Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время промышленный и природный процессы связывания молекулярного азота не удовлетворяют потребностям различных отраслей народного хозяйства в соединениях азота. -
Предложенные способы фиксации азота по двум возможным направлениям не могут по различным причинам конкурировать с 'производством аммиака по методу Габера-Боша. Одно из этих направлений - восстановительная азотфшссация, достаточно глубоко изучена академикам АН СССР Вольпиным М.Е. и Шиловым А.Е. с учениками, отмечено открытиями и имеет широкое мировое признанно. Второе направленно - окислительная азотфиксация -связано с огромными энергозатратами (окисление кислородом в электрической дуте, в плазме, термическим методом, с участием активных атомов азота, под воздействием ионизирующего излучения, фотохимическим способом) и низкими выходами целевого продукта и практически слабо исследовано.
Поэтому, несомненный интерес представляет разработка таких химпко-техкологических процессов,, в которых использование принципов протекания сопряженных реакций позволит осуществить с помощью химической индукции протекание труднореализируемой с позиций кинетического подхода реакции фиксации азота.'
Реализация этого принципа позволила в 1973 г. в лабора
тории "Сопряженных процессов" ИТПХТ им. М.Ф.Нагиева АН Азер
байджана совершенно новым путем, благодаря свойству перекиси
водорода - ішдуцировать химические реакции, осуществить окис
ление молекулярного азота. „
Исследование этой новой азотфиксирующей системы показало, что наряду с оксидом диазота образуются также азотсодержащие кгелоты. Разработка модифицированного варианта этой системы с помощью повышенного давления позволила усилить эффект химического сопряжения и привела к значительному сникенич температуры проведения реакции, что и определяет актуальность темы.
Полью работы является:
- исследование новых возмошостей для снееошя темпер.'ту-
ры высокотемпературного газофазного окислешм молекулярного азота с использованием химической индукции при повышенном давлешш;
установление эффективности действш повышенного давления із выход продуктов реакции и окисления азота перекисью водорода - ЫгО ,H2N202 , HNO^ и НМО^ в условиях роалі:зации химического сопряконш в процессе окислительной фиксации молекулярного азота;
экспериментальное исследование кинетических законо-мерюстей, влияния давления на свободно-рпди,"ільішй цепной механизм сопряженной реакции окислительной азотфиксации;
на основе экспериментальных кинетических данных осуществить выбор наиболее вероятной схемы свободло-радикалъно-го цепного механизма протоканпя роакции;
установить образование азотноватистой кислоты в системе ^г0-^гОг-^2О в присутствии перекиси водорода и в условиях повяленного давления.
Нн.учн.'п т'опирна. Создан модифицированный вариант газофазной азотф;лссируздой системы Л^ ~НгОг~НгО с усилением эффекта химического сопряжения в условиях повышенного давления. Разработан наиболее вероятный свободно-радикальный механизм образования продуктов реакции. Выявлено, что в условиях погігаетюго давления присутствие перекиси водорода интенсифицирует образование азотноватистой кислоты в системе М20-Нг02~Н20 .
Ртлктпчоская ценность предлагаемой азотфиксирувдей окислительной системы Мг-н202-НгО закликается в том, что высокий выход целевого продукта достигается при повышенном дазлении и значительно меньших энергозатратах, за счет снлже-_ ния теглпегатуры процесса газофазного окисленгя азота. Целевой продукт реакции, оксид диззота, может быть применен в медицине в качество анестезирующего средства без предварительной очистки ввиду отсутствия примесей в составе продуктов резкции. А азотноватистая кислота может быть использована в азотной промышленности для получения азотсодержащих соединзпкй (аммиака, гидроксилзглина, азотной кислоты и т.д.).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждены на Ш Республиканской конференции молодых ученых-химиков, посвященной 80-летию академика М.Ф.Нэгиева (г. Баку, 1988 г.), на УІ конференции по окислительному гетерогенному катализу (г. Баку, 1988 г.) и на конференции аспирантов АН Азербайджана (г. Баку, 1991 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 131 печатной страница, состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы, включающего 140.названий, содержит 23 рисунка и 18 таблиц.