Влияние химического модифицирования, термических и плазмохимических обработок Rh, Ir, Ni и Cu на их каталитические и адсорбционные свойства

• Автор: Псху, Зурида Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 178 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Действие плазмы на поверхность твердых тел

1.1.1 .Физическиехарактеристики процессов.

1.1.2.Распределение по глубине проникновения внедренных ионов и дефектов

1.1.3. Изменение поверхности твердого тела под действием плазмы.

1.2.Параметры низкотемпературной плазмы тлеющего разряда в кислороде и аргоне

1.3.Безэлектродная плазма высокочастотного разряда

1.4.Применение плазмы для модифицирования катализаторов.

1.5.Влияние термообработок катализаторов на их каталитическую активность.

1.6.Биметаллические каталитические системы
1.7.Каталитическое превращение предельных углеводородов на металлах VIII группы
1.8.Родий и иридий как катализаторы реакции окисления СО.
1.9.Дегидрирование изопропилового спирта
1Квантовохимические кластерные модели
1Активированная адсорбция газов на металлах.
10собенности адсорбции водорода на никеле.
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1.Исследуемые образцы.
2.1.1. Медноиридиевые и родиевые нанесенные на силикагель катализаторы
2.1.2.Пленки ЛИ и ЛИСи.
2.1.3.Промышленный катализатор АП
2Л.4.Меднорениевые катализаторы
2.1.5. Образец пеноникеля.
2.2.Методики предварительных обработок исследуемых образцов.
2.2.1.Обработка в низкотемпературной кислородной плазме тлеющего разряда
2.2.2. Обработка в безэлектродной плазме высокочастотного разряда в водороде
2.2.3. Термические обработки
2.3Методика адсорбционных и кинетических опытов.
2.3.1. Схемы вакуумных установок
2.3.2.Определение адсорбции вещества методом натекания через капилляр
2.3.3.Методика десорбционных опытов.
2.3.4.Методика кинетических опытов
2.4Методика хроматографических опытов.
2.4.1.Хроматографическое изучение реакции окисления СО
2.4.2.Методика хроматографического изучения превращения нгексана на нанесенных катализаторах.
2.4.3.Хроматографический анализ продуктов каталитического превращения изопропанола
Глава 3. Влияние термических и плазмохимических обработок на каталитические свойства металлов.
3.1.Каталитическое окисление монооксида углерода
3.1.1.Реакция на нанесенных медноиридиевых катализаторах.
3.1.2.Квантовохимический анализ кластерных моделей.
3.2.Каталитическая дегидроциклизация нгексана.
3.2.1 Превращение на нанесенных иридиевом и медноиридиевом катализаторах.
3.2.2 Реакция на меднородиевой пленке
3.2.3. Превращение нгексана на нанесенных родиевом, церийродиевом,
гадолинийродиевом катализаторах
3.2.4. Реакция на промышленном катализаторе АП
3,3. Реакция дегидрирования изопропилового спирта.
3.3.1. Превращение на нанесенных медном и меднорениевых катализаторах.
3.3.2. Квантовохимический анализ реакции дегидрирования пропанола2
Глава 4. Влияние термических и плазмохимических обработок на адсорбционные свойства никеля.
4.1. Обратимая активированная адсорбция нгексана на пеноникеле.
4.1.1.Изотермы и изобары адсорбции
4.1.2. Термодинамическая модель активированной адсорбции
4.1.3.Влияние плазмохимической обработки на состояние поверхности пеноникеля
4.2. Десорбция водорода с поверхности пеноникеля
Заключение.
ЛИТЕРАТУРА


Изменение рельефа поверхности происходит в результате блистеринга образования пузырей на поверхности материалов , облучаемых ионами плохо растворимых газов, например гелия или изотопов водорода, отшелушевания и образования пористой структуры. Кроме этого при определенных условиях под действием бомбардировки ионами на поверхности могут образовываться такие элементы рельефа как борозды, сетки и конусы II. Необходимым условием появления такого рельефа является наличие примесей и дефектов на поверхности образца, которые служат центрами роста элементов рельефа. Кроме того, поверхность с развитой структурой конусов имеет меньшие коэффициенты отражения и распыления, поскольку часть вылетающих с поверхности частиц может попасть на соседние конусы. Увеличение площади поверхности изменяет ее адсорбционную способность . Помимо образования элементов рельефа с характерными размерами микронного масштаба в процессе ионной бомбардировки изменяется структура поверхности в масштабе отдельных атомов . В частности, во время облучения ионами на поверхности присутствует на несколько порядков больше одиночных атомов или мелких поверхностных кластеров из нескольких атомов, чем в отсутствие облучения. Изменение химического состава бомбардируемой ионами мишени происходит вследствие трех основных причин внедрения самих ионов преимущественного распыления отдельных компонент сложных веществ радиационно стимулированной сегрегации элементов 2. Внедренные атомы могут быть в состоянии твердого раствора, входить в химические соединения с исходным веществом, или находиться в выделениях преципитатах. Последние в случае внедрения атомов газа представляют собой газовые пузырьки, а в остальных случаях находятся в твердой фазе. Под действием ионной бомбардировки могут происходить и фазовые превращения в твердых телах. Новая фаза появляется вначале в виде включений внутри старой фазы. Затем число и размеры включений растут и новая фаза постепенно занимает весь объем. При обработке поверхностей катализаторов и адсорбентов используют преимущественно низкотемпературную плазму тлеющего разряда в газах. Обычно разряд происходит в Н2, 2, или аргоне. Преимущества воздействия низкотемпературной плазмы тлеющего разряда на твердое тело обусловлено режимом ее существования низкие давления плазмообразующих газов 0,12 мм. К, малые времена воздействия от нескольких секунд до десятков минут, достаточно большие концентрации активных частиц. Плазма тлеющего разряда неизотермична электронная температура К, а тяжелых частиц близка к комнатной . Тлеющий разряд в кислороде не устойчив, наблюдается несколько форм существования разряда при близких параметрах, происходит возникновение широкого набора активных частиц в результате возбуждения кислорода . О, , Об. Наибольшей химической активностью обладают атомы кислорода О 3Р и метастабильные молекулы Ог Ав, в окислительных процессах всегда участвует озон. В аргоновой плазме активных частиц гораздо меньше, чем в кислородной, кластеры аргона существуют в основном электронном состоянии. Сродство атома аргона к электрону равно нулю. Восстановительные свойства для частиц аргона не характерны. Энергия низшего возбужденного состояния достаточна для ионизации при столкновении с нейтральными частицами. Воздействие аргоновой плазмы на материалы имеет в основном физическую природу, и температура ее ниже, чем кислородной плазмы . Безэлектодная плазма высокочастотного разряда. Получение безэлектродной плазмы высокочастотного разряда относится к индукционным методам, основанным на использовании явления электромагнитной индукции . Через катушкусоленоид пропускают ток высокой частоты. Под действием переменного магнитного поля этого тока внутри катушки, направленного вдоль е оси индуцируется вихревое электрическое поле, которое, в свою очередь может зажигать и поддерживать плазму. На практике в катушку вставляют диэлектрическую трубку, наполненную исследуемым газом, и при соответствующих условиях в газе возникает пробой, и может стационарно гореть однажды зажженный разряд. На основе индукционных разрядов созданы безэлектродные плазмотроны, которые обладают рядом важных преимуществ по сравнению с дуговыми.