Способ определения удельной поверхности порошков металлов

 

Изобретеиие отиосится к хемосорбционным (объемным) способам определения удельной поверхности металлов . Среди них наиболее простым и экспрессным является метод титрования в сочетании с калориметрическим измерением теплот реакций на поверхности образца. Однако, низкое быстродействие и невысокая чувствительность известных калориметров практически исключают определение Зц-по тепловым эффектам реакций. Цель изобретения - повышение точности калориметрического определения удельной поверхности порошков металлов, катализирующих образование воды из Hj и Oj i Используя калориметр с параметрами ячейки, удовлетворяющими критериям К, 10, К|/КзбО,5, где К,, К и Kj - тепловые проводимости газового зазора ячейки, проводов, подходящих к сосуду и стенки сосуда , проводят ряд опытов, последовательно уменьшая толщину слоя образца в сосуде и, одновременно, размеры (высоту) сосуда до получения пика титрования с острой верщиной и экспоненциальной ветвью охлаждения, отходящей от вершины, после чего рассчитывают искомую величину по формуле ,(), где с теплоемкость сосуда с образцом; - высота пика в вершине; А - полная площадь пика; А - площадь пика правее высоты Тц,; М - навеска металла; В - удельная теплота титрования (В 2,15iO,2 Дж/м). 1 табл. СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 244 А1 (19) (И) (59 4 0 О1 И 15/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

l1PH ГКНТ СССР (21 ) 4169429/24-25 (22) 29.12.86 (46) 30.12.88. Бюл. У 48 (71) Московский государственный педагогический институт им. В.И.Ленина (72) И.Л.Р1ишкин (53) 620.179(088,8) (56) I.Benson. Nydrogen Oxygen Titration Method for the Measurement

of Supported Platinum Surface Areas, I. Catal,, ч. 4, 1965, р. 704.

I.Basset. А. Calorimetric Invostigation of the Oxygen Nydrogen Tit—

ration of Supported Platinum, Proceed, 5 th, Intern. Сощг. Catal, v. 2, 1973, р. 915 (прототип). (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ

ПОВЕРХНОСТИ ПОРОШКОВ МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к хемосорбционным (объемным) способам определения удельной поверхности металлов . Среди них наиболее простым и экспрессным является метод 0 -H титрования в сочетании с калориметрическим измерением теплот реакций на поверхности образца. Однако, низкое быстродействие и невысокая чувствительность известных калориметров практически исключают определение

$ по тепловым эффектам реакций. Цель изобретения — повышение точности калориметрического определения удельной поверхности порошков металлов, катализирующих образование воды из

Н и О . Используя калориметр с параметрами ячейки, удовлетворяющими критериям К,/К 10, К60,5, где

К„ К и K> — тепловые проводимости газового зазора ячейки, проводов, подходящих к сосуду и стенки сосуда, проводят ряд опытов, последовательно уменьшая толщину слоя образца в сосуде и, одновременно, размеры (высоту) сосуда до получения пика титрования с острой вершиной и экспоненциальной ветвью охлаждения, отходя1цей от вершины, после чего рассчитывают искомую величину по фор- д муле Б„ =СЬТ А /(А МВ), где С— теплоемкость сосуда с образцом; Т вЂ”

3иииЬ высота пика в вершине; А1. — полная площадь пика; А — площадь пика правее высоты Т; М вЂ” навеска металла;

 — удельная теплота титрования (В=

=2 ° 15+0 ° 2 Дж/м ). 1 табл, 1448244

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к способам определения удельной поверхности дисперсных материалов тепловыми средствами, и может быть использовано в химической промьпппенности и научно-исследовательской практике для оценки активности нанесенных

1 металлических катализаторов. f0

11ель изобретения — повьппение точности определения и упрощение способа путем исключения необходииости калибровки калориметрической ячейки и ошибок, связанных с проведением калиб-15 ровки.

Способ осуществляют следующим образом.

Из полоски алюминиевой фольги изготавливают сосуд — держатель образ- 20 ца путем наложения полоски на стержень-шаблон, смыкания или склеивания краев полоски и одного из торцов образовавшейся трубки. На боковую поверхность сосуда приклеивают кусочек 25 фольги с каналом (щелью) для кончика термопары. Загружают в сосуд образец

РЪ/A1F, взвешивают и подвешивают на термопаре в полости блока калориметра. 30

Вакуумируют блок, напускают Н при

2 мм рт. ст., снова вакуумируют при

10 мм рт. ст. в течение 3-5 мин и напускают 0 при 10 мм рт. ст. Откачивают блок, напускают Н и регист- З5 рируют зависимость температуры образца от времени. В общем случае эта зависимость имеет форму пика с высотой аТ . Если этот пик является размытым и характеризуется неэкспонен- 40 циальным спадом, то уменьшают размеры образца, сохраняя отношение объема сосуда к объему образца в пределах

2-5 для поддержания необходимой чувствительности. 45

После получения зависимости температуры от времени в виде пика с острой вершиной и экспоненциальным спадом, измеряют параметры пика, а удельную поверхность нанесенного металла определяют по формуле

СЬТмА м

g АМВ где С вЂ” теплоемкость сосуда с образцом, Дж/град;

b.T„ — высота пика в вершине, град;

А — полная площадь пика, отн.ед.;

А площадь пика правее вершины отн. ед.;

М вЂ” масса металла в образце, r, В=2,15+0,2 Дя/м — теплота образоваи ния воды на 1 м поверхности, Дж/м

Теплоемкость сосуда С рассчитывают, пользуясь табличными данными дляудельных теплоемкостей материалов, входящих в сосуд с образцом и измеренными массами составных частей,Дпя навески каталинатора Рй/A1F>, содержащего 57 палладия (0,85 мг) и

16,!5 мг фторида алюминия, помещенной в алюминиевый сосуд массой 12 мг, расчет дает величину С=0,085 Дж/град.

Для этого же образца получены параметры пика, приведенные в таблице вместе с данными расчета H но формуле (1).

АФ А2 ат С М Яа

40эО Ов52 Ов085 0 ° 85 29в3

Формула изобретения

Способ определения удельной поверхности порошков металлов, заключающийся в насыщении поверхности образца кислородом в калориметрической ячейке, напуске водорода в ячейку, регистрации зависимости температуры образца от времени в процессе взаимодействия водорода с адсорбированным на поверхности кислородом, измерении площади под кривой зависимости температуры от времени, по которой рассчитывают удельную поверхность, отличающийся тем, что,с целью повьппения точности и упрощения способа путем исключения калибровки калориметрической ячейки, уменьшают размеры образца до получения временной зависимости температуры в виде пика с острой вершиной и экспоненциальным спадом, дополнительно измеряют высоту пика в вершине и площадь части пика правее вершины, а удельную поверхность Б рассчитывают по формуле

А

САТ„,А а,,м/г где С вЂ” теплоемкость сосуда с образцом, Дж/град;

Составитель А.Кощеев

Редактор И.Касарда Техред Л.Олийнык Корректор О.Кравцова

Заказ 6840/48 Тираж 847 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полкграфическое предприятие, r Ужгород, ул . Проектная, 4 з !44824

kTц " высота пика в вершине, град;

A — полная площадь пика;

A> — площадь пика правее вершины;

М вЂ” масса навески металла, г;

В=(2,!5 0,2}Дж/м — теплота образовах ния воды на. м поверхности, Джlм