Катализатор с массовой долей

Плазменная обработка катализатора велась двумя способами.

Часть экспериментов проводилась при использовании в качестве плазмообразующего газа: смеси Аг и воздух в соотношении объёмных долей 70 % Аг и 30 % воздуха. Катализатор пропускали через сгусток плазмы несколько раз. Обработка проводилась в ВЧИ-разряде при мощности разряда 1,5-3 кВт, рабочем давлении 30 Па, расходе плазмообразующего газа 0,04 г/с и частоте генератора 1,76 МГц.

Другая часть экспериментов проводилась при использовании в качестве плазмообразующего газа чистого, а подача воздуха осуществлялась в струю плазмы через патрубок, расположенный за индуктором ВЧ-генератора. Катализатор, как и в первом случае, пропускали три раза через сгусток плазмы. В этом варианте обработку вели при рабочем давлении 70 Па, расходе плазмообразующего газа Аг 0,04 г/с, расходе воздуха 0,02 г/с.

После обработки порошка катализатора определялась массовая доля Сг6. Массовая доля Сг6 до и после обработки определялась восстановлением Сг6 до Сг3+.

Количественный анализ первой серии экспериментов показал, что при трехкратной обработке порошка катализатора в ВЧ-плазме и воздуха содержание увеличилось от 0,6 до 0,75 % массы.

Анализ второй серии экспериментов показал увеличение содержания Сг6 от 0,6 до 0,8 % при трехкратной обработке катализатора в ВЧ-плазме с подачей через патрубок воздуха. При обработке в этом режиме на внутренней поверхности плазматрона образовался слой желтого цвета, что свидетельствует об образовании соединений, содержащих Сг6.

При расходе газа 0,02-0,06 г/с скорость потока плазмы составляет 0,09-0,15 м/с. При этом частица порошка находилась в плазменном потоке при каждом прогоне 0,2 с. Таким образом, Суммарное время плазменного воздействия составляет менее 0,6 с, что существенно меньше времени окислительной реакции в традиционном процессе.

Проведенные исследования с помощью магнитного спектрометра показали, что при взаимодействии ВЧ-плазмы пониженного давления с твердыми телами ионы плазмообразующего газа проникают в приповерхностные слои на глубину до 20 нм, следовательно, процесс восстановления происходит именно в этом слое.