СТРУКТУРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ ЖИДКИХ

СТРУКТУРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ ЖИДКИХ
УГЛЕВОДОРОДОВ ОБЛУЧЕННЫХ
ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ НАНОСЕКУНДОЙ
ДЛИТЕЛЬНОСТИ
В.М. Орловский (ИСЭ СО РАН)
Экспериментально исследованы процессы
окисления
и
изомеризации
жидких
нормальных алканов С5 - С8 при облучении
пучком электронов длительностью 4 нc,
энергией в максимуме 140 кэВ в воздушной
среде и среде инертных газов. Приводятся
данные о радиационно-химическом выходе
процессов
окисления
и
изомеризации
нормальных алканов С5, С6 и С8
Экспериментальная установка и методы
измерений.


Радиационно-химический
реактором, создан на основе
малогабаритного генератора
наносекундных импульсов
напряжения амплитудой 200
кВ, длительностью 4 нс и
частотой повторения 1-200 Гц.
Рис. 1. Схема радиационнохимического реактора. 1 генератор наносекундных
импульсов, 2- корпус
вакуумного диода, 3 — катод,
4 — выходное окно, 5 - кювета, 6 — емкости для
жидкости, 7 редуктор, 8 —
система откачки газа, 9 —
вентили.
Распределение по энергиям электронов, выведенных из
вакуумного диода, имело вид, характерный для
ускорителей этого типа с максимумом 140 кэВ.
Суммарная энергия электронов за импульс, измеренная с
помощью калориметра ИМО-2 и рассчитанная из
распределения электронов по энергиям, достаточно
хорошо совпадала и составляла 0,2 Дж за импульс.
Исследуемая жидкость объемом 2 мл облучалась в
кювете из нержавеющей стали с внутренним диаметром
40 мм и глубиной 15 мм. Кювета позволяла проводить
облучение в стационарном режиме, либо в режиме
протока жидкости. В стационарном режиме облучения
кювета могла вакуумироваться и заполняться инертным
газом давлением до 10 атм. Облучение проводилось в
воздушной среде и среде инертных газов. Анализ
стабильных продуктов, полученных в процессе облучения
углеводородов, проводился газохроматографическим
методом.
Продукты радиолиза при облучении нормальных
алканов С6 и С8 потоком электронов в среде аргона
Продукты радиолиза и их радиационно-химические выходы (G) при облучении
нормальных алканов С6 и С8 потоком электронов в среде аргона
Основными продуктами радиолиза в жидкой фазе являются в этом случае
нормальные алканы с молекулярной массой меньше и больше, чем у исходных, а
также димеры и их различные изомеры. В обоих случаях наблюдался
максимальный выход изомеров i-С2n. Ненасыщенные углеводороды были
отмечены в следовых количествах.


Эксперименты по окислению n-алканов проводились в воздушной среде при
повышенном давлении и при продувке исходного продукта воздухом. Основными
продуктами при облучении жидких n-алканов С5, С6 С8 потоком электонов
наносекундной длительности при продувке воздухом или при давлении воздуха 3,5
атм являются карбонильные соединения и спирты (см. табл. 2 и 3), возникающие в
результате диспропорциониро-вания перекисиых алкильных радикалов Кислоты и
перекисные соединения обнаружены не были. Обращает внимание достаточно
высокий выход продуктов для пентана и гексана. Это связано с тем, что при
облучении потоком электронов значительная часть энергии выделяется в виде тепла и
часть продукта находится в газовой фазе, где процессы окисления протекают
эффективнеe и достаточно вероятно окисление по цепному механизму [2]. Помимо
процессов окисления в экспериментах в присутствии воздуха наблюдался также
процесс изомеризации.
Структурные изменения n–алкана С8 приоблучении потоком электронов (доза 2,7·1021
эВ/г.) при давлениях в воздуха 3,5 атм. в присутствии катализатора SnBr4 на
хромотограмме плохо разрешенным набором пиков высокомолекулярных продуктов,
содержание которых составляет 35 – 40 %
Показано,
что
использование
е-потока
для
радиолиза жидких n–алканов в различных газовых
средах позволяет эффективно и целенаправленно
инициировать процессы окисления и изомеризации.
Использование катализатора SnBr4 при облучении
жидких n-алканов воздухе при повышенном
давлении позволяет эффективно формировать
высокомолекулярные продукты содержание которых
составляет 35 – 40 %.