Железа нитрид, восстановление

Физические и механические свойства нитрида алюминия позволяют применять его при изготовлении различных огнеупорных изделий, работающих в восстановительной среде,— муфелей, футеровки печей, тиглей, ванн и труб для перекачки расплавленных алюминия, галлия, цинка, стекла и борного ангидрида, поддонов для получения железной губки методом восстановления окислов железа. Нитрид алюминия может применяться при изготовлении абразивных изделий — кругов для полировки, режущих инструментов, фильер. [c.115]

В результате этой реакции образуются водород, используемый для гидрирования, и азот — для получения нитридов металлов в восстановительной атмосфере. Безводный аммиак пропускают через трубчатый реактор (рис. 2) при температуре около 600 °С. Обычно процесс ведут при атмосферном давлении или при давлении 25 фунт/дюйм . В качестве катализаторов применяют восстановленные оксиды железа и никеля, а также металлический рутений на активированном угле или а-оксиде алюминия. [c.152]

Здесь величина 6 характеризует долю железа, находящегося в активной зоне катализатора в металлическом состоянии (свободное железо, карбид или нитрид железа). В этой зоне одновременно протекают окисление железа реакционной водой и обратная реакция — восстановление оксида железа оксидом углерода до металла. [c.274]

Нами была сделана попытка использования методов термодинамики для ориентировочной оценки температуры экстракции газов из различных металлов. Сломан, Харвей и Куба-шевский [1] считают, что восстановление окислов углеродом и диссоциация нитридов могут в условиях метода вакуум-плав-ленпя протекать по одной из следующих схем окись углерода или азот выделяются в газовую фазу, а освободившийся металл а) остается в твердом или жидком состоянии б) растворяется в железной ванне в) связывается углеродом с образованием карбида г) частично растворяется в железе, а частично связывается в карбид. [c.10]

Ими было доказано, что восстановление нитридов сопровождается образованием аммиака. В результате предложена методика разделения нитридов железа и алюминия, имеющих различные температуры восстановления в атмосфере водорода. [c.206]

Полученный электролизом или термическими способами магний-сырец содержит ряд примесей, отрицательно влияющих на его коррозионную стойкость и механические свойства. Эти примеси можно разделить на металлические и неметаллические. К металлическим относятся Ма, К, Са и Ре, попадающие в магний при определенных условиях либо при электролизе, либо путем восстановления их соединений в исходной шихте металлическим магнием. Основными неметаллическими примесями в электролитическом магнии являются хлориды всех компонентов расплава, захватываемые магнием при извлечении его из ванны. Кроме того, в магнии-сырце встречаются примеси окиси магния, нитриды и карбиды. Термический магний не содержит хлоридов, но в нем встречаются окислы магния, кальция и железа и нитриды магния. Общее количество примесей в магнии-сырце может достигать нескольких процентов. Такой металл непригоден для употребления и подлежит рафинированию. По ГОСТ 804—49 магний марки МГ-1 должен содержать 99,91% Mg и не более 0,09% суммы примесей, в том числе не более 0,04% Ре 0,03% 51 0,005% СЬ 0,01% Ма 0,005% К 0,01% Си и 0,001% N1. По тому же ГОСТ для марки МГ-2 общее количество примесей в магнии допускается не более 0,15%. [c.300]

Таким образом, аммиак не восстанавливает магнетит с заметной скоростью ниже 450° и, повидимому, при 450° и выше продукты разложения аммиака играют более существенную роль в восстановлении катализатора, чем сам аммиак. Это предположение вытекает из того факта, что восстановление плавленых катализаторов аммиаком при 450 и 550° является, повидимому, авто-каталитическим процессом другими словами, в. начальной стадии опыта скорость восстановления со временем увеличивается. Восстановление водородом не является автокаталитическим процессом. Можно поэтому сделать вывод, что а-железо и нитрид, образующиеся при восстановлении, являются более активными катализаторами разложения аммиака, чем окись железа. [c.262]

Восстановление нитридов железа чистым водородом протекает очень быстро, и при 200° азот в течение 3 час. полностью удаляется из плавленых железных катализаторов. Гидрирование карбонитридов происходит значительно медленнее, чем гидрирование нитридов, и скорость уменьшается с увеличением содержания углерода в карбонитриде [19] (табл. 3). [c.269]

Избирательность действия карбонизированных железных катализаторов подобна избирательности соответствующих восстановленных катализаторов. Нитриды железа обычно более активны, чем восстановленные или карбонизированные катализаторы, и отличаются также по избирательности их действия. [c.270]

Активность обоих плавленых катализаторов (03001 и 03008) при 7,8 атм увеличивалась более чем в 12 раз в результате превращения а-железа в е-нитрид (рис. 3). Сравнение этих катализаторов в восстановленном и в азотированном состояниях показывает, что их начальные активности близки, однако активность катализатора 03008 со временем снижалась быстрее, чем активность катализатора 03001. При повышении рабочего давления до 21,4 атм активность нитридов увеличивалась более чем в 2 раза. Активность восстановленных катализаторов возрастала линейно с давлением, в то время как активность нитридных катализаторов увеличивалась менее быстро, со скоростью, пропорциональной давлению в степени 0,7 [25]. Активность плавленого катализатора 03001, увеличенная при азотировании, в значительной степени уменьшалась после восстановления образовавшегося [c.271]

Ряд веществ проявляет значительную активность при применении их в качестве катализаторов синтеза аммиака. Наиболее известны из них Fe, Os, Re и нитриды молибдена, вольфрама и урана. Железо в промотированной форме является самым важным и, невидимому, пока единственным промышленным катализатором. Поэтому в настоящей статье, за исключением нескольких случаев, рассмотрены только железные катализаторы. Обсуждение ограничено типами катализаторов, которые получаются сплавлением окислов железа с добавками промоторов и последующим восстановлением. Этот тип катализатора используют наиболее широко, и основные исследования были выполнены с данным катализатором. [c.5]

В металлургии самым эффективным методом борьбы со старением является восстановление стали алюминием. Азот, который при старении вызывает выделение хрупкого нитрида железа, связывается алюминием в неопасный нитрид алюминия. На этой основе получают, если можно так сказать, нестареющие стали. Этот термин относится к сталям, которые даже при длительной выдержке лишь незначительно снижают свою вязкость по сравнению с исходным состоянием. [c.198]

Большинство исследователей связывает каталитическое действие продукта реакции с деформацией молекул исходного вещества, в результате чего увеличивается реакционная способность молекул и возникают новые центры реакции. Однако несомненно, что каталитическое действие продукта реакции обладает рядом специфических черт, не сводимых к обычному гетерогенному катализу. При исследовании восстановления нитридов железа водородом было установлено, что каталитическое действие продукта реакции связано не с изменением элементарных стадий и снижением энергии активации, как это принято в деформационном катализе, а с устранением пространственных трудностей. Продукт реакции оказывает упорядочивающее действие на молекулы исходного вещества, в результате чего создается конфигурация, особенно благоприятная для реакции. Нет никакого сомнения в том, что термическое разложение некоторых взрывчатых веществ (азидов металлов, гремучей ртути и др.) является автокаталитическим процессом. Каталитическое действие продуктов реакции в этом случае было установлено экспериментально, на примере разложения азидов в присутствии различных металлов. В тех случаях, когда опыты проводились с перерывом, скорость реакции после возобновления опыта была той же, что и до перерыва. Этот факт, подтверждающий каталитическое действие продуктов реакции, отвергает возможность возникновения энергетических цепей при разложении ВВ. [c.528]

Установлено, что процессы зарождения кристаллов новой фазы и их рост пространственно, а часто и по времени, отделены от реакционной поверхности и не оказывают влияния на кинетику топохимических реакций. Кристаллическая структура исходного вещества значительно влияет на кинетику разложения и может резко изменить его скорость. Кристаллический тригидрат меди реагирует в сто раз медленнее аморфного, а тетрагональная модификация глета окисляется в сурик в шесть-семь раз быстрее, чем ромбическая. Большинство исследователей связывает каталитическое действие продукта реакции с деформацией молекул исходного вещества, в результате чего увеличивается их реакционная способность и возникают новые центры реакции. Каталитическая способность продукта реакпии обладает рядом специфических черт, которые не объясняются теорией гетерогенного катализа. При исследовании восстановления нитридов железа водородом было установлено, что каталитическое действие продукта реакции связано не с изменением элементарных стадий и снижением энергии активации, как это происходит в гетерогенном катализе, а с устранением пространственных трудностей. Продукт реакции оказывает упорядочивающее действие на молекулы исход- [c.470]

Необходимое для реакции колпчество уг.терода определяют по приведенному уравнению, т, е. с учетом его окислепия до окпсп углерода. Если же этим методом получать нитриды металлов, окпслы которых сравнительно легко восстаиаи. шваются, наиример окись железа, то прп восстановлепии окис.ла получается как окись, так и двуокись углерода, и количественное соотношение между ними будет зависеть от температуры реакции. В этом случае гочно рассчитать ко.чичество уг.тсрода, необходимое для восстановления, очень трудно, и получаемый нитрид окалывается загрязненным и.ти углеродом, илп окис.лом мега.лла. [c.312]

В процессе восстановления сложные цианистые соединения распадаются до сравнительно простых карбидов и нитридов [13, 14], причем реакция распада протекает через ряд последовательных стадий. На примере соли (МН4)4ре(СЫ)б Митташ, Кусе и Эмерт [14] показали, что в остатке имелись карбиды железа, отвечающие, по их мнению, формуле РезС. Данные авторы нашли, что наряду с карбидами железа в остатке имелось сс-железо, которое, по мнению этих исследователей, в основном способствовало синтезу аммиака [14, 15]. Впоследствии было показано, что удаление а-железа из остатка восстановленного образца при помощи разбавленных органических кислот приводит к увеличению активности карбонитридных катализаторов. Тем самым удалось доказать, что сохранение карбидной фазы после проведения процесса восстановления способствует повышению активности катализатора в конечном состоянии [16, 17]. [c.140]

Перед синтезом осажденные железо-медные катализаторы обычно обрабатывают На, СО, МНз или смесями СО Ц-На- Предварительная обработка не оказывает влияния на активность катализаторов, однако существенно сказывается на селективности, стабильности и на продолжительности разработки [10, 83, 84]. В зависимости от продолжительности нагревания катализаторов в токе водорода при 230—250° С окислы железа либо почти полностью восстанавливаются до металла, либо до ГеО и соединений типа шпинелей РеО-ЕеаОз, СиО-ГеаОз, М 0-Геа0з, МпО-РеаОз [61, 85]. При обработке окисью углерода или смесью СО На образуется магнетит и карбид Хэгга, а при обработке аммиаком — магнетит и нитриды железа [80]. По сравнению с катализаторами, восстановленными смесью СО -[-На, катализаторы, обработанные водородом и особенно аммиаком, способствуют образованию продуктов более низкого молекулярного веса со значительным содержанием спиртов. Однако обработка смесью СО+Нг снижает чувствительность катализаторов к отравляющему воздействию сернистых соединений [86]. Азотированные катализаторы более стабильны, чем восстановленные водородом или смесью СО -[-Нг- Чем больше содержание щелочи и меньше меди, тем выше температура и больше продолжительность восстановления [83]. Присутствие СОа и особенно паров НаО приводит к снижению активности железо-медных катализаторов. После восстановления поверхность. [c.12]

Основные исследовательские работы. Некоторые исследовательские лаборатории в Германии занимались независимо друг от друга основными вопросами в области активности катализаторов, используемых для синтеза углеводородов. Шейерман (I. G.) [47] сообщил относительно рентгенографических исследований железных катализаторов. Тщательно восстановленные плавленые железные катализаторы, применявшиеся для проведения синтезов при средних давлениях, содержали гексагональный карбид железа (РегС), идентифицированный ранее Халле (I. G. Oppau). Структура этого карбида имеет большое сходство со структурой нитрида железа (РегН). Гексагональный карбид железа нестоек. При более высоких температурах он может быть, согласно данным Хербста (I. G.), превращен в карбид Хэгга, РегС [48]. Оба карбида идентичны с карбидами РегС, идентифицированными Пихлером и Меркелем [49] в железных осажденных катализаторах с помощью [c.221]

Вторая часть статьи посвящена использованию нитридов железа как катализаторов реакции Фишера — Тропша, причем активность и избирательность действия нитридных катализаторов сопоставлены с этими же свойствами восстановленных и индуцированных катализаторов. Кроме того, ниже будут рассмотрены изменение нитридных катализаторов в процессе синтеза, а также возможность их промышленного использования. [c.259]

Холл, Дитер и Андерсон [19] изучали реакции нитридов и карбонитридов, полученных из восстановленного плавленого железного катализатора (Bureau of Mines, D3001). Результаты этих опытов в основном аналогичны данным Джэка расхождения могут быть объяснены неодинаковым типом катализаторов, использованных в цитируемых работах. Существенным отличием являлось то, что для катализатора, обладающего значительной поверхностью и малым размером кристаллитов, фаза е-карбо-нитрида была найдена в условиях, при которых массивное железо превращается в 1-фазу. Поскольку незначительное изменение положения атомов железа в кристаллической решетке при переходе в-фазы в С-фазу дает лишь мало заметные изменения на рентгенограммах, возможно, что либо данный переход в случае катализатора с большой поверхностью действительно не имел ме- [c.266]

По избирательности действия нитридные железные катализаторы значительно отличаются от восстановленных, карбонизированных или индуцированных катализаторов. Нитриды приводят к образованию продуктов более низкого молекулярного веса, среди которых присутствует значительная часть кислородсодержащих органических соединений. Это различие в селективности, повидимому, обусловлено наличием или отсутствием е-нитридной или в-карбонитридной фаз. Активность азотированных катализаторов равна или значительно выше активности катализаторов, предварительно обработанных другими способами. Однако нельзя утверждать, что присущая е-нитридам и е-карбонитри-дам активность выше активности других фаз железа, поскольку молекулярный вес продукта в значительной степени определяет долю доступной поверхности катализатора. [c.287]

Рассматривая влияние электронной структуры катализатора на активность, Дауден [33] предположил, что карбиды, а также нитриды и карбонитриды должны быть менее активными в синтезе Фишера — Тропша, чем соответствующие металлы, так как электроны атомов в промежутках кристаллической решетки могут заполнять -оболочки атомов металла (поскольку считается, что каталитическая активность переходных металлов в реакциях с участием водорода обусловлена наличием незаполненной с -оболочки). Эта гипотеза подтверждается низкой активностью карбида кобальта по сравнению с активностью восстановленного кобальта [28, 29]. Для железных катализаторов указанная гипотеза, повидимому, неприемлема, поскольку наблюдаемая активность карбидов, нитридов и карбонитридов обычно выше активности восстановленных исходных катализаторов. Однако нельзя утверждать, что экспериментальные факты противоречат этой гипотезе, так как металлическое железо в условиях синтеза склонно к окислению. Подобно этому селективность нитридов, полученных из восстановленного железа, более выражена, чем селективность восстановленных исходных катализаторов или карбонизированных фаз, поскольку восстановленные и карбонизированные катализаторы окисляются в процессе синтеза. [c.287]

Применение нитридных катализаторов в процессах с внутренним охлаждением, где катализатор взвешен в масле [34], и процессах с псевдокипящим слоем [35] может быть возможным в зависимости от того, будут ли образовываться в достаточном количестве высокомолекулярные продукты для поддержания требуемого количества охлаждающегося масла . В процессе с текучим слоем (флюид-процесс) с восстановленным железом температура реактора должна поддерживаться достаточно высокой для предотвращения накопления в нем и на поверхности катализатора продуктов, вызывающих нарушение режима процесса. Однако требуемые для этого температуры 325—350° ведут к сокращению срока службы и разрушению катализатора. В случае получения продуктов низкого молекулярного веса нитриды могут быть использованы в реакторах с текучим слоем катализатора при относительно низких температурах (ниже 270°) в этих условиях нитриды вполне химически стабильны и обладают механической прочностью. Холл [36] сообщил об успешном использовании нитридного железного катализатора (обработанной щелочами окалины) в реакторе с движущимся слоем при 250°. Процесс проводился при следующих условиях состав газа Нг СО = 2 1 и давление 40 атм объемная скорость исходной смеси (неподвижный слой) 1800, коэффициент рециркуляции 28, степень превращения окиси углерода 74,5% и коэффициент использования 1,52. При этом были получены следующие продукты (в граммах на 1 ис.ходной смеси) СН4—17 Сг—С4—54 фракция с числом атомов углерода в молекулах больше 5 составляла 45 спирты и кислоты в водном слое— 16. Фракция с более чем 5 атомами углерода в молекулах в количестве 68% перегонялась ниже 200°. Гидроксильное число фракции, перегоняемой в пределах 80—150°, равно 265. Через 6 дней к моменту окончания [c.288]

Металлический калий получают в промышленных масштабах электролизом расплавленного едкого калия. Есть и другие способы получения этого металла прокаливание углекислого калия с порошкам магния в атм-осфаре воцадрода или нагреваитие едкого кали со смесью карбида железа и углл. При применении двух последних способов восстановленный калий под действием высоких температур реакций улетучивается и пары его конденсируются под слоем керосина. Можно также получить калий, нагревая его хлористую соль с кальцием в вакууме или фтористую соль с карбидом кальция без доступа воздуха. Спектроскопически чистый калий, свободный от растворенных газов, может быть получен термическим разложением нитрида калия KN3 в токе авота или в вакууме. Реакция начинается при 320° и при 360° идет достаточно быстро. Выход калия составляет 80%. [c.46]

Нитрид железа состава Ре4Ы готовят из металлического железа, полученного разложением карбонила железа - . Можно также пользоваться железом, восстановленным водородом из окиси железа при невысоких температурах. [c.269]

Другим способом предварительной обработки является азотирование, при котором восстановленный водородом катализатор превращают в нитриды железа посредством обработки аммиаком. В лаборатории Горного бюро США наблюдалось, что на азотированном плавленом катализаторе аммиачного типа в синтезе при 7 ат практически не образовывалось парафина. Получался продукт с низким молекулярным весом, содержавший большие количества газообразных углеводородов, особенно метана, и кислородсодержащих соединений, чем продукт, полученный на подобных же восстановленных катализаторах. Во время синтеза азотированные катализаторы, повнди-мому, стойки по отношению к окислению и к отложению свободного углерода. [c.262]

Следует отметить, что восстановление азота идет гораздо легче, чем его окисление. Данные по катодному восстановлению азота на различных металлах приведены на рис. 5. Здесь мы снова сталкиваемся с двойственным поведением железа. В тех случаях, когда потенциал адсорбции азота на железе отрицательный (—400 мв), восстановление азота идет беспрепятственно перенапряжение процесса в этих случаях на железе является наименьшим из всех исследованных металлов. На кобальте перенапряжение несколько выше, далее идет медь и затем серебро. Наибольшее перенапряжение процесса наблюдается также на железе, но в той серии опытов, когда потенциал адсорбции азота оказывался положительным (300—350 мв). После завершения катодной поляризации железная пленка в этих случаях оказывалась нерастворимой в кислотах, для ее растворения необходимо было предварительное восстановление в водороде. По-видимому, установление положительного потенциала при адсорбции азота на железе связано с образованием поверхностного слоя нитридов железа. К сожалению, проведение рентгено-структурного или электронно-микроскопического анализа нитридного слоя было сильно затруднено вследствие легкой его окисляемости. Следует, однако, иметь в виду, что в условиях синтеза аммиака, т. е. в азотоводородной смеси, нитридный слой практически не может образоваться вследствие восстанавливающего действия водорода. [c.127]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология