Файл: Волчкевич, А. И. Высоковакуумные адсорбционные насосы.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2024
Просмотров: 66
Скачиваний: 0
платины при 78°К доступны для хемосорбции водорода. В работах [2, 3] приведены данные по адсорбции во дорода палладированными силикагелями (рис. 40). Для некоторых марок палладированных силикагелей, содер жащих от 2 до 5% палладия, адсорбция водорода дости-
Л'ММрТ.СТ.
|
Рис. 40. |
Изотермы |
адсорбции |
||
|
водорода |
на |
палладированных |
||
|
силикагелях |
при 78°К |
[2, 3] |
||
|
и различном |
содержании Pd; |
|||
|
/ — 0,8% Pd; 2 - 4 , 5 % |
Pd; |
3 — 5% |
||
|
|
Pd; 4 — 3,8% Pd |
|
||
10~6 I0'S |
Ю"* p, ммрт.ст |
|
|
|
|
гает |
10 л-мм рт. ст./г в диапазоне давлений 10~5— |
Ю - 4 |
мм рт. ст. Предадсорбцня водорода не снижает ад |
сорбционную способность силикагелей по другим газам. Начальные скорости откачки насосом водорода [15] при использовании платинированных силикагелей не сколько выше, чем для палладированных, хотя адсорб ционная емкость последних заметно больше. Это объяс
няется лучшими кинетическими |
характеристиками |
ад |
|
сорбентов с чрезвычайно мелко |
дисперсными |
«слоями» |
|
платины. |
|
|
|
Скоростная характеристика |
по водороду |
насоса |
с |
палладированным силикагелей в большой степени зави сит [15] от натекания: до некоторой критической величи ны натекания скорость откачки хотя и уменьшается, но достаточно стабильна, во времени, а после достижения критического значения скорость резко падает (рис. 41).
Изотерма адсорбции водорода на платине (.адсор бент — активный уголь СКТ) очень сильно зависит от
давления |
(рис. 42) и при коэффициенте заполнения по |
|||
верхности |
6 = 0,14-0,7 |
удовлетворительно |
описывается |
|
уравнением Темкина |
(7) Q = k\g(A0p) |
при &=0,26 и Л 0 = |
||
= 3,55-109 |
1/мм рт. ст. Кинетические |
кривые |
адсорбции |
водорода платинированным углем (рис. 43) характеризу ются постепенным ростом относительного давления с уве личением количества предадсорбированного водорода 0о
122
|
|
|
|
|
|
S, л/сек |
|
Рис. 41. График |
изменения во |
500 |
|
||||
времени скорости откачки ад |
|
|
|||||
сорбционного насоса с паллади- |
400\ |
|
|||||
рованным |
силикагелем при по |
|
|
||||
стоянном |
натекании |
Q |
водо |
300 |
2- |
||
|
рода: |
|
|
ч |
|
||
У — 0 = 1,75 • Ю - 4 |
|
л • мм |
рт. |
ст./с; |
гоо |
|
|
2 — Q=0,35 • Ю - 4 |
л • мм |
рт. |
ст./с; |
100 ч |
3 |
||
3 — Q=6,9 • 10-4 |
л • мм |
рт. |
ст./с; |
||||
4 — <Э=2,3 • Ю - 3 |
л • мм |
рт. ст./с |
|||||
|
|
|
|
|
|
1 |
г 3 4 5 t,4 |
р, |
ммрт.ст. |
Рис. 42. Изотерма адсорбции водорода платинированным |
углем |
при 78°К |
|
Рис. 43. Кинетические кривые адсорбции водорода платинированным углем:
а — при натекашнг |
Q = 3 , 7 - ! |
0 - 6 |
л • мм рт. ст./с и различном |
количестве |
Э |
||||||
предварительно |
адсорбированного водорода |
(/—0'о=О; 2 — Р0 |
=0,125; 3—0о= |
||||||||
=0,245; |
4—'0о=О,34О); |
б — при различных Q и |
близких |
значениях |
Эо (/— |
0>о= |
|||||
=0,340 |
и Q = 3 , 9 |
- 1 0 - ° |
л • мм |
рт. |
ст./с; 2— |
0О =О,385 и |
Q=2,2 - 10 - 4 |
л • мм |
рт. |
||
|
|
|
ст./с; 3 |
— 00= 0,460 и |
Q=3,4 • Ю - 4 ) |
|
|
|
|
и достаточно быстрым увеличением давления с возраста нием натекания, особенно, когда величина адсорбции при ближается к предельному значению as. При относительно малых натеканиях, когда сохраняется высокая доля сво-
|
|
|
|
|
|
Рис. 44. График изменения во време |
|||||||||
|
|
|
|
|
ни скорости |
откачки |
водорода |
адсор |
|||||||
|
|
|
|
|
|
бционным |
насосом |
с |
платинирован |
||||||
|
|
|
|
|
ным |
углем |
при |
постоянном |
натека |
||||||
|
|
|
|
|
|
нии |
(o s =1 3 л,-мм рт. ст.) |
в диапа |
|||||||
|
|
|
|
|
зоне |
давления р = 1 0 - 9 |
(кривые |
1—3) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
и /??«10~8 |
(кривые 4, |
|
5): |
|
||||
|
|
|
|
|
|
1 — 00=0, |
Q=4,9 - 10 - 9 |
л • мм |
рт. |
ст./с; |
|||||
|
|
|
|
|
2~6о=О,0О23, |
Q=7,6 - 10 - e |
л • мм |
рт. |
ст./с; |
||||||
|
|
|
|
|
3 — б 0 =0,067, |
Q=5,3 • 10-<" л - м м |
рт. |
ст./с; |
|||||||
|
|
|
|
|
4— 6„=0,01, |
Q=3.8 • Ш - 5 |
л • мм |
|
рт. |
ст../с; |
|||||
|
|
|
|
6t,4 |
5 — 9>о=0,164, |
< Э = 3 , 2 - 1 0 - с |
л • мм |
рт. ст./с |
|||||||
|
|
|
|
|
Г, //ммрт.ст |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Рис. 45. Зависимость |
ста |
10" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
тической |
расчетной |
(по |
Ю1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
смг/сек |
|||
уравнению Темкина |
(кри |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
вая / ) , статической экс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
периментальной |
(кривая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2) , динамической |
(кривая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 ~8 |
||||
3) адсорбируемости |
Г во |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
дорода |
платинированным |
|
|
|
|
* |
3 |
|
|
|
|
•з |
|||
углем, |
а |
также |
коэффи |
10' |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
—°гО |
|
|
|
|
|
|
||||||||
циента |
|
диффузии |
De |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
(кривая |
4) от давления |
ю- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
10~i |
Ю'8 |
10'' |
10'" |
Ю'у^мрт.ст, |
||||||
|
|
|
|
|
|
бодной поверхности платины ( б < 0 , 1 ) , скорость откачки насоса лимитируется в основном объемной скоростью подвода газа к адсорбенту и очень стабильна во време ни (рис. 44, кривая 1). Сильная зависимость скорости откачки от предадсорбции водорода 60 и натекания объясняется [15] очень резким уменьшением адсорбируе мости водорода на платине (рис. 45). Для случая хемо-
сорбции относительная адсорбируемость газа Г =
др
не зависит от предельной величины адсорбции as и оп ределяется изотермой адсорбции
124
Относительная адсорбируемость однозначно опреде ляет скорость увеличения давления по мере возрастания коэффициента заполнения поверхности адсорбции. В квазистационарном режиме непрерывной адсорбции ли нейное увеличение давления Ар за время постоянного натекания газа At определяется динамической адсорби руемостью
Да QM а 5 Г д
Динамическая адсорбируемость, рассчитанная по тангенсу угла наклона кинетических кривых в конце постоянного натекания, резко снижается с увеличением давления (адсорбции); она в 3—5 раз ниже'статической адсорбируемое™ (рис. 45, кривые 2, 3). Очень высокое значение относительной адсорбируемое™ в области сверхвысокого вакуума на чистой поверхности платины позволяет при малых натеканиях водорода (давление 10- 9 мм рт. ст.) поддерживать высокую скорость откач ки, в основном ограниченную условиями подвода газа к адсорбенту.
Поглощение водорода при 78°К определяется процес сом поверхностной хемосорбции, которая является неак тивированной. При этой температуре активированная хемосорбция, связанная с диффузией водорода внутрь зерен платаны, отсутствует. При повышении температу-
1,00 |
|
о- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,75 |
|
|
|
|
|
|
0.50 |
|
|
|
|
|
|
0,25 |
|
|
|
2 ^ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
ю |
|
|
10'L |
10' |
10" |
10' |
10' |
W'J р.ммрт.ст. |
Рис. 46. Изотермы адсорбции водорода платинированным углем при 78°К (кривая / ) и 293°К (кривая 2)
125