Каталитическая коррозия платиноидных сеток при окислении аммиака воздухом. Коррозия поверхности фронтальной стороны платиноидной сетки в ходе окисления NH3 при 1133 К
Научная публикация
| Общее |
Язык:
Русский,
Жанр:
Статья (Full article),
Статус опубликования:
Опубликована,
Оригинальность:
Оригинальная
|
| Журнал |
Кинетика и катализ
ISSN: 0453-8811
|
| Вых. Данные |
Год: 2020,
Том: 61,
Номер: 3,
Страницы: 385-409
Страниц
: 25
DOI:
10.31857/S0453881120030211
|
| Ключевые слова |
каталитическое окисление аммиака, платиноидные сетки, каталитическая коррозия, ямки травления, пористые кристаллические агломераты, растровая электронная микроскопия, энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия |
| Авторы |
Саланов А.Н.
1
,
Супрун Е.А.
1
,
Серкова А.Н.
1
,
Чеснокова Н.М.
1
,
Сутормина Е.Ф.
1
,
Исупова Л.А.
1
,
Пармон В.Н.
1
|
| Организации |
| 1 |
ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
|
|
Информация о финансировании (1)
|
1
|
Федеральное агентство научных организаций России
|
0303-2016-0002
|
Методами растровой электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии исследованы морфология, микроструктура и химический состав поверхности и приповерхностных слоев поликристаллической проволоки промышленной платиноидной сетки с составом Pt (81 мас. %), Pd (15 мас. %), Rh (3.5 мас. %) и Ru (0.5 мас. %). После окисления NH3 воздухом при Т = 1133 К и давлении 3.6 бар в течение 50 ч на фронтальной стороне сетки обнаружен сплошной шероховатый слой из агломератов типа “cauliflowers”, формирующихся в ходе каталитической коррозии. На поверхности фрагментов проволоки размером 100–150 мкм с гладкой микрозернистой структурой зарегистрированы ямки травления нанометрового размера в концентрации 1.0 × 108–6.0 × 108 см–2, которые могут являться центрами коррозии типа “горячие точки” (“hotspots”). Рост ямок травления и формирование кристаллических террас на поверхности зерен обусловлены поверхностной диффузией атомов металла. Сплошной коррозионный слой включает пористые кристаллические агломераты (“cauliflowers”) с линейным размером от 3 до 18 мкм (средний размер около 10 мкм) в концентрации
4.9 × 105 см–2. На поверхности агломератов зарегистрированы поры с диаметром от 0.1 до 1.7 мкм в концентрации 1.3 × 107 см–2. Удельная поверхность платиноидной сетки, рассчитанная из микроскопических изображений с учетом поверхности агломератов и пор, составляет величину около 260 см2 /г. В процессе высоко экзотермического окисления NH3 кислородом на поверхности агломератов с низкой концентрацией дефектов и в поровых пустотах шириной 5–15 мкм и глубиной до 10 мкм с повышенной удельной поверхностью и концентрацией дефектов образующиеся на “горячих” участках дна поровых пустот пары летучих оксидов и металлов могут конденсироваться на выше расположенных “холодных” участках поверхности агломератов и монокристаллов. Протекание этих процессов формирует сплошной коррозионный слой из пористых кристаллических агломератов, массивных монокристаллов и глубоких поровых пустот. Образующийся коррозионный слой существенно увеличивает удельную поверхность катализатора, что приводит к росту объемной скорости окисления NH3, ускоряющей коррозионный процесс.