Способ получения молекулярного синглетного кислорода

 

Изобретение относится к способам получения молекулярного кислорода в возбужденном состоянии и может быть использовано в лазерной технике. Цель изобретения - повышение выхода молекулярного синглетного кислорода (МСК). МСК получают путем облучения газофазовой смеси озона, буферного газа и закиси азота УФ-излучением с длиной волны 200*98л*98310 нм. При этом содержание молекул N<SB POS="POST">2</SB>O в 1 см<SP POS="POST">3</SP> реакционного объема смеси должно быть не меньше максимальной из двух величин, рассчитанных по формулам 3/K&Tgr; и 2α[О<SB POS="POST">3</SB>], где K - константа скорости химической реакции возбужденных атомов кислорода с молекулами закиси азота, см<SP POS="POST">3</SP>/с

&Tgr; - время перехода возбужденного атома кислорода в основное состояние, с

α - степень диссоциации озона в результате облучения УФ-излучением

[О<SB POS="POST">3</SB>] - содержание озона в смеси, см<SP POS="POST">-3</SP>. Изобретение позволяет в 1,4 раза повысить выход МСК по сравнению с прототипом. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)3 С 01 В 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ лту

Оз- Оз(Ь) + O(Î).

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4691631/26 (22) 27.03.89 (46) 07.08.91. Бюл. N. 29 (71) Физический институт им, П.Н.Лебедеве (72) В.А.Золотарев, П.Г.Крюков, Ю.П.Подмарьков. М.П.Фролов и.Н.Н.Юрышев. (53) 661.937 (088.8) (56) Шинкаренко H.B., Алесковский B,Á.

Синглетный кислород, методы получения и обнаружения, — Успехи химии, т. 50, ЬВ 3, 1981, с, 406-428. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНОГО СИНГЛЕТНОГО, КИСЛОРОДА (57) Изобретение относится к способам получения молекулярного кислорода в возбужденном состоянии и может быть использовано в лээерной технике. Цель изобретения — повыщение выхода молекуляр

Изобретение относится к способам получения кислороде в возбужденном состоянии и может быть использоввно в лэзерной технике, Цель изобретения — повышение выходе молекулярного синглетного кислорода (МСК).

Нэ чертеже представлена схема получения 02(Ь).

Способ получения МСК включает облучение-УФ-излучением с длиной волны, 200 сА с 310 нмгазофазнойсмесиозона, буферного.гвзэ и закиси взота При этом содержание молекул йзО в 1 см реакционного объема смеси должно быть не меньше максимальной из двух величин, рвссчитанных по формулэм 3/К t и 2 а fOal, где К— Ы2 1668288 А1 ного сиыглетного кислорода (МСК). MCK получают путем облучения гаэофазовой смеси озона, буферного газа и закиси эзота

УФ-излучением с длиной волны 200 < A. <

310 нм. При этом содержание молекул М20 в 1 сагыз реакционного обаема смеси должно быть не меньше максимальной из двух величин, рассчитанных по формулам 3/К t и 2 а (Оф где К вЂ” «онстэнтв скорости химической реэкции возбужденных атомов кислорода с молекулами закиси азоте, см /c; t- время

3 переходе возбужденного атома кислорода в основное состояние, с; а — степень диссоциации озона а рвзультвте облучения УФизлучением; fOal — содержание озона в смеси, ñìa. Изобретение-позволяет в 1,4 раза повысить выход MCK по срэвнению с прототипом. 1 ил.

0с константв скорости химической реакции; 0уб. возбужденных атомов «ислорода с0 молеку- ., 0р ламизакисиаэота,равная1,2 10 см /мо- лекула . с; г — время перехода О© возбужденного атома кислорода в основное состояние, с; а - степень диссоциации озо- © . ие е релультате облучения Уй-иллучеиием; (Оз) — содержание озона в смеси. см .

При фотолизе озона в спектральной об- ь ласти 200 <л, с 310 нм наряду с молекулэми синглетного кислорода 02 (ф образуются электронно-возбужденные атомы кислорода в состоянии О(О):

1668288

Между атомами 0(D) и молекулами Nz0 происходит химическая реакция, позволяю, щая повысить выход МСК нэ 4 :

О("D) + NzO -б Nz+ Oz (Ь) - (2)

Пример 1. В смесительный узел 1 5 подают озон, буферный гээ и И О. Переме, шаннэя смесь по входному газовому тракту 2 подается в рабочую камеру 3. В рабочей, камере смесь облучэют УФ-излучением 4. Полученный Oz (h} используют либо непос- 10 редственно в рабочей камере, либо транспортируют по выходному газовому тракту 5

, к месту применения.

В смесительном узле 1 готовят смесь, содвриащую торр(молвкула/си (: Оз О,б 10 (1,65 10 6); SF6 15(4,95 10 ); NzO 6 (1,98 10 ).

Данная концентрация ЙзО удовлетво. ряат требованию (ЙзО) а твк 2/К t, 2à (Оз11, поскольку К 1,2 10 см /молвку- 20, лэ с;т- 2 10 с;а -1. (K t 1 2 . 10-1о 2 10-т

- 1,25 101т молекула/см

2а(0з)-2 1 1.65 10 - 3,3 101б молекуле/см т

Выбираем максимальную величину 30

1,25 10 молекуле/см, Гэзовую смесь подают в рабочую каме- ру объемом 30 смЗ и длиной 40 см. Смесь в камере облучэют вдоль оси УФ-излучением, с il - 265, энергией 3 Дж и длительностью 35 30 нс. В рэбочей камере обрэзуется 0,7торр (2,31 10 молекул/смз) Oz (®

При проведении процесса в энэлогичных условиях, но в отсутствие NzO (т,е, кэк в прототипе) образуется в 1,4 раза меньше 40

0z (4.

П р и.м е р 2, В рабочую кэмеру обьемом

100 смз иэ смесительного узла подают смесь, содержэщую, торр(молекуле/см ): Оз

1(3,3 10 ); аргон 10(3,3 10 ) Nz08 45 (2,64 101).

Данная концентрация й20 удовлетворяет требованию (NzOJ h max{3/К r,2à (Oa)j, поскольку К-1,2 10 o см /молекула;

r-10 с; а-0,6;

3 3

1,2 10 " 10 и молекуле/ мз

2 а(0з) - 2 0,6 3,3 10 в3 96 10 молекуле/см

Выбираем мэксимэльную величину

2,5 10 молекулэ/см .

Газовую. смесь в камере облучэют УФизлучением эксимерной лампы нэ KrF длительность 1 мкс и энергией 50 Дж. При коэффициенте испольэовэния УФ-излучения К 370 в рэбочей кэмере обрэзуется 0,84 торр (2,77 f0 6 молекул/смб) МСК, что в 1,4 раза больше, чем для смеси. не содержэщей

NzO.

Таким образом, предлэгэемый способ по срэвнению с известным позволяет в 1,4 рэзэ повысить выход MCK.

Формула изобретения

Способ пОлучения молекулярного синглетного кислорода, включающий облучение смеси озона и буферного газа излучением с длиной волны не менее 200 нм и HB болев

310нм,отличэющийсятем,что,сцелю повышения выходе молекулярного синглетного кислороде, в смесь дополнительно вводят закись эзотэ. содержэние молекул которой в1 смз.реэкционного обьемэ смеси должно быть нв менее мэксимэльной из двух величин, рассчитанных по формулам

3/К r и 2 а (Оз}, где К вЂ” констэнтэ скорости химической реакции возбужденных атомов кислорода с молекулэми звкиси азота, рэвнэя 1,2 101 см /молекулэ c; r- время переходэ возбужденного атома кислородэ в основное состояние. с; а - степень диссоциэции озонэ в результате облучения ультрэфиолетовым излучением; (Оз) содержание молекул озона в смеси, молекуле/см .

1668288

Составитель Л.Попова

Техред ММоргентал

Редактор Н.Гунько .

Корректор М,Пожо

Заказ 2621 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303S, Москва, Ж-35, Раушскэя наб., 4/б

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101