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Boudouard反應

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Boudouard反應(Boudouard reaction),又稱碳素溶解損失反應碳的溶損反應氣化反應

一氧化碳在高溫下歧化二氧化碳單質反應或其逆反應[1]

在各種溫度下的Boudouard反應的標準焓

這是一個平衡反應,平衡氣相成分與溫度壓強有關。反應向右時放出熱量並析出煤煙,稱析碳反應或碳素沉積反應。生成的碳可能沉積在催化劑上使之失活,成為化學工業中不希望發生的副反應。

在所有溫度下,形成二氧化碳和碳得Boudouard反應都是放熱過程。然而,隨着溫度的升高Boudouard反應的標準焓負數變少,[2] 如側圖所示。

這個反應的命名是以法國化學家Octave Boudouard(1872年-1923年)在1905年研究這種平衡後而命名。[3]

應用

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儘管一氧化碳對催化劑的破壞性效果是不希望的,此反應已經被用於製備石墨薄片,細絲狀石墨和薄層石墨微晶,以及碳納米管的製造。[4][5][6][7]在石墨的生產中,使用的催化劑是[4][5]而在碳納米管的生產中,使用的催化劑是和Ni-MgO。[6][7]

Boudouard反應是高爐內的一個重要過程。由於固體間化學反應速度非常慢,鐵礦石(氧化鐵)是被一氧化碳還原,而不是通過與焦炭直接反應被還原的。還原氧化鐵生成的二氧化碳通過與焦炭接觸,發生Boudouard逆反應,進而生成一氧化碳。

參考資料

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  1. ^ Bioenergylist.org - Boudouard Reaction spreadsheet. [2009-10-04]. (原始內容存檔於2012-02-22). 
  2. ^ Reaction Web. [2014-01-31]. (原始內容存檔於2013-10-02). 
  3. ^ Holleman, Arnold F.; Wiber, Egon; Wiberg, Nils. Inorganic Chemistry. Academic Press. 2001: 810 [12 July 2013]. ISBN 978-0-12-352651-9. (原始內容存檔於2014-06-27). 
  4. ^ 4.0 4.1 Baird, T.; Fryer, J. R.; Grant, B. Carbon 12: 591–602. Oct 1974 [2014-01-31]. doi:10.1016/0008-6223(74)90060-8. (原始內容存檔於2015-09-24).  |contribution=被忽略 (幫助)
  5. ^ 5.0 5.1 Trimm, D. L. Catalysis Reviews: Science and Engineering 16: 155–189. 1977 [2014-01-31]. doi:10.1080/03602457708079636. (原始內容存檔於2019-09-24).  |contribution=被忽略 (幫助)
  6. ^ 6.0 6.1 Dal, H. J.; Rinzler, A. G.; Nikolaev, P.; Thess, A.; Colbert, D. T.; Smalley, R. E. Chem. Phys. Lett. 260: 471–475. 1996.  |contribution=被忽略 (幫助)
  7. ^ 7.0 7.1 Chen, P.; Zhang, H. B.; Lin, G. D.; Hong, Q.; Tsai, K. R. Carbon 35: 1495–1501. 1997 [2014-01-31]. doi:10.1016/S0008-6223(97)00100-0. (原始內容存檔於2015-09-24).  |contribution=被忽略 (幫助)