Способ выделения атомов и ионов водорода из газовых смесей

О П И С АЙ ИИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскнкСоциалистическимиРеспублик и 698914 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М, Кд. С 01 В 1/27 с присоединением заявки рй Йаударствеай квивтвт СССР в алаи вавбратевкЯ в втарытвЯДата опубликования описания 28.11 79 А, И. Лившиц, Л, Л. Григориади, и М. Р Ноткин(72) Авторы изобретения Ленинградский электротехнический институт связи им, проф. М. А. Бонч-Бруевича(54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ АТОМОВ И ИОНОВ ВОДД ОДА 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 атомов5 и ионов 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 селективности при этих-6 15 температурах составляет 510 Н/Н. Н 2/Н,Наиболее близок к предлагаемому изобретению способ детектирования атомов водорода путем его пропускания черезо палладиевую мембрану прн 0-200 С 21.Недостатками этого способа являются невысокая сепективность выделения атомов на превосходящем фоне молекул водорода, а также испопьэование для мембран палладия являющегося драгоценным металлом,Цель 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 " Н 2/Н при 500 С 6. 10 Н/Н по сравнению с 5, 10 Н 2/Н- -ь при 85 Оф С в известном способе).Интервал температур обусловлен темчто 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 температурный3. 10 6. 10 5,10 300 500 П р и м е ч в н и е. Проницаемость других газов (СО, СО,ИО, ОЯД не наблюдается. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеФормула изобретенияСпособ выделения атомов и ионов водорода иэ газовых смесей путем диффу 45зии через. металлические мембраны приповышенной температуре, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью увеличения селективности выделения, процесс 2. Рапопорт Ф. М. и Ильинская А. А. диффузии осуществляют через никелевые Лабораторные методы получения чистыхо50мембраны при 300-700 С. газов. - М., 1963, с. 95 (прототип),Составитель Е. КорниенкоРедактор Л, ГребенниковаТехред Н. КоввлеваКорректор Н. Горввт 1, Авторское свидетельство СССР446466, кл, С 01 В 1/27,25,07.74Заказ 7426/21 Тираж 591 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская нвб., д. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 гф.ф ф0""69896,Юпредел 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 е оооо Это прийТводит с одной стороны к снижению селективности отделения,П р и м е р, Пучок атомов водорода, вылетающий из источника, дивфрвгмируется с помощью диафрагмы и по падает в вакуумный обьем, В объеме находится смесь газов, включающая молекулярный водород, ооразующийся иэ, рассеянных атомов пучка, рекомбинирующих на стенках установки, Требуется И выделить (продетективировать) атомы водорода на фоне смеси газов в обьеме.Согласно изобретению это достигается с помощью полупроницаемой перегородки, выполненной из никеля и установлен ной нв пути пучка. Атомы водорода, налетающие на перегородку, проникают сквозь нее и, десорбируясь с ее обрат 14 4ной стороны в виде молекул, падают в измерительный обьем. Здесь они повышают как общее, так и пврцивльное давление газа, что регистрируется с помощью датчика (например, масс- спектрометрического датчика РМОС), Откачка измерительного обьема осуществляется через калиброванную трубку с известной проводимостью, Это позволяет не только качественно регистрировать факт появления в обьеме трех атомов, но и проводить, зная характеристики перегородки, количественные измерения падающего нв 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 исущественно более низкая проницаемость для всех других газов, включая и моле 1 Окулярный водород (в 10 - 10 раз). Измерения проводились с интенсивностями падающих на перегородку потоков атомов (10 - 10 ) втомов/см при фоне молекулИ 4 Эводорода до 3.0 мм рт. ст, Результаты опытов приведены в таблице.