СТРУКТУРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ОБЛУЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ НАНОСЕКУНДОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ В.М. Орловский (ИСЭ СО РАН) Экспериментально исследованы. - презентация

1 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

2 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 Гц. Рис. 1. Схема радиационно- химического реактора. 1 - генератор наносекундных импульсов, 2- корпус вакуумного диода, 3 катод, 4 выходное окно, 5 - кю­ вета, 6 емкости для жидкости, 7 редуктор, 8 система откачки газа, 9 вентили.

3 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.

4 Продукты радиолиза при облучении нормальных алканов С6 и С8 потоком электронов в среде аргона

5 Продукты радиолиза и их радиационно-химические выходы (G) при облучении нормальных алканов С 6 и С 8 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-С 2n. 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 С 5, С 6 С 8 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 С 8 приоблучении потоком электронов (доза 2,7·10 21 эВ/г.) при давлениях в воздуха 3,5 атм. в присутствии катализатора SnBr 4 на хромотограмме плохо разрешенным набором пиков высокомолекулярных продуктов, содержание которых составляет 35 – 40 %

6 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 SnBr 4 при облучении жидких n-алканов воздухе при повышенном давлении позволяет эффективно формировать высокомолекулярные продукты содержание которых составляет 35 – 40 %.