1. Озон более сильный окислитель, чем кислород (потому что связи в молекуле озона полуторные). Об этом свидетельствует сравнение электродных потенциалов для водных растворов:
В отличие от кислорода окисляет очень многие восстановители, например, подкисленный раствор йодида калия:
Химическую реакцию взаимодействия озона с йодидом калия используют для количественного определения озона.
2. Озон при обычных условиях окисляет малоактивные вещества, например серебро, ртуть и т.д.:
Как окислитель озон используется:
а) для обеззараживания воды;
б) для отбеливания;
в) бактерицидное вещество, например для дезинфекции воздуха;
г) как окислитель в органической химии.
3. Восстановительными свойствами озон не обладает. Озон способен взаимодействовать с активными металлами. При действии озона на щелочные металлы образуются озониды:
Озониды – это соединения, состоящие из положительно заряженных ионов металла и отрицательно заряженных ионов .
Способ окисления с использованием озона
Прим. Озониды неустойчивы и разлагаются при хранении (КО3 разлагается при 20 ºС за 11 дней). Термическая устойчивость увеличивается в ряду Na < K < Rb < Cs и Ca < Sr < Ba с ростом прочности кристаллической решетки.
Благодаря наличию дополнительного электрона на разрыхляющей орбитали иона связи О-О в озонидах длиннее, чем в озоне. Озониды обладают парамагнетизмом, окрашены в красный цвет. Являются сильными окислителями. В воде постепенно разлагаются:
Прим. озонид натрия взрывается при 37 ºС.
Методы получения озона:
1. Озон образуется при действии на кислород электрического разряда или ультрафиолетового излучения:
Процесс самопроизвольно не протекает, протекает при непрерывной затрате энергии.
В атмосфере озон образуется из кислорода под действием ультрафиолетового излучения, на высоте 15 – 25 км его концентрация достигает 27% (по массе). Озоновый слой защищает живые организмы от действия жесткого ультрафиолетового излучения и поглощает инфракрасное излучение Земли, препятствуя ее охлаждению. Следовательно, озоновый слой играет большую роль в обеспечении жизни на Земле. Озоновые дыры образовываются за счет продуктов жизнедеятельности человека (NO, CCl2F2). Эти вещества взаимодействуют с озоном:
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
Разложение озона на серебряных катализаторах нанесенного типа Текст научной статьи по специальности «Химические науки»
Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Винникова Светлана Андреевна, Антонюк Мария Николаевна, Говоруха Евгения Романовна, Петров Антон Юрьевич, Дьяконов Виктор Александрович
Деструкция озона является актуальной проблемой современности. В настоящее время каталитическое разложение озона следует признать одной из наиболее эффективных и широко применяемых технологий. В исследовании использовались катализаторы нанесенного типа. Активная фаза серебро, нанесенное на носитель из нержавеющей стали. Для оценки эффективности конверсии было определено количество озона, разложенного на испытанном катализаторе, попутно была исследована активность катализаторов в зависимости от условий их синтеза.
Влияние большой концентрации озона. Эксперименты.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Винникова Светлана Андреевна, Антонюк Мария Николаевна, Говоруха Евгения Романовна, Петров Антон Юрьевич, Дьяконов Виктор Александрович
Термодеструкция озона на серебряных катализаторах
Нанесение катализатора на металлические носители для обезвреживания вредных газовых выбросов двигателя внутреннего сгорания автомобиля
Металлический каталитический блок для глушителя-нейтрализатора автомобиля КамАЗ»
Электрохимические характеристики PtCo катализаторов, синтезированых высокотемпературным и полиольным методами на многостенных углеродных нанотрубках
Оксид-марганцевые катализаторы на основе металлических и керамических высокопористых материалов в реакции разложения озона
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
THE DECOMPOSITION OF OZONE ON A SILVER CATALYST OF THE TYPE CAUSED
Exhaust-contained ozone destruction remains an actual problem of the modernity. For now, ozone catalytic destruction proved to be one of most effective and widely applied technologies. Supported catalysts were used within the investigation. Silver is an active phase of the catalyst, and stainless steel acts as a carrier and support media. The ozone amount, decomposed over the catalyst being tested, allowed to assess conversion efficiency, catalyst activity dependancy on the synthesis conditions has been investigated as well.
Текст научной работы на тему «Разложение озона на серебряных катализаторах нанесенного типа»
Винникова С.А., Антонюк М.Н., Говоруха Е.Р., Петров А.Ю., Дьяконов В.А., Чащин В.А., Нефедова Н.В.
РАЗЛОЖЕНИЕ ОЗОНА НА СЕРЕБРЯНЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ НАНЕСЕННОГО ТИПА
Антонюк Мария Николаевна, студентка 4 курса факультета Технологии неорганических веществ и высокотемпературных материалов;
Говоруха Евгения Романовна, магистр 1 курса факультета Технологии неорганических веществ и высокотемпературных материалов;
Петров Антон Юрьевич, старший преподаватель кафедры Стандартизации и инженерно-компьютерной графики; Дьяконов Виктор Александрович, ведущий инженер кафедры Технологии неорганических веществ и электрохимических процессов;
Чащин Валерий Александрович, ведущий научный сотрудник кафедры физической химии;
Нефедова Наталья Владимировна, к.т.н., доцент факультета Технологии неорганических веществ и
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20
Деструкция озона является актуальной проблемой современности. В настоящее время каталитическое разложение озона следует признать одной из наиболее эффективных и широко применяемых технологий. В исследовании использовались катализаторы нанесенного типа. Активная фаза — серебро, нанесенное на носитель из нержавеющей стали. Для оценки эффективности конверсии было определено количество озона, разложенного на испытанном катализаторе, попутно была исследована активность катализаторов в зависимости от условий их синтеза.
Ключевые слова: нанесенные катализаторы; деструкция озона; серебряные катализаторы; очистка отходящих газов.
THE DECOMPOSITION OF OZONE ON A SILVER CATALYST OF THE TYPE CAUSED
Vinnikova S.A., Antonyuk M.N., Govoruha E.R., Petrov A.Y., Deaconov V.A., Chashchin V.A., Nefedova N.V. D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
Exhaust-contained ozone destruction remains an actual problem of the modernity. For now, ozone catalytic destruction proved to be one of most effective and widely applied technologies. Supported catalysts were used within the investigation. Silver is an active phase of the catalyst, and stainless steel acts as a carrier and support media. The ozone amount, decomposed over the catalyst being tested, allowed to assess conversion efficiency, catalyst activity dependancy on the synthesis conditions has been investigated as well.
Keywords: supported catalyst; ozone destruction; silver-containing catalysts; exhaust gases cleaning.
В России предельно допустимой концентрацией выброса составляет 3.3 мкг/м3 [2]. В настоящее
(ПДК) озона в воздухе считается 30 мкг/м3. В время для разложения озона в очистных
течение 7 лет в Москве регистрируются сооружениях типа ГРОК используется катализатор
повышенные концентрации озона. Повышение нанесенного типа КНК, в состав которого входит
концентрации озона является следствием платина концентрацией 0,015 %масс на носителе
антропогенного загрязнения атмосферы, что гопталюм марки ГТТ [3]. Цель работы: подбор
морем, составляющим 17 мкг/м3. При катализаторов деструкции озона.
концентрациях озона 60 — 80 мкг/м3 и выше В качестве носителей использовались ячеисто-
проявляется токсическое воздействие озона на каркасные металлические структуры, разработанные
человеческий организм, опубликованы данные о на кафедре физической химии РХТУ им. Д. И.
повреждении легких и бронхов, снижении Менделеева (патенты РФ №2184794, №2213645).
уровень в 70 мкг/м3, оно сопровождается образованные дискретными проволочными
повышением средней смертности на 0.4 % [1]. элементами (рис.1). Их многократное соединение в
Озон широко применяется в качестве контактных зонах приводит к получению материала
экологически чистого окислителя, в ходе с плотностью от 0,4 до 1,5 г/см3 и с полностью
эксплуатации систем воздухоочистки возникает доступной внутренней поверхностью,
проблема разложения остаточного озона. ПДК геометрическая площадь которой может изменяться
от 10 до 200 см /см . Контур витка проволочного элемента может иметь форму круга, эллипса, п-угольника с п>3 и в том числе спирали Архимеда. Диаметр дискретного проволочного элемента в 10100 раз превышает диаметр проволоки. Шаг спирали при этом варьируется от 1,5 до 10 диаметров проволоки, а количество витков от 2-3 до 20. Спиралевидные элементы, выполненные из нержавеющей проволоки диаметром 75 мкм и свитые в спираль с внутренним диаметром 1,5-2 мм, шагом 0,5 мм, высотой 2-3 мм.
Рис.1. Внешний вид ячеисто-каркасного спиралевидного металлического носителя.
Рис. 2. Поверхность ячеисто-каркасной металлической структуры при увеличении 500 мкм
Рис.3. Спиралевидный металлический носитель, нанизанный на стекловолоконную нить.
Нержавеющий носитель имеет гладкую, неразвитую структуру (рис.2), рекомендуется развить поверхность, делая ее шероховатой для лучшего сцепления активного металла с носителем. Травлению и нанесению активной фазы подвергли гирлянду из 95 штук описанных «бусин», насаженных на стекловолоконную нить (рис.3) для химических методов травления и нанесения, для электрохимических на никелевую проволоку. Подготовка поверхности осуществлялась методом глубокого рельефного травления, с предварительным обезжириванием носителя в
ацетоне. Травление проходило по двум методам: химическое (№1) и электрохимическое (№2) травление. Состав травящего раствора и условия проведения №1: азотная кислота HNO3 (74% масс), KCl и H2O. Мольное отношение Vhn03/vkci = 5.7. Мольное отношение vHNO3+KCi/vH2O = 4.1. Время травление 5 мин, 2 мин, 1 мин.
Отношение Am/m, где Am разница масс до и после травления, а m масса до травления. При времени травления 5 минут Am/m = 50%, при 2 минутах Am/m = 18,2%, при 1 минуте Am/m = 5%.
Электрохимическое травление: электролит — соляная кислота концентрацией 0,05 Н. Продолжительность катодного и анодного периодов 1:2, выгрузка носителя происходила в анодный период. Время травления составило 20 минут, сила тока 1=0,9 А, напряжение U=30 V. Отношение Am/m = 12,3%. Результаты травления рис. 4.
Рис. 4. Поверхность носителя: А — после химического травления; Б — после электрохимического травления.
Для нанесения серебра использовался раствор AgNO3 концентрацией 1 %масс.
Раствор со спиралевидными элементами помещался в сушильный шкаф, нагретый до 80 °С. Процедура нанесения серебра продолжалась до полного осаждения металла из раствора. В процессе испарения происходило разложение нитрата серебра. Рекомендуется восстанавливать серебро при низких температурах, так как процесс восстановления должен проходить медленно. Количество осажденного серебра определяли исходя из данных о содержании серебра в исходном растворе.
Все синтезированные образцы исследовались на активность в процессе деструкции озона в интервале температур от 25 до 75С соответствующему условиям эксплуатации в реальном режиме. В и-образный реактор загружали катализатор объемом V=1 см3, затем пропускали через него озон в течении 10 минут на каждую температурную точку, для каждого образца. Скорость подачи озона составляла 3,6 м3/ч. Объем остаточного озона определялся методом обратной йодометрии, произведенной путем титрования раствора продукта реакции озона с иодидом калия 0,05 н. раствором Na2S2O3 в присутствии индикатора крахмала от черно-фиолетовой окраски до белой.
Масса остаточного озона рассчитывалась по формуле (в пересчете на час):
где V — объем тиосульфата натрия; Vm — молярный объем; М(03) — молярная масса озона.
Зависимость степени превращения от температуры при различных методах и условиях травления представлены на рис. 5.
Источник: cyberleninka.ru
Каким веществом – кислородом или озоном быстрее окисляется благородный металл серебро? Почему?
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
- Обратная связь
- Правила сайта
Источник: www.soloby.ru