Образование - пироуглерод
Cтраница 1
Образование пироуглерода происходит в широком диапазоне температуры от 400 до 3000 С. В этой связи механизм этого процесса, по мнению Теснера [5], может быть существенно различным в разных температурных диапазонах. Пироуглерод образуется в результате реакции углеводородов на разогретой поверхности. Поэтому слой пироуглерода повторяет геометрическую поверхность, на которой он образуется. [1]
Образование пироуглерода имеет место в широком диапазоне температур ( начиная от 700 - 800 и до 2500 - ЗОЭО С), и химический механизм этого процесса даже для одного и того же исходного углеводорода, может быть существенно различным при разных температурах. Этим отчасти объясняется отсутствие единой точки зрения на механизм процесса. [2]
Образование пироуглерода, конечно, происходит в результате реакции на поверхности. Вопрос заключается в том, какие именно молекулы или радикалы осуществляют эту реакцн о. Экспериментальные результаты, полученные при температуре до 900 С [17], можно рассматривать как доказательство того, что образование пироуглерода при термическом разложении метана происходит в результате прямого взаимодействия молекул метана с поверхностью. Следует, однако, оговориться, что представление о прямом разложении молекул метана на поверхности не находится в противоречии с тем бесспорным фактом, что в объеме идут процессы пиролиза, в результате которых образуются разнообразные простые и сложные продукты и радикалы, и, конечно, образование пироуглерода возможно не только из молекул исходного метана, но и из этих продуктов. [3]
Процесс образования пироуглерода при термическом разложении более тяжелых, чем метан, углеводородов изучен недостаточно, и мы располагаем сравнительно небольшим объемом количественных данных, поэтому вопрос о механизме процесса не может быть решен с такой же определенностью, как для метана. Однако имеются основания предполагать, что если прямое разложение на поверхности возможно для наиболее стабильных углеводородных молекул метана, то этот процесс имеет место и для более тяжелых и менее прочных молекул. Надо подчеркнуть, что при разложении в слое дисперсного материала для любых углеводородов скорость образования пироуглерода, отнесенная к единице поверхности, не зависит от величины поверхности в единице объема. Следовательно, для любых углеводородов лимитирующим является процесс на поверхности. Таким образом, при относительно низких температурах ( 1000 С) в отсутствие объемных процессов пироуглерод образуется в результате разложения на поверхности исходных молекул углеводорода. [4]
 |
Относительная скорость образования пироуглерода из смесей метана, ацетилена и бензола с азотом при атмосферном давлении. т / - метан. 2 - ацетилен. 3 - бензол. [5] |
Скорость образования пироуглерода достаточно хорошо изучена лишь до 1000 С. [6]
Так как образование пироуглерода происходит из свободного объема углеводорода, скорость процесса в целом существенно зависит от процессов, протекающих в объеме. Кроме того, при высоких температурах ( 1500 - 2000 С) скорость процесса начинает тормозиться диффузией углеводорода к растущей поверхности. Влияние этих факторов многими авторами недооценивается. [7]
 |
Относительная скорость образования пироуглерода. [8] |
Измерения скорости образования пироуглерода на плоских пластинках платины и кварца при температурах 800 - 1000 С дали значения, мало отличающиеся от полученных для кварцевых нитей. Так, при 800 С константа скорости роста пироуглерода из метана на платине оказалась равной 4 2 - 10-и, тогда как на кварцевых нитях она имеет значение 4 5 - 10 11 г - см-2 сек 1 атм-1. [9]
 |
Микрофотография коксовых частиц, получающихся при разложении смол ( увеличено в 14000 раз. [10] |
Таким образом, образование пироуглерода в данном случае не является гетерогенным процессом. [11]
Водород сильно тормозит образование пироуглерода: при 900 С на углеродной поверхности, покрытой адсорбированным водородом, скорость выделения пироуглерода при разложении метана составляет ( 4 1) - 10 - 3 от скорости на поверхности, свободной от водорода. [13]
Очевидно, механизмы образования пироуглерода в интервалах 800 - 1200 С и выше 1400 С, а также при различных концентрациях углеводородов, площади поверхности отложения и времени реакции должны иметь существенные различия. В первую очередь это связано с реакциями образования ацетилена при температуре выше 1400 С и последующим переходом его в винилаце-тилен. [14]
Во-первых, реакция образования пироуглерода тормозится водородом, а так как водород является продуктом реакции, то провести исследование в отсутствие водорода очень трудно. [15]
Страницы: 1 2 3 4 5