Эммет, Пол Хью

Пол Хью Эммет
Пол Хью Эммет
	англ. Paul Hugh Emmett
Дата рождения	22 сентября 1900
Место рождения	Портленд, Орегон, США
Дата смерти	22 апреля 1985 (84 года)
Место смерти	Портленд;
Страна	США
Научная сфера	катализ
Место работы	Университет Джонса Хопкинса; Портлендский государственный университет;
Альма-матер	Калифорнийский технологический институт (1925)

Пол Хью Эммет (англ. Paul Hugh Emmett; 22 сентября 1900, Портленд, Орегон — 22 апреля 1985, Портленд, Орегон) — известный 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 г. в городе Портленд штата 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 г. Пол Эммет становится выпускником Oregon Agricultural College (ныне — Oregon_State_University) в степени бакалавра по специальности инженер-химик и поступает 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 1937г. 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 1944г. Эммет присоединился к работам по нефтехимии в институте Меллона. В этих работах каталитические процессы изучались при помощи метода радиоактивных индикаторов[1]. В 1955г. ученый был приглашен в компанию В.Р. Грейса в университете Хопкинса для участия в работах, посвященных катализу. В 1970г. 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 1926г. 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^оС. 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 твердого тела, известный сейчас как метод Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ), а так же 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 твердых 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 на кобальтовых и железных катализаторах[5][6]. Результаты исследований позволили предложить механизм образования органических продуктов в ходе реакции. Помимо процессов с участием синтез-газа с помощью радиоактивной метки был изучен крекинг нефти. Кроме углерода-14 использовались и другие изотопы, такие как азот-15, дейтерий (тяжелая вода), позволившие изучить природу активных центров катализаторов, уточнить механизмы некоторых реакций[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 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].

Семья, личная жизнь

П.Эммет был трижды женат. Он был одноклассником и близким другом Л.Полинга, третьей женой Эммета стала сестра Полинга, Паулина.

Премии и награды

член Национальной Академии Наук (1955г.)
доктор наук колледжа штата Орегон (1939г.)
доктор наук университета Лиона (1964г.)
доктор наук колледжа Кларксона (1969г.)
почетный доктор юридических наук университета Хоккайдо (1976г.)

Примечания

Walter S. Koski. Paul Hugh Emmett // National Academies Press. — 1995.
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.
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.
Brunauer S., Emmett P. H., Teller E. Adsorption of gases in multimolecular layers // J. Am. Chem. Soc., 1938, v. 60, p. 309-319.
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.
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.
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.
Brunauer S. et al. Equilibria in the Iron-nitrogen System // J. Am. Chem. Soc., 1931, v. 53, p. 1778-1786.
Emmett P. H., Hendricks S. B., Brunauer S. The Dissociation Pressure of Fe4N // J. Am. Chem. Soc., 1930, v. 52, p. 1456-1464.
Hall W. K., Emmett P. H. The Hydrogenation of Benzene over Copper–Nickel Alloys // J. Am. Phys. Chem., 1958, v. 62, p. 816-821.
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.

Литература

Walter S. Koski, Paul Hugh Emmet 1900—1985, A Biographical Memoir // National Academy of Science, 1995

Ссылки

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[multiple-1] 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.