Cтраница 2
Интересно заметить, что для согласования теории с экспериментом совсем нет необходимости в предположении о том, что константа скорости зависит от степени покрытия поверхности. Это означает, что при увеличении количества поверхностных комплексов энергия активации реакции меняется очень незначительно. Однако при увеличении концентрации поверхностных комплексов должна была бы увеличиваться энергия, необходимая для образования этих поверхностных комплексов, так как в процессе хемосорбции кислорода происходит захват носителей заряда из зоны проводимости. Затем, поскольку уровень Ферми удаляется от границы зоны Бриллюэна, должна увеличиваться энергия, необходимая для перехода электрона из зоны проводимости на поверхностный уровень. Следовательно, если энергия активированного комплекса в реакции уменьшается меньше, чем энергия Ферми, можно было бы ожидать увеличения количества образующихся поверхностных комплексов в результате повышения энергии активации. Несмотря на то что этот механизм прямо следует из приведенных рассуждений и может иметь большое значение с точки зрения общей проблемы изменения энергии активации в процессе хемосорбции, в рассматриваемом случае он играет лишь второстепенную роль. Даже если каждый хемосорбированный атом кислорода действительно захватывает электрон из зоны проводимости, из величины пж следует, что лишь 1018 носителей на единицу объема могут быть локализованы на поверхностных уровнях. Соответствующие изменения энергии активации при этом будут настолько малы, что их нельзя наблюдать на эксперименте. Эти рассуждения предлагают возможные способы для контроля вероятности предложенного механизма изменения энергии активации в процессе сорбции. [16]
Рядом авторов [8, 9,10] было изучено окисление сероводорода при его низких концентрациях на активированном угле при 24 - 200 С. Проведенные эксперименты показывают, что конверсия сероводорода падает почти линейно с увеличением осажденной на катализаторе серы. Особенно быстро активность падает при температурах ниже 100 С. После 2 - 3 ч работы при 118 С конверсия сероводорода достигает уровня стационарной активности. При этих же условиях количество осажденной серы достигает постоянного значения, т.е. сера удаляется из реактора с током газа по мере ее образования даже при температурах значительно ниже 200 С. Процесс целесообразно проводить в кипящем слое адсорбента, что интенсифицирует реакцию, увеличивает пропускную способность аппаратуры и облегчает возможность автоматизации процесса. При насыщении адсорбент регенерируется обработкой водным раствором сульфида аммония до образования многосернистого аммония, при последующем разложении которого выделяется элементная сера. В интервале температур 100 - 180 С и давлении сероводорода 500 - 5000 Па его окисление на угле в избытке кислорода включает диссоциативную адсорбцию кислорода с последующим взаимодействием молекул H2S из газовой фазы с хемосорбированными атомами кислорода. [17]