ПРИМЕНЕНИЕ ВЧ ВОДОРОДНОЙ ПЛАЗМЫ ДЛЯ АКТИВАЦИИ КАТАЛИЗАТОРОВ

В.Л. Старшинова, В.Е. Горелышева, А.А. Шинкарев  

Казанский Национальный Исследовательский Технологический Университет,   

Россия, г. Казань, ул. К. Маркса, 68, 420015 

E-mail: alex.shinkarev@gmail.com 

В  течение  последних  десятилетий  применение  плазмохимических  реакций  является  предметом 

преимущество  неравновесной  водородной  плазмы  –  высокая  энергия,  достаточная  для  генерации 

атомарного  водорода,  возбужденных  водородных  молекул  и  других  активных  частиц,  стимулирующих 

процесс  восстановления  твердых  оксидов  при  низких  температурах  газа.  Атомарный  водород, 

генерируемый в нетепловой плазме, достигая поверхности твердого металлического оксида стимулирует 

«холодный»  процесс  восстановления.  Процесс  может  быть  интенсифицирован  колебательно-

возбужденными  молекулами  H

2

  через  их  поверхностное  разложение  и  диффузию  атомов  H  в 

высокой,  чем  газовая  температура,  которая  является  эффектом  неравновесного  поверхностного 

нагревания.  Этот  эффект  может  стимулировать  процесс  поверхностного  восстановления  оксидов, 

сохраняя  низкую  температуру  газа,  поэтому  эффективность  разложения  H

2

  в  плазме  высокая  [1].  В 

металлов из окиси может наблюдаться при комнатной температуре [2]. 

Ранее  нами  в  работе  была  использована  высокочастотная  емкостная  водородная  плазма 

пониженного давления. Использовался генератор с частотой 1,76 МГц. Рабочая камера представляла собой 

цилиндрическую  стеклянную  трубку  диаметром  45  и  длиной  500  мм.  Были  использованы  кольцевые 

медные  электроды,  размещенные  на  внешней  поверхности  рабочей  камеры.  Время  взаимодействия 

водородной  плазмы  с  оксидом  железа  составляло  80  мин.  Было  показано,  что  исходный  порошок, 

состоящий  на  99  %  из  гетита  (α-FeOOH),  восстановился  практически  полностью  (на  98,0  %)  до 

металлического железа с присутствием Fe

3

O

 в количестве 2,0 % [3]. 

Что  же  касается  металлов,  прямое  восстановление  которых  затруднено  в  силу  ряда  причин,  то 

процесс частичного восстановления осуществляется через отрыв атомов кислорода от поверхности при 

взаимодействии  с  водородом.  На  примере  оксида  циркония  нами  было  показано,  что  создание  на 

поверхности  кислородных  вакансий  приводит  к  значительному  увеличению  селективности  при 

дегидрировании изопентана.  

Авторы  считают,  что  эффект  синергизма  при  ионной  бомбардировке  поверхности  и  наличие 

активных частиц (в том числе атомарного водорода) может быть использован для активации и получения 

высокоселективных катализаторов.