Каталитическая коррозия платиноидных сеток при окислении аммиака воздухом. Реконструкция поверхности тыльной стороны платиноидной сетки в ходе окисления NH3 при 1133 K
Научная публикация
| Общее |
Язык:
Русский,
Жанр:
Статья (Full article),
Статус опубликования:
Опубликована,
Оригинальность:
Оригинальная
|
| Журнал |
Кинетика и катализ
ISSN: 0453-8811
|
| Вых. Данные |
Год: 2018,
Том: 59,
Номер: 6,
Страницы: 756-775
Страниц
: 20
DOI:
10.1134/S0453881118060175
|
| Ключевые слова |
КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ АММИАКА, ПЛАТИНОИДНЫЕ СЕТКИ, КАТАЛИТИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ, ДИСЛОКАЦИИ, ЯМКИ ТРАВЛЕНИЯ, МЕЖЗЕРЕННЫЕ ГРАНИЦЫ, РАСТРОВАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ, ЭНЕРГОДИСПЕРСИОННАЯ РЕНТГЕНОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ |
| Авторы |
Саланов А.Н.
1,2
,
Супрун Е.А.
1
,
Серкова А.Н.
1
,
Кочурова Н.М.
1
,
Сидельникова О.Н.
3
,
Сутормина Е.Ф.
1
,
Исупова Л.А.
1
,
Пармон В.Н.
1,2
|
| Организации |
| 1 |
ФГБУН Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, просп. Акад. Лаврентьева, 5, Новосибирск, 630090, Россия
|
| 2 |
Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, Новосибирск, 630090, Россия
|
| 3 |
ФГБУН Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, ул. Кутателадзе, 18, Новосибирск, 630128, Россия
|
|
Информация о финансировании (1)
|
1
|
Федеральное агентство научных организаций России
|
0303-2016-0002
|
Методами растровой электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии исследованы микроструктура, морфология и химический состав поверхности и приповерхностных слоев поликристаллической проволоки промышленных платиноидных сеток, содержащих Pt (81 мас. %), Pd (15 мас. %), Rh (3.5 мас. %) и Ru (0.5 мас. %) после окисления в их присутствии NH3 (10 об. % NH3) воздухом при 1133 К в течение 50 ч. После окончания каталитической реакции окисления NH3 на тыльной стороне сетки (по ходу газа) наблюдалась структурная перестройка поверхностного слоя проволоки (каталитическая коррозия), в которой удалось выделить области с различной степенью коррозии. Анализ этих областей показал, что каталитическая коррозия платиноидной проволоки инициируется процессами травления поверхностного слоя в области межзеренных границ и дислокаций в ходе высоко экзотермической каталитической реакции окисления NH3 кислородом, внедренным в области дефектов. Области с минимальной коррозией содержат гладкие зерна с кристаллическими террасами высотой 50 нм и ямками травления размером ~72 нм в концентрации 4.2 × 108 см–2. Области со средней коррозией включают шероховатые зерна с ямками травления размером ~85 нм в концентрации 2.5 × 108 см–2. Области с максимальной коррозией состоят из рекристаллизованных зерен с крупными порами размером 350–400 нм в концентрации 8.9 × 106 см–2. Эти зерна разделены пустотами шириной 1–5 мкм и глубиной до 10 мкм, что увеличивает удельную поверхность в приповерхностном слое проволоки. Рост удельной поверхности платиноидной проволоки сопровождается увеличением объемной скорости окисления NH3 и, как следствие, локальными перегревами за счет высокой экзотермичности реакции. Рост температуры повышает скорость диффузии атомов металла, что, в свою очередь, ускоряет коррозию на этом участке. Эти процессы приводят к распространению коррозионной области по проволоке, что указывает на автокаталитический режим коррозии платиноидных сеток при окислении NH3 кислородом.