Emmett, Paul Hugh

Paul Hugh Emmett
engelsk  Paul Hugh Emmett
Födelsedatum 22 september 1900( 22-09-1900 )
Födelseort Portland , Oregon , USA
Dödsdatum 22 april 1985 (84 år)( 1985-04-22 )
En plats för döden
Land  USA
Vetenskaplig sfär katalys
Arbetsplats
Alma mater California Institute of Technology (1925)

Paul Hugh Emmett ( eng.  Paul Hugh Emmett ; 22 september 1900 , Portland , Oregon  - 22 april 1985 , Portland , Oregon ) är en berömd amerikansk kemist som har gjort ett stort bidrag till studiet av heterogen katalys . Emmetts viktigaste förtjänst är skapandet av en metod för att mäta den specifika ytan av fasta ämnen och den teoretiska motiveringen av denna metod, känd som Brunauer-Emmett-Teller-adsorptionsteorin (BET) [1] . Emmetts forskning inom området heterogen katalys hade därefter en betydande inverkan på utvecklingen av kemi i denna riktning.

Unga år, utbildning

Paul Hugh Emmett föddes den 22 september 1900 i Portland , Oregon . Emmetts föräldrars yrken var inte relaterade till vetenskaplig verksamhet. Hans mamma var hemmafru, Emmetts far var anställd i byggandet av järnvägar. Emmetts förskoleutbildning ägde rum i Oregon, sedan antogs han till Washington School i Portland. På vägen träffade Emmett flera personer som på ett eller annat sätt påverkade hans fortsatta val att studera kemi. Det här är hans skollärare i engelska, som noterade pojkens framgångar inom naturvetenskap, och kemiläraren William Green och hans kollega J. F. G. Hicks från University of Oregon . 1922 tog Paul Emmett examen från Oregon Agricultural College (nu Oregon_State_University).) med en kandidatexamen i kemiteknik och registrerar sig vid California Institute of Technology . Vid institutet började Emmett sitt första arbete inom området heterogen katalys under ledning av A. F. Benton. Hans forskning ägnades åt studiet av reaktionen mellan väte och syre med bildandet av vatten över nickelkatalysatorer [ 2] . 1925 tog Paul Emmett examen från California Institute of Technology med en doktorsexamen i fysikalisk kemi .

Vetenskaplig verksamhet

Efter examen undervisade Emmett vid Oregon State College i ett år. Efter detta rekryterades han av USDA :s Nitrogen Fixation Research Laboratory i Washington County , och började sin första seriösa forskning inom katalys. År 1937 Emmett blev chef för avdelningen för kemiteknik vid Johns Hopkins University och fortsatte sin forskning. Under andra världskriget blev Emmett en medlem av Manhattan Project med Harold Ureys team . Som en del av arbetet med att skapa atomvapen utvecklade Emmett membran för gasdiffusionsseparation av uranisotoper . År 1944 Emmett gick med i det petrokemiska arbetet vid Mellon Institute . I dessa arbeten studerades katalytiska processer med metoden för radioaktiva spårämnen [1] . År 1955 vetenskapsmannen bjöds in till företaget av V.R. Grace vid Hopkins University för att delta i arbetet med katalys. År 1970 Emmett lämnade Hopkins University och återvände till Portland. Där ägnade han sig åt undervisning och vetenskaplig verksamhet fram till sin död.

Skapande av Brunauer-Emmett-Teller-metoden (BET)

En av Emmetts främsta fördelar är utvecklingen av en metod för att mäta den specifika ytan av fasta ämnen. År 1926 Emmett deltog i forskning om syntesen av ammoniak från väte och kväve över järnkatalysatorer. Redan då blev det klart att för att studera processerna för heterogen katalys behövs en metod för att bestämma den specifika ytarean av en katalysator. Vid den tiden hade Benton erhållit en kväveadsorptionsisoterm vid -191 o C. De karakteristiska diskontinuiteterna i denna isoterm gjorde det möjligt för forskarna att anta att inte ett lager av kväve, utan flera, bildades på katalysatorytan. Inom ramen för detta antagande skapade Emmett och hans medarbetare en metod för att bestämma ytarean på en solid kropp, nu känd som Brunauer-Emmett-Teller (BET)-metoden , såväl som dess teoretiska motivering [3] [ 4] . Den experimentella delen av metoden utvecklades av Brunauer och den teoretiska delen av Teller . Under loppet av sitt arbete kontrollerade Emmett upprepade gånger att de data som erhölls i BET-metoden var tillräckliga genom indirekta mätningar, såsom elektron- och optisk mikroskopi av prover. Som ett resultat visade sig BET-metoden vara tillämpbar på alla porösa fasta ämnen och pulver.

Fungerar med metoden för radioaktiva spårämnen

Emmetts nästa betydande bidrag till studiet av katalytiska processer var användningen av den radioaktiva spårningsmetoden , som var ny för den tiden . Den första isotopen som Emmett använde var kol-14 , som blev tillgänglig mot slutet av andra världskriget. Med hjälp av denna isotop studerades syntesen av kolväten från syntesgas på kobolt- och järnkatalysatorer [5] [6] . Forskningsresultaten gjorde det möjligt att föreslå en mekanism för bildandet av organiska produkter under reaktionens gång. Förutom processer som involverar syntesgas har oljekrackning studerats med hjälp av en radioaktiv märkning . Förutom kol-14 användes andra isotoper, såsom kväve-15 , deuterium ( tungt vatten ), vilket gjorde det möjligt att studera naturen hos katalysatorernas aktiva centra, för att klargöra mekanismerna för vissa reaktioner [7] .

Studie av den katalytiska syntesen av ammoniak

Det mesta av Emmetts arbete ägnades åt syntesen av ammoniak på järnkatalysatorer. Arbetet innefattade studiet av termodynamiska egenskaper och fastillstånd i järnnitrid -järn-kvävesystemet, kemisorption av kväve, väte, syre på ytan av katalysatorer, förgiftning av katalysatorer , etc. Under arbetets gång fann man att syntesen av ammoniak inte fortskrider genom bildandet av järnnitrider , huvudsteget i processen är kvävekemisorption [8] [9] . Dessutom fastställdes rollen av alkaliska promotorer i syntesreaktionen. Emmett och kollegor testade experimentellt teorin om den betydelsefulla rollen av lediga d-orbitaler i katalys. Kontrollen visade på tvetydigheten i dessa uttalanden [10] . Under arbetets gång utvecklade Emmetts grupp en ny analysmetod för registrering av katalysprodukter, som består i att kombinera en katalytisk reaktor med en kromatografisk kolonn [11] .

Familj, personligt liv

P. Emmet var gift tre gånger. Han var en klasskamrat och nära vän till L. Pauling, Paulings syster, Paulina, blev Emmets tredje fru.

Priser och utmärkelser

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 Walter S. Koski. Paul Hugh Emmett // National Academies Press. — 1995.
  2. ↑ Benton AF, Emmett PH Reduktionen av nickel- och järnoxider med väte // J. Am. Chem. Soc., 1924, v. 46, sid. 2728-2737.
  3. ↑ Brunauer S., Emmett PH Användningen av van der waals adsorptionsisotermer för att bestämma ytarean av järnsyntetiska ammoniakkatalysatorer // J. Am. Chem. Soc., 1935, v. 7, sid. 1754-1755.
  4. ↑ Brunauer S., Emmett PH, Teller E. Adsorption of gases in multimolecular layers // J. Am. Chem. Soc., 1938, v. 60, sid. 309-319.
  5. ↑ Kummer JT, DeWitt TW, Emmett PH Några mekanismstudier på Fischer-Tropsch-syntesen med C14 // J. Am. Chem. Soc., 1948, v. 70, sid. 3632-3643.
  6. ↑ Kummer JT et al. Mekanismstudier av Fischer-Tropsch-syntesen. Tillsatsen av radioaktiv alkohol // J. Am. Chem. Soc., 1951, v. 73, sid. 564-569.
  7. ↑ W. Alexander. Van Hook och Paul H. Emmett Tracer studier med kol-14. I. Några av de sekundära reaktionerna som uppstår under den katalytiska krackningen av n-hexadekan över en kiseldioxid-aluminiumoxidkatalysator // J. Am. Chem. Soc., 1962, v. 84, sid. 4410-4421.
  8. ↑ Brunauer S. et al. Jämvikter i järn-kvävesystemet // J. Am. Chem. Soc., 1931, v. 53, sid. 1778-1786.
  9. ↑ Emmett PH, Hendricks SB, Brunauer S. The Dissociation Pressure of Fe4N // J. Am. Chem. Soc., 1930, v. 52, sid. 1456-1464.
  10. ↑ Hall WK, Emmett PH Hydrogeneringen av bensen över koppar-nickellegeringar // J. Am. Phys. Chem., 1958, v. 62, sid. 816-821.
  11. ↑ Kokes RJ, Tobin Jr H., Emmett PH Ny mikrokatalytisk-kromatografisk teknik för att studera katalytiska reaktioner // J. Am. Chem. Soc., 1955, v. 77, sid. 5860-5862.

Litteratur

Länkar