВ и использовании масс-спектрометра в качестве хроматографического детектора изучены компоненты биологических мембран [240], содержащих такие органические молекулы, как аминокислоты, фосфорлипиды, триглицериды, холестерол, хо-лестероловые эфиры, протеины, липиды, сложные фосфорли-пидные соединения (лецитин, L-фенилаланин). [c.225]

Воспроизводимость результатов лазерного пиролиза улучшается при работе с образцом в виде тонкой пленки [3.49]. Если вещество не поглощает свет с длиной волны излучения лазера, пробу помещают на голубое кобальтовое стекло [3.50], или, что эффективнее, добавляют в пробу 5—10% древесного угля или графитого порошка [3.51—3.55]. Преимущество лазерного пиролиза — предельно короткое время нагревания пробы и постоянство количества энергии, сообщаемое разлагаемому веществу (-Л%). [c.49]