Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 639

Доказана эффективность тепловидения для применения в экспериментальной химии

Доказана эффективность тепловидения для применения в экспериментальной химии
Ученые Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН (ИФП СО РАН) продемонстрировали высокую эффективность тепловидения нового поколения для изучения каталитических реакций

Ученые Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН (ИФП СО РАН) продемонстрировали высокую эффективность тепловидения нового поколения для изучения каталитических реакций.

Исследователи показали, что современный тепловизионный метод чувствителен к мельчайшим нюансам физико-химических превращений и способен заменить традиционные контактные методы температурной диагностики.

Катализаторы – особые вещества, способные ускорять химические реакции. Катализ широко используют в промышленности, в том числе, в металлургии, применяют для решения экологических проблем и актуальных задач в других сферах.

«Экспериментальным путем мы впервые достоверно показали, что чем выше температура каталитической реакции, тем выше активность катализатора. Ранее этот факт преимущественно признавали лишь априори очевидным. Связать эффективность реакции с ее температурой удалось благодаря синхронному применению матричного тепловизора, разработанному нами в ИФП СО РАН, и газоанализатора», – объясняет ведущий научный сотрудник лаборатории физических основ интегральной микроэлектроники Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН Борис Вайнер.

«Фактически, эта работа явилась первой научно-обоснованной заявкой на то, что тепловидение нового поколения способно со временем заменить ряд классических методов контроля в катализе», – добавляет исследователь.

Еще один феномен, который интересовал ученых – это адсорбция (захват, осаждение) молекул газа на поверхности твердого тела, также вызывающая тепловой эффект. Химические реакции зачастую начинаются именно с адсорбции, а чувствительность современного тепловизора настолько высока, что он способен разглядеть еле заметные температурные колебания, начиная с первых мгновений «соприкосновения» веществ. При этом выигрышной стороной тепловидения является то, что не нужно каждый образец измерять по отдельности.

«Мы провели показательный тепловизионный эксперимент, продемонстрировавший, как в смеси водяного пара, азота, кислорода и угарного газа изменяется температура сразу у нескольких органических и неорганических соединений одновременно. В том числе, у привычных «бытовых» рассыпчатых материалов: поваренной соли, горчичного порошка, манной крупы, сахарной пудры, порошка стрептоцида, гидроксида магния, золотого катализатора, нанесенного на поверхность оксида алюминия и самого оксида алюминия», – комментирует Борис Вайнер.

По словам исследователя, фантастическая чувствительность современного матричного тепловизионного метода (сотые доли градуса) и его высокое быстродействие позволяют «увидеть» распространение сложного профиля тепловых волн в слоях катализатора с разрешением в сотую долю секунды и выше. Оригинальные примеры вышеупомянутой эволюции тепловых волн также впервые представлены в обзоре. Результаты таких исследований важны для лучшего понимания того, как молекулы газа взаимодействуют с поверхностью реагентов при адсорбции и катализе. Других прямых способов извлечь подобную информацию сегодня не существует.

Иллюстрация: Термограмма/предоставлено Борисом Вайнером

каталитические реакции тепловидение термограмма

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.