Статья

Архив, 2022, № 6

Тепломассообмен и физическая газодинамика

2022. Т. 60. № 6. С. 888–896

Власкин М.С., Белов П.В., Липатова И.А., Григоренко А.В., Школьников Е.И., Курбатова А.И., Фортов В.Е.

Влияние добавок $\rm CH_4{,}~\rm H_2{,}~\rm Ar$, углерода и формы реактора на пористую структуру образующейся при разложении ацетилена сажи

Проведено исследование пористой структуры углеродной ацетиленовой сажи в зависимости от условий ее получения при разложении ацетилена: при различных давлениях в трубчатом реакторе ограниченного объема, разложении ацетилена в смесях с $\rm CH_4{,}~\rm H_2$ или $\rm Ar$, разложении ацетилена в присутствии сажи и в реакторах различной формы. Установлено, что при разложении чистого ацетилена с увеличением давления с $2.35$ до $5$ бар площадь поверхности ацетиленовой сажи увеличивается с $75$ до $125$ м$^2$/г, а средний размер частиц уменьшается с $36$ до $22$ нм. Добавки $\rm CH_4{,}~\rm H_2$ или $\rm Ar$ ингибируют процесс разложения ацетилена, при этом степень ингибирования уменьшается в следующей последовательности: $\rm H_2 > \rm CH_4 > \rm Ar$. Относительно малые добавки водорода блокируют процесс разложения ацетилена, практически не влияя на размер частиц сажи. Напротив, добавка метана приводит к заметному увеличению среднего размера частиц сажи до $55$ нм и соответствующему уменьшению удельной площади поверхности до $57$ м$^2$/г. Добавление аргона к ацетилену качественно воздействует на пористую структуру сажи так же, как уменьшение давления ацетилена. При разложении ацетилена в присутствии сажи, оставшейся в реакторе после предыдущего разложения, наблюдалось немонотонное изменение удельной поверхности и размера частиц сажи. В экспериментах с различными по форме, но одинаковыми по объему реакторами показано, что при уменьшении линейных размеров реакционного сосуда (отношения длина/диаметр) площадь поверхности образуемой ацетиленовой сажи довольно заметно возрастает, а средний размер частиц сажи уменьшается.

УДК: 66.092-977
DOI: 10.31857/S0040364422040159

Ссылка на статью:
Власкин М.С., Белов П.В., Липатова И.А., Григоренко А.В., Школьников Е.И., Курбатова А.И., Фортов В.Е. Влияние добавок $\rm CH_4{,}~\rm H_2{,}~\rm Ar$, углерода и формы реактора на пористую структуру образующейся при разложении ацетилена сажи, ТВТ, 2022. Т. 60. № 6. С. 888

High Temp. 2022, v.60, №6, pp. 821-829