碳硫分析仪之碳、硫性质之间的差异与吸附现象

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碳硫分析仪之碳、硫性质之间的差异与吸附现象
来源: | 作者:cd2019znjz0036 | 发布时间: 2019-08-08 | 1525 次浏览 | 分享到:

    碳和硫同为非金属元素,电负性基本相同(C+2.5;S+2.44,也就是碳原子和硫原子具有相同的吸引电子的能力,在合金中均可形成相应的碳化物和硫化物。当这些合金被氧化时,又都可以形成相应的气态氧化物CO2SO2,然后可分别加以测定。这些都是碳、硫性质的共同点。但对碳硫分析仪而言,还应充分研究碳、硫之间性质的差异,使硫的测定更趋稳定性。 

碳、硫之间性质的差异

a.硫化物(例如MnS)比碳化物(例如Fe3C)稳定,因而硫化物比碳化物难于燃烧氧化;

  b.燃烧氧化产物CO2SO2分子的结构、性质不同。 CO2分子有两个大π键,键长较短,具有很高的热稳定性。键角1800,属于直线性分子,极性互相抵消,所以分子本身不具有极性,不易被其它物质(例如粉尘)所吸附。SO2分子只有一个大π键,键角1200,分子结构呈三角形,极性不能互相抵消,是一个典型的极性分子,很易被其它物质所吸附。

    通过碳硫之间性质差异的研究,可以得出如下两点结论:

    1.欲提高硫的转化率,必须在较高的炉温下进行样品的燃烧;

        2.欲使硫的测定稳定,必须消除粉尘对SO2的吸附。 

吸附机理与反吸附

       吸附是一种物理化学现象,是指一种稀疏的物质,为另一种物质的表面所吸取的现象。这种现象既可以发生在固体表面,也可以发生在液体表面。吸附又可分为物理吸附和化学吸附两种类型。

       物理吸附是由分子间的引力相互作用所引起的,这种力被称为范德华力(VanderWaals,所以物理吸附亦称范德华吸附。化学吸附是由分子间的相互作用生成一种结合物的吸附,这种结合物不同于化合物,叫做表面结合物。化学吸附亦称之为活性吸附。

       吸附的共同特征:

  1. 吸附过程都是放热过程,所以随着温度的升高,吸附量随之减小;
  2. 吸附是发生在物质表面的行为,所以表面积愈大的物质,例如颗粒十分细小的粉尘,吸附性也愈强;
  3. 对于气体来说,凡容易凝成液体的物质(即临界温度或沸点较高的),都是易被吸附的;
  4. 吸附虽然有多种类型,但在吸附过程中各种吸附实际上是同时发生的。

吸附的消除:

  1. 根据吸附随温度升高而减小的特性,利用“炉头加热”技术,可有效消除粉尘对SO2的吸附。“炉头加热”技术是旌科公司通过长期实践开发的一项专利技术。
  2. 加入少量MoO3为添加剂(30-50mg)。实践证明,MoO3具有良好的反吸附性能,被誉为碳、硫分析中的反吸附剂。MoO3是本人在中国二重炼钢车间化验室研发电弧炉时所发现,后被洛阳高分厂制成硅钼粉,广泛应用于电弧炉中。
  3. 适时清理过滤器中积聚的粉尘。
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