7 Дәріс Тақырып. Нанотүтікшелерді алу әдістері
Көмірсутектердің каталитикалық крекингі үдерісінде көміртекті фазаның түзілуі
жүктеу/скачать 1,11 Mb.
|
№7 Дәріс
- Бұл бет үшін навигация:
- Көміртекқұрамды газдардың термиялық каталитикалық ыдырауы.
- Бақылау сұрақтары
| Көмірсутектердің каталитикалық крекингі үдерісінде көміртекті фазаның түзілуі. Тек қана көмірсутектердің пиролизі үдерісінде ғана емес, соны мен қатар, мұнайхимиясының басқа да үдерістерінде, соның ішінде каталитикалык крекинг үдерісінде де дисперсті көміртекті фаза түзіле алады. Бұндай көміртекті фаза 2СО – СО2 + Ск (көміртегі монооксиді жағдайында) реакция типі катализдің арқасында жүзеге асатын, температуралар мен қысымдарда көмірсутектердің немесе көміртегі монооксидінің каталитикалық ыдырауының нәтижесі болып табылады. Осыған ұқсас үдерістерде Fe, Ni, Co және олардың қышқылдары, сонымен қатар, осы металдардың балқымалары аса тиімді катализаторлар болып табылады. Үдерістердің бұндай класының ерекшелігі каталитикалык реакция нәтижесінде, катализатордың бөлшектерінің алғашқы пішінінен тәуелсіз (түзілетін металл бөлшектерінің өлшемі 50 + 300 A), металлдың көміртекті түзілімдердің массасына диспергирленуі, катализатордың жіңішке фрагментациясы жүзеге асады. Дисперсті металл болшектерде сипаттаушы қайталанбас морфологиясы бар, көміртекті тұнбалардың түзілу фактісі таң қалдырарлықтай болды.
Электрон - микроскоптық зерттеулер осындай көміртекті түзілімдердің морфологиясын, микроқұрылымын бақылауға мүмкіндік берді. Осы берілгендер негізінде бақыланатын микроқұрылымдардың барлық түрлерін екі класқа бөлуге болады: жіпше тәрізді (диаметрлері 10 немесе 40-90 нм) және қабыршық тәрізді (диаметрлері 90-200 нм). Көміртекқұрамды газдардың термиялық каталитикалық ыдырауы. Жүздеген жылдардан уакыт бұрын, бетте астам ыстык көміртекқұрамды газдың каталитикалық ыдырауы кезінде талшықты көміртегінің түзілетіндігі белгілі болған. Бұл құбылысты 1990 жылы П. Шултзенбергер және Л. Шулт зенбергер, қызара қыздырылған фарфордың үстінен цианогеннің өтуімен жасалған тәжірибелер барысында алғаш рет анықтаған болатын. 1950 жылдардағы зерттеулер, кең диапазондағы көмірсутектер мен аса тиімді болып келетін темір, кобальт және никель сияқты ме талдармен басқа газдардың өзара әрекеттесуі кезінде талшықтардың пайда болатындығын анықтаған (7.6 - сурет). Барлық жағдайларда талшықтардың өсуі сутегі бар кезде күшейетіндігі анықталды. 1970 жылы көміртекті талшықтардың каталитикалық түзілуі бойынша зерттеулер, талшықтардың өсуі нақты химиялық үдерістердің күрделі мәселелерінен тұратындығын түсіндірді. Мұндай жолмен даярланған талшықтардың зерттеулері электрондық жарықтандырғыш микроскопта көбінесе олардың бос және үш негізгі морфологиясы: спираль тәрізді, иректелген және түзуленген болатындығын көрсетті. Талшықтар диаметрлері 10 нм - ден 0,5 мкм - ге дейінгі диапазонда болды және ұзындығы бойынша 100 мкм - ге дейін жетті. Мұндай жолмен дайындалған талшықтың тамаша механикалық касиеті болуы мүмкін. Көмісутектердің термокаталитикалық ыдырауына негізделген Кнт алу әдістерінің аса маңызды ерекшеліктерінің бірі – үдеріс параметрлерін өзгерту арқылы түзілетін нанотүтікшелердің геометриялық сипаттамаларын басқару мүмкіндігі болып табылады. Бұл мүмкіндік, катализаторлар есебінде әртүрлі ауыспалы металдар (Co, V, Mo) және олардың балқымалары қызмет атқарған авторлардың еңбектерінде көрсетілген болатын. 7.6 - сурет. Ацетиленнің Со / Si02 -де каталитикалық ыдырауы кезінде түзілген көміртекті жіптердің микросуреттер. а, б- көміртекті жіптердің микросуреттері 7.7 - сурет. Бу фазасында өсірілген көміртек талшықтарының электронды микроскоптық суреттері ( Моринобу Эндо жұмыстарынан ) Катализатор ауыспалы металдардың тұздарының 5 % ерітіндісі түрінде табақшаға отырғызылды. Табақша 700 °С температура да ұсталынған кварц тигельге енгізілді және 1 сағат шамасында 330 мл мин шығын кезінде ацетиленнің азотпен қоспасымен үрленді. Алынған тұнба төменгі және жоғарғы мүмкіндіктегі жарықтандырғыш электронды микроскоптың көмегімен бақыланды. Екі металл мен табакша материалының сәйкес келуі өндірілетін тұнбаның мөлшері мен сапасына синергиялы әсер етеді. Нанотүтік шелердің шығымы бойынша аса жақсы нәтижелер Co - V немесе Co - Fe қоспаларын пайдаланғанда және сапасы бойынша жақсы нанотүтікшелер Co - Mo қоспасын пайдаланғанда алынады. Бақылау сұрақтары Доғалы буландыру техникасы туралы не білесіз? Көміртекті будың конденсациясы дегеніміз не? Пиролитикалық әдіс дегеніміз не? Нанотүтікшелердің электрохимиялық синтезі туралы түсіндіріңіз. Көмірсутектердің каталитикалық крекингі үдерісінде көміртекті фазаның түзілуіне мысал келтіріңіз. Көміртекқұрамды газдардың термиялық каталитикалық ыдырауы туралы түсіндіріңіз. жүктеу/скачать 1,11 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|