Химия - Криохимия - Перспективы

28 февраля 2011


Оглавление:
1. Криохимия
2. История
3. Туннельный эффект
4. Жидкофазные реакции
5. Твердофазные реакции
6. Перспективы

Криохимия создаёт уникальные возможности для получения и стабилизации химически неустойчивых частиц и соединений. Частицы изолируют друг от друга в инертных матрицах при температурах исключающих возможность тепловой диффузии — так называемый метод матричной изоляции. При исследовании изолированных в матрицах соединений используются различные спектральные методы — поглощение инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях, люминесценцию, ЭПР, ЯМР, мёссбрауэровскую спектроскопию. Методом матричной изоляции стабилизированы и исследованы карбены, интермедиаты с кратной связью углерод-кремний, моно- и биядерные комплексы переходных металлов, комплексы галогенов и галогеноводородов с олефинами и др.

С помощью метода матричной изоляции могут быть получены высокоэнергетические топлива, превышающим по запасам энергии наиболее эффективные из ныне существующих. Так, для топливных пар H₂ + O₂ и H₂ + F₂ теплота сгорания составляет около 12,56 Мдж/кг, а для систем, на 100 % состоящих из атомов водорода — 217,7 Мдж/кг. Однако, достигнутая пока предельная концентрация атомов водорода в твёрдой молекулярной матрице H₂ в сверхтекучем гелии, не превышает 0,1 %, что обусловлено протеканием туннельных реакций рекомбинации и изотопного обмена атомов. К этой области криохимии примыкают также явления чисто квантовой природы: конденсация Бозе-Эйнштейна, квантовая диффузия, образование металлического водорода.

Разработаны методы криохимического синтеза, основанные на низкотемпературной соконденсации реагентов. Получаемые путём высокотемпературного испарения в высоком вакууме атомы металлов чрезвычайно реакционноспособны и в момент конденсации на охлаждаемых стенках реактора реагируют с органическими соединениями, образуя металлоорганические соединения различных типов. В частности, этим методом получены органические производные переходных металлов, в том числе π-комплексы «сэндвичевого» типа. Некоторые из них являются катализаторами и исходными соединениями в синтезе органических и металлоорганических соединений. В химической промышленности низкие температуры используют в синтезе аммиака, при каталитической конверсии метана и катионной полимеризации изобутилена, при получении аморфных и мелкокристаллических металлов. Криохимические процессы, основанные на физико-химических превращениях при низких температурах, в сочетании с последующей дегидрацией, термическим разложением, спеканием и т. п., при температурах выше 70К перспективны в производстве ферритов, твёрдых электролитов, пьезокерамики, катализаторов, адсорбентов.

Продукты криотехнологий: химические реактивы, ферменты, сорбенты, лекарственные вещества, резисторы, композиты, пигменты, катализаторы, электродные и пьезоматериалы, пористая керамика, порошки для стекловарения и выращивания монокристаллов.

Просмотров: 5624

<<< Криоскопия