Применение карбонилов железа

Установлено важное свойство пятикарбонила, как антидетонатора в горючем топливе для двигателей внутреннего сгорания. Октановое число бензина повышается с 64 до 70 при добавке 0,05% и до 75 при добавке 0,1% пятикарбонила [2].

В смысле улучшения техники безопасности и экономичности применение пятикарбонила железа в качестве антидетонатора имеет преимущество перед ядовитым тетраэтилсвинцом. Однако образующаяся при сгорании топлива окись железа осаждается на трущихся поверхностях (стенках цилиндра, поршня, клапанов) двигателя и увеличивает износ их. Поэтому применение моталина (растворы пятикарбонила) в настоящее время снова стало ограниченным.

При окислении карбонила железа получаются устойчивые золи и аэрозоли окиси железа. При сжигании пятикарбонила на воздухе или в атмосфере кислорода образуется тонкий порошок окиси железа, который применяется в качестве абразивного и полирующего материала и для изготовления красителей кожи [2].

Перспективно использование карбонила железа в качестве катализатора в различных органических синтезах [2]. Сюда относятся синтезы на основе ацетилена и олефинов с присоединением окиси углерода (карбонилирование) или с одновременным присоединением окиси углерода и водорода (гидроформилиравание), а также карбонилация ароматических галоидов в кислоты. Таким способом получают спирты, альдегиды, фуран, гидрохиноны, мочевину и т. д. Особенно успешно идет синтез с применением повышенной температуры (до 260°) и высокого давления (до 3000 атм) [2].

Следует отметить, что в некоторых случаях пятикарбонилжелеза служит ингибитором, как например, в реакции разложения перекиси водорода и органических перекисей [2].

Карбонильное железо, получаемое при термическом разложении пятикарбонила железа, обладает ценными свойствами. Так, карбонильное железо имеет высокую магнитную проницаемость, низкий гистерезис и т. д. Оно находит применение в производстве сердечников для электромагнитов и для других электротехнических деталей (магнитных свечей, «папиновых» катушек [2]).

Мельчайшие частички порошковатого карбонильного железа начинают спекаться уже при 400—600°. Спеки, полученные при низкой температуре, имеют пористую структуру. Величину пор можно увеличить, примешивая к карбонильному порошку какой-либо легколетучий материал, который при спекании испаряется, или материал, который после спекания можно выщелочить из спека водой. Пористые спеки в ряде случаев оказываются хорошими фильтрами, а также материалом для подшипников. Чем выше температура спекания, тем плотнее металл. Если порошок железа предварительно прессовать или загружать в фасонную форму, то при спекании можно сразу получать готовые изделия. Спеканием получают, например, аккумуляторные пластины, подшипники и т. д. Карбонильное железо с успехом применяют для изготовления сплавов порошковым способом [2].

Спеченное карбонильное железо пластично, обладает способностью к глубокой вытяжке.

Пары пятикарбонила железа или газы, содержащие пары пятикарбонила при соприкосновении с нагретой поверхностью, разлагаются с образованием металлического зеркала. Этим способом можно наносить покрытия из железа или получать гальванопластические отпечатки с матриц. Имеется несколько патентов на получение металлических покрытий путем термического разложения паров карбонила железа. Слой железа удается наносить на любую поверхность, нагретую до температуры выше точки разложения паров пятикарбонила [2]. Обычно пары карбонила подают в смеси с большим избытком постороннего газа (окиси углерода, водорода, аргона и т. д.). Скорость наращивания покрытия велика.

В некоторых случаях образование пятикарбонила железа используют для очистки материала от примеси железа. Например, глиноземный катализатор предварительно обрабатывают при 180 °C окисью углерода под давлением в 200 атм.