Способ выделения атомов и ионов водорода из газовых смесей
ОП ИСАЙИ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советскнк
Социалистическими
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.12.77 (21) 2555447/23-26 (51)М. Кд. С 01 В 1/27 с присоединением заявки ЭЙ 1Ъауларстеевай квинтет СССР ° о алаи взееретевнй я открытия (23) Приоритет Опубликовано 25.11.79. Бюллетень .% 43 (53) УДК 661.965 (088.8) Дата опубликования описания 28 11 79 A. И. Лившиц, Л. Л. Григориади, и М. F Ноткин (72) Авторы изобретения Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М. А. Бонч-Бруевича (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ АТОМОВ И ИОНОВ ВОДСРОДА ИЗ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ Изобретение относится к способу выделения всдорода из газовых смесей и может найти свое применение в физической химии и в газовом анализе. Известен способ выделения атомов H HoHoB водорода из газовых смесей путем диффузии через никелевые мембраны при 750-900 С (1). Однако никелевая мембрана при таких температурах; обладает сверхпроницаемостью не только по отношению к атомам и ионам водорода, но и по отношению к его молекулам, что значительно снижает селективность выделения атомов. Степень сепективности при этих -6 15 температурах составляет 5 10 Н /Н. Н2/Н Наиболее близок к предлагаемому изобретению способ детектирования атомов водорода путем его пропускания через о палпадиевую мембрану при 0-200 С (2). Недостатками этого способа являются невысокая сепективность выделения атомов на превосходящем фоне молекул водорода, а также испопьэование для мембран палладия, являющегося драгоцейным металлом. 11enb изобретения - повышение селек- тивности выделения атомов и ионов водорода. Это достигается способом выделения атомов и ионов водорода иэ газовых смесей путем диффузии через никелевые мембраны, в котором процесс ведут при 300-700 С. Предлагаемый способ позволяет повысить сепективность выделения атомов и ионов водорода (степень селективности при 300 С 3.100 о H2/H, при 500 С 6.10 H2/Í по сравнению с 5.10 Н2/Н -а -ь при 850 С в известном способе). Интервал температур обусловлен тем, что никелевая мембрана, как показали исследования, обладает сверхпроницаемостью по атомам и ионам водорода (сквозь нее проникает поток, сравнимый с падающим), при температуре выше 300 С. Поэтому нижний температурный 3. 10 6. 10 5. 10 300 500 850 П р и м е ч а н и е. Проницаемость других газов (СО, СО, И О, 0 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Формула изобретения Способ выделения атомов и ионов водорода иэ газовых "месей путем диффу45 зии через:металлические мембраны при повышенной температуре, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения селективности выделения, процесс 2. Рапопорт Ф. М. и Ильинская A. А. диффузии осуществляют через никелевые Лабораторные методы получения чистых о 50 мембраны при 300-700 С. газов.-М., 1963, с. 95 (прототип). Составитель E. Корниенко Редактор Л. 1ребенниковаТехред Н. КовалеваКорректор Н. Горват 1. Авторское свидетельство СССР ¹ 446466, кл. С 01 В 1/27, 25.07. 74 Заказ 7426/21 Тираж 591 Подписное 34НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент", 1. Ужгород, ул. Проектная, 4 г . 6989 Ю предел 300 С определяется через мембрану атомов и ионов водорода. При повышении температуры еффектив ность проникновения атомов и ионов 5 (величина проникающего потока) не изменяется, но наблюдается увеличение про никновения молекулярного водорода пропорциональное G- 2оооо Это приRT водит с одной стороны к снижению селективности отделения. Пример. Пучок атомов водорода, вылетающий из источника, диафрат мируется с помощью диафрагмы и попадает в вакуумный обьем. В объеме находится смесь газов, включающая молекулярный водород, ооразуюшийся иэ, рассеянных атомов пучка, рекомбинирующих на стенках установки. Требуется выделить (продетективировать) атомы водорода на фоне смеси газов в обьеме. Согласно изобретению это достигается с помощью полупроницаемой перегородки, выполненной из никеля и установлен ной на пути пучка. Атомы водорода, налетающие на перегородку, проникают сквозь нее и, десорбируясь с ее обрат 14 4 ной стороны в виде молекул, падают в измерительный объем. Здесь они повышают как общее, так и парциальное давление газа, что регистрируется с помощью датчика (например, масс- спектрометрического датчика РМО-4С). Откачza измерительного обьема осуществляется через калиброванную трубку с известной проводимостью. Это позволяет не только качественно регистрировать факт появления в объеме трех атомов, но и проводить, зная характеристики перегородки, количественные измерения падающего на перегородку потока, Температура никелевой перегородки устанавливается с помощью внешнего мощного источника света., сфокусированного сквозь стеклянные стенки измерительного объема на перегородку. Доказана высокая проницаемость никеля дляатомов водорода исушественно более низкая проницаемость для всех других газов, включая и моле1О кулярный водород (в 10 — 10 раз). Измерения проводились с интенсивностями падающих на перегородку потоков атомов (10 — 10 ) атомов/см при фоне молекул и з водорода до 3.0мм рт. ст. Результаты опытов приведены в таблице.
