Способ определения химического состава газа Советский патент 1990 года по МПК G01N24/00 

N5 03

Изобретение относится к анализу химического состава газа ядерно-физическими методами, а точнее - методом мессбауэровской спектроскопии, и может быть использовано на предприятиях, где необходимо определять молекулярный состав газов. Целью изобретения является расширение класса исследуемых газов. Получают мессбауэровские спектры методом регистрации электронов конверсии либо регистрацией рентгеновского характеристического излучения двух идентичных активных веществ, которые представляют собой тонкие пленки FE⁵⁷ на алюминиевой фольге. Далее помещают активные вещества в реакционную камеру с анализируемым газом, где они играют роль электродов - анода и катода, и осуществляют взаимодействие анализируемого газа с активными веществами путем ионизации газа в однородном электрическом поле, величина которого обеспечивает условия возникновения самостоятельного разряда. После этой операции опять снимают мессбауэровские спектры активных веществ и по сравнению их с исходными судят о химическом составе газа. 1 ил.

Изобретение относится к анализу химического состава газа ядерно- физическими методами, в частности с помощью мессбауэровскоч спектроскопии, может быть использовано на предприятиях и объектах, где необходимо определить элементный и молекулярный состав газов, и является усовершенствованием способа по авт. св. № 1354083.

Цель изобретения - расширение класса газов.

Способ определения хамического состава газа реали-ован следующим образом.

Вначале получают мессбауэровские спектры рассеяния активных веществ, используя мессбауэровские методики либо с регистрацией конверсионных и оже-электронов, либо с регистрацией рентгеновского характеристического излучения. Активные вещества представляют собой тонкие пленки

Ю

Fe

ат

толщ

иной 400-500 А , напыленные методом термовакуумной конденсации на алюминиевые фольги. Далее активные вещества в форме плоских круглых пластинок площадью 1 смг устанавливают в реакционной камере в специальные держатели параллельно друг ДРУгу на расстоянии 4 мм, где они выполняют роль электродов - катода и анода. Из камеры откачивают воздух и напускают в нее анализируемый газ до давления (30-50) х ,, Взаимодействие анализируемого газа с активными веществами катода и анода происходит вследствии подачи на электроды реакционной камеры разности потенциалов 1200 В. При этом создается однородное электрическое Поле/перпендикулярное поверхности активных веществ анода и катода, происходит ионизация и ускоренное движение ионов и электронов анализируемого газа. Такая обработка активных веществ в самостоятельном разряде поддерживается в течение 60 мин причем ток разряда сохраняется постоянным во времени путем изменения Подаваемого на электроды напряжения. После обработки активных веществ катода и анода в разряде анализируемого газа получают их мессбауэровские спектры, сравнивают полученные спектры с исходными мессбауэровскими спектрами и по их различию судят о составе газа.

На чертеже представлены мессбауэровские спектры.

Исходный спектр тонкой пленки Fe57 на алюминиевой фольге изображен на чертеже кривой 1, тонкая пленка Fe67 на алюминиевой фольге после обработки трибутилфосфатом (анод) кривой 2; тонкая пленка Fef на алюминиевой фольге после обработк трибутилфосфатом (катод) - кривой 3.

Пример 1. В качестве анализируемого газа использованы пары трибу тилфосфата. В качестве активных веществ (анода и катода) использовались тонкие пленки FeST толщиной 400 - 500 А на алюминиевой фольге. Мессбауэровские спектры таких тонких пленок Fe6T представляют собой хорошо разрешенные линии сверхтонкого магнитного расщепления (кривая 1). В данном примере использовалась для получения спектров мес- сбауэровская методика с регистрацией рентгеновского характеристичес

0

5

0

5

0

5

0

5

излучения. После обработки активных веществ в разряде анализируемого газа предлагаемым способом были получены мессбауэровские спектры рассеяния. На представленных на чертеже спектрах анода (кривая 2) и катода (кривая 3) видно, что в результате взаимодействия анализаруе- мого газа с материалом идентичных активных веществ химические соединения,образовавшиеся на поверхности катода и анода, различаются. Образовавшиеся парамагнитные фазы и их соотношения к магнитным фазам материалов кото- да и анода различаются существенно, что дает возможность судить не только о молекулярном составе анализируемого газа, но и подойти к пониманию физико-химических процессов, происходящих в разряде и на поверхности активных веществ. Благодаря получению дополнительной информации (с анода) можем с большей достоверностью гово- рить о химическом составе газа. Если ранее, при использовании известного способа определения химического состава газа, считалось, что ряд газов вообще не способен взаимодействовать с активными веществами, то предлагаемый способ свидетельствует о наличии таких взаимодействий, что расширяет диапазон анализируемых газов.

В зависимости от природы анализируемого газа, в некоторых случаях происходит видимое на спектрах модействие активного вещества с газом не только одного электрода (анода или катода). В большинстве же случаев взаимодействие выявляется на спектрах обоих электродов.

Таким образом, предлагаемый способ определения химического состава газа обеспечивает следующие преимущества.

Благодаря введению тонкой пленки Fu57 в качестве второго электрода, идентичного по составу первому, появилась возможность расширить число газов, подлежащих анализу.

Повысилась информативность способа за счет осуществления взаимодействия как с отрицательными, так и с положительными ионами газа за счет уменьшения влияния различий физико-химических свойств электродов.

Формула изобретения

Способ определения химического состава газа по авт, св. № 1354083, отличающийся тем, что, с целью расширения класса исследуемых газов, одновременно с воздействием на катод воздействуют анализируемым газом на анод, изго

: i .

: ;; : : ::

.: ... -: u.;.::.& :. : :Ј .|V «fcr .« -- ц

: J° %

& I 2

.г. Ј - : . .

к

. -./: °лч г:

P..V..-.

. . ч

$ 5 г 3 .

, в во «

: . . f: :5 . . . -«.« .

vr w -% v,

J1.-iii i :

-5-4-20 2 it В

товленный из активного вещества, идентичного активному веществу катода, получают мессбауэровские спектры активного вещества анода до и после воздействия газа и о химическом составе газа судят по совокупности спектров анода и катода до и после воздействия газа.

10

.г. Ј . .

к

. -./: °лч г:

:..: v. Чс-j