Эммет, Пол Хью

В Википедии есть статьи о других людях с фамилией Эммет.
Пол Хью Эммет
англ. Paul Hugh Emmett
Дата рождения 22 сентября 1900(1900-09-22)
Место рождения Портленд, Орегон, США
Дата смерти 22 апреля 1985(1985-04-22) (84 года)
Место смерти Портленд, Орегон, США
Страна  США
Род деятельности химик, инженер, физик, преподаватель университета
Научная сфера катализ
Место работы
Альма-матер Калифорнийский технологический институт (1925)
Награды и премии
премия Американского химического общества в области коллоидной химии (1958) почётный доктор Лионского университета (1964) премия Ремсена (1966) премия Пионеров химии (1980)
 Медиафайлы на Викискладе

Пол Хью Эммет (англ. Paul Hugh Emmett; 22 сентября 1900, Портленд, Орегон — 22 апреля 1985, там же) — американский химик, внесший большой вклад в изучение гетерогенного катализа. Важнейшей заслугой Эммета считают создание метода измерения удельной поверхности твердых тел и теоретического обоснования данного метода, известного как теория адсорбции Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ)[1]. Исследования Эммета в области гетерогенного катализа впоследствии оказали заметное влияние на развитие химии в данном направлении.

Молодые годы, образование

Пол Хью Эммет родился 22 сентября 1900 года в Портленде (штат Орегон). Профессии родителей Эммета не были связаны с научной деятельностью. Его мать была домохозяйкой, отец Эммета был занят в строительстве железных дорог. Дошкольная подготовка Эммета прошла в штате Орегон, затем он был принят в школу Вашингтона в Портленде. На жизненном пути Эммет встретил несколько людей, так или иначе повлиявших на его дальнейший выбор заняться химией. Это и его школьная учительница английского, подметившая успехи мальчика в естественных науках, и учитель химии Уильям Грин и его коллега Дж. Ф. Г. Хикс из университета штата Орегон. В 1922 году Пол Эммет окончил Орегонский сельскохозяйственный колледж в степени бакалавра по специальности инженер-химик и поступил в Калифорнийский технологический институт. В институте Эммет начал свои первые работы в области гетерогенного катализа под руководством А. Ф. Бентона. Его исследования были посвящены изучению реакции водорода и кислорода с образованием воды над никелевыми катализаторами[2]. В 1925 г. Пол Эммет стал выпускником Калифорнийского технологического института в степени доктора наук по специальности физическая химия.

Научная деятельность

По окончании института Эммет занимался преподаванием в колледже штата Орегон в течение года. После этого он был принят на работу Лабораторию по исследованию фиксации азота Департамента сельского хозяйства США в округе Вашингтон, начав свои первые серьезные исследования в области катализа. В 1937 году Эммет возглавил химико-инженерный факультет в университете Джонса Хопкинса, продолжив свои исследования. В годы Второй мировой войны Эммет стал участником Манхэттенского проекта в команде Гарольда Юри. В рамках работ по созданию атомного оружия Эммет занимался разработкой мембран для газодиффузионного разделения изотопов урана. В 1944 году Эммет присоединился к работам по нефтехимии в институте Меллона. В этих работах каталитические процессы изучались при помощи метода радиоактивных индикаторов[1]. В 1955 году ученый был приглашён в компанию В. Р. Грейса в университете Хопкинса для участия в работах, посвященных катализу. В 1970 году Эммет покинул университет Хопкинса, возвратившись в Портланд. Там он занимался преподавательской и научной деятельностью вплоть до своей кончины.

Создание метода Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ)

Одной из главных заслуг Эммета считается разработка метода измерения площади удельной поверхности твердых тел. В 1926 году Эммет принял участие в исследованиях синтеза аммиака из водорода и азота над железными катализаторами. Уже тогда стало ясно, что для изучения процессов гетерогенного катализа необходим метод определения удельной поверхности катализатора. К тому времени Бентоном была получена изотерма адсорбции азота при −191 °C. Характерные разрывы на этой изотерме позволили исследователям предположить, что на поверхности катализатора образуется не один слой азота, а несколько. В рамках этого предположения Эмметом с сотрудниками был создан метод определения площади поверхности твёрдого тела, получивший известность как метод Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ), а также его теоретическое обоснование[3][4]. Экспериментальная часть метода была разработана Брунауэром, а теоретическая — Теллером. В ходе работ Эммет неоднократно проверял адекватность данных, получаемых в методе БЭТ, посредством косвенных измерений, таких как электронная и оптическая микроскопия образцов. В итоге метод БЭТ оказался применимым для всех пористых твёрдых тел и порошков.

Работы с использованием метода радиоактивных индикаторов

Следующим существенным вкладом Эммета в исследования каталитических процессов стало использование нового для того времени метода радиоактивных индикаторов. Первым изотопом, использованным Эмметом был углерод-14, ставший доступным к концу Второй мировой войны. С помощью этого изотопа был изучен синтез углеводородов из синтез-газа (процесс Фишера-Тропша) на кобальтовых и железных катализаторах[5][6]. Результаты исследований позволили предложить механизм образования органических продуктов в ходе реакции. Доказал несостоятельность карбидного механизма и подтвердил образование оксигенированных комплексов, аналогичных хемосорбции первичных спиртов. Изучал вторичные реакции при крекинге (полимеризация, алкилирование, циклизация олефинов). Использовал стабильные изотопы N15, дейтерий, тяжёлую воду) для исследования хемосорбции и активных центров на катализаторах[7].

Исследование каталитического синтеза аммиака

Большая часть работ Эммета была посвящена синтезу аммиака на железных катализаторах. Работы включали в себя изучение термодинамических свойств и фазовых состояний в системе нитрид железа-железо-азот, хемосорбцию азота, водорода, кислорода на поверхности катализаторов, отравление катализаторов и т. д. В ходе работ было установлено, что синтез аммиака не протекает через образование нитридов железа, основной стадией процесса является хемосорбция азота[8][9]. Кроме того, была установлена роль щелочных промоторов в реакции синтеза. Эммет с коллегами экспериментально проверили теорию Даудена (1950-е) о значимой роли вакантных d-орбиталей в катализе. Проверка показала неоднозначность этих утверждений[10]. В ходе работ группой Эммета был разработан новый аналитический метод регистрации продуктов катализа, заключающийся в совмещении каталитического реактора с хроматографической колонкой[11]. Также он исследовал гидрирование олефинов, бензола, CO на Fe, Pt, Rh, Pd, Ni и сплавах Ni-Cu[12].

Измерения равновесий

Эмметт и сотрудники измерили десятки высокотемпературных равновесий металл/оксид (или карбид)-газ: Fe-Fe4N, Fe-FeO, Co-CoO и др[13]. Выявили систематическую ошибку до 40 % в литературных данных из-за тепловой диффузии в газовой фазе и разработали методику её устранения. Полученные константы до сих пор используются как справочные.

Педагогическая деятельность

В Портлендском государственном университете (1970—1985) читал курс по катализу, руководил исследованиями студентов и писал статьи. В Университете Джонса Хопкинса (1955—1970) вёл совместную программу преподавания и исследований в области катализа.

Основные труды

Редактор фундаментального семитомника: Catalysis. Vol. I—VII. — New York: Reinhold Publishing, 1954—1960.

Семья, личная жизнь

П. Эммет был трижды женат. Первая жена — Лейла Джонс. Второй брак был кратковременным и закончился разводом. Он был одноклассником и близким другом Л. Полинга и третьей женой Эммета стала сестра Полинга, Паулина Поллинг Ней.

Премии и награды

Примечания

  1. ↑ 1 2 Walter S. Koski. Paul Hugh Emmett // National Academies Press. — 1995.
  2. ↑ Benton A. F., Emmett P. H. The reduction of nickelous and ferric oxides by hydrogen // J. Am. Chem. Soc., 1924, v. 46, p. 2728—2737.
  3. ↑ Brunauer S., Emmett P. H. The use of van der waals adsorption isotherms in determining the surface area of iron synthetic ammonia catalysts // J. Am. Chem. Soc., 1935, v. 7, p. 1754—1755.
  4. ↑ Brunauer S., Emmett P. H., Teller E. Adsorption of gases in multimolecular layers // J. Am. Chem. Soc., 1938, v. 60, p. 309—319.
  5. ↑ Kummer J. T., DeWitt T. W., Emmett P. H. Some mechanism studies on the Fischer-Tropsch synthesis using C14 // J. Am. Chem. Soc., 1948, v. 70, p. 3632-3643.
  6. ↑ Kummer J. T. et al. Mechanism Studies of the Fischer—Tropsch Synthesis. The Addition of Radioactive Alcohol // J. Am. Chem. Soc., 1951, v. 73, p. 564—569.
  7. ↑ W. Alexander. Van Hook and Paul H. Emmett Tracer Studies with Carbon-14. I. Some of the Secondary Reactions Occurring during the Catalytic Cracking of n-Hexadecane over a Silica-Alumina Catalyst // J. Am. Chem. Soc., 1962, v. 84, p. 4410-4421.
  8. ↑ Brunauer S. et al. Equilibria in the Iron-nitrogen System // J. Am. Chem. Soc., 1931, v. 53, p. 1778—1786.
  9. ↑ Emmett P. H., Hendricks S. B., Brunauer S. The Dissociation Pressure of Fe4N // J. Am. Chem. Soc., 1930, v. 52, p. 1456—1464.
  10. ↑ Hall W. K., Emmett P. H. The Hydrogenation of Benzene over Copper-Nickel Alloys // J. Am. Phys. Chem., 1958, v. 62, p. 816—821.
  11. ↑ Kokes R. J., Tobin Jr H., Emmett P. H. New microcatalytic-chromatographic technique for studying catalytic reactions // J. Am. Chem. Soc., 1955, v. 77, p. 5860-5862.
  12. ↑ W. Alexander. Van Hook, Paul H. Emmett. Tracer Studies with Carbon-14. I. Some of the Secondary Reactions Occurring during the Catalytic Cracking of n-Hexadecane over a Silica-Alumina Catalyst (англ.) // Journal of the American Chemical Society. — 1962. — 1 December (vol. 84, no. 23). — P. 4410—4421.
  13. ↑ P. H. Emmett, J. F. Shultz. Gaseous Thermal Diffusion—The Principal Cause of Discrepancies among Equilibrium Measurements on the Systems Fe3O4-H2-Fe-H2O, Fe3O4-H2-FeO-H2O and FeO-H2-Fe-H2O (англ.) // Journal of the American Chemical Society. — 1933. — 1 April (vol. 55, no. 4). — P. 1376—1395.

Литература

Ссылки

Эта статья взята у (из) Википедия. Текст лицензируется по Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0. К медиа файлам могут применятся дополнительные условия.