The question of thermal decomposition of pyrite

The thermal decomposition of monomineral pyrite was studied in an inert atmostphere. From an analysis of the values of the thermal effects, an interpretation of the hree physicochemical processes recorded in the thermoanalytical curves is proposed.

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Zusammenfassung Die thermische Zersetzung von monomineralem Pyrit wurde in inerter Atmosphäre untersucht. An Hand der Analyse der Werte der thermischen Effekte wird eine Beschreibung dreier, in den thermoanalytischen Kurven festgehaltener physikalischchemischer Vorgänge vorgeschlagen.

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Résumé On a étudié la décomposition thermique de la pyrite, en atmosphère inerte. On propose une interprétation des trois processus physicochimiques enregistrés sur les courbes thermoanalytiques, qui repose sur l'analyse des effects thermiques.

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- , .

     

Isomerization of olefins on Ta2O5 catalysts

The double bond and skeletal isomerization of olefins was investigated on Ta₂O₅ catalysts calcined at different temperatures. A remarkable minimum of catalytic activity and surface acidity (as characterized by pyridine adsorption) was found at 600°C calcination temperature. A further peculiarity of Ta₂O₅ catalyts was found in the exceptionally low surface OH coverage (0.01–0.3 OH nm^–2). Pyridine is a total poison, water is a partial poison, whereas CO₂ has no effect on the catalytic activity.

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Ta₂O₅, . ( ) 600°C. Ta₂O₅ OH (0,01–0,3 OH nm^–2). , CO₂ - .

     

IR spectroscopic studies of adiponitrile and ammonia adsorption over Ti?Sb?O catalyst

Rate constants for the aminolysis of o-(2,4-dinitrophenyl) cyclopentanone oxime with several primary alkylamines, C₂H₅NH₂–C₆H₁₃NH₂ and one secondary arylamine, purrolidine, in 11 water-acetonitrile are reported. With primary amines, base catalysis is absent, while with pyrrolidine saturation catalysis has been observed. Reduction in size of nonconjugated oxime moiety (leaving group), drastically decreases the rates. Thermodynamic parameters for these reactions have also been calculated.

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O-(2,4-) (C₂H₅NH₂–C₆H₁₃NH₂) , , : =11. , . ( ) . .

     

Study of hydroisomerization of n-hexane on natural mordenite catalyst

A mordenite-containing rock sample from the Tokaj Mountains (Hungary) and its various forms modified by chemical treatment have been tested for catalytic properties during isomerization of n-hexane. Addition of Pt to the catalyst leads to a sharp decrease in the rate of cracking and in the rate of deactivation and this results in a catalyst of high selectivity for hexane isomers.

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(), , , , -. Pt , .

     

Investigation of surface phenomena on solid catalysts by thermogravimetry

Thermogravimetry was applied to the investigation of the phenomena of adsorption, chemisorption, desorption and surface reactions on solid catalysts. The measurements were carried out with 13 NaX and NaY type zeolites and with silica gels treated with sodium hydroxide, in the presence of cumene and methanol. On the basis of the quantitative results it is possible to give an interpretation of surface phenomena and to establish the existence of various active centres on the surface of the catalysts.

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Zusammenfassung Adsorptions-, Chemisorptions- und Desorptionserscheinungen, sowie Oberflächenreaktionen an festen Katalysatoren wurden thermogravimetrisch untersucht. Die Messungen wurden an Zeoliten der Typen 13 NaX und NaY und an mit Natriumhydroxid behandelten Silikagelen in Gegenwart von Cumol und Methanol durchgeführt. Aufgrund der quantitativen Ergebnisse war es möglich, die Oberflächenerscheinungen zu deuten und das Vorhandensein von verschiedenen aktiven Zentren an der Katalysatoroberfläche nachzuweisen.

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Résumé On a appliqué la méthode thermogravimétrique à l'étude des phénomènes d'adsorption, de chemisorption et de désorption ainsi qu'aux réactions de surface sur des catalyseurs solides. Les mesures ont été effectuées sur zéolites de type 13 NaX et NaY et sur des silicagels traités par la soude en présence de cumène et de méthanol. Des résultats quantitatifs permettent de donner une interprétation des phénomènes de surface et d'établir l'existence de divers centres actifs à la surface des catalyseurs.

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, , , . , , , , . 13 NaX NaY , . .

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The authors express their gratitude to Prof. S. Malinowski for help and discussion and to Mr. W. Dziklinski for his technical help.     

Kinetics and mechanism of micellar effects upon the hydrolysis of 0-(2,4-dinitrophenyl) cyclohexanone oxime

A modification in the reaction mechanism of 0-(2,4-dinitrophenyl)cyclohexanone Oxime with OH^– in 30% aqueous methanol is suggested. The cationic micelles of cetyltrimethyl ammonium bromide enhance the reaction by a factor ofca. 3. The pseudo first order rate constant at the micellar surface was found to be 10.9×10^–4 s^–1 at 35±0.1°C. Anionic and nonionic micelles inhibit the rate of the reaction. Bromide ion inhibits the catalysis, which indicates that catalysis is partially due to a concentration effect. The catalytic efficiency increases with decreasing [OH^–), which implies that the efficiency of the surfactant could be related to some standard parameter(s).

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0-(2,4-)-- OH^– 30%- . . 3. - 10.9·10^{–4 –1} 35±0.1°C. . . , - . - [OH^–], , - - .

     

Catalytic properties of phosphorus-containing rhenium complexes in the hydrogenation of hexene-1

Rhenium (V, VI) complexes with organophosphorus ligands proved to be catalytically active in hexene-1 hydrogenation. The kinetics of this process catalyzed by ReOCl₃(PPh₃)₂ has been examined. The organic ligand in the coordination sphere of rhenium complexes was found to affect selectivity to olefin bonds or nitro groups in the hydrogenation of hydrocarbons.

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(V, VI) -1. , ReOCl₃ (PPh₃)₂. , .

     

Isomerization, dehydrogenation and cracking of methylcyclohexane over HNaY zeolites

On HNaY zeolites the fractions of acid sites which are active for cracking, isomerization and dehydrogenation of methylcyclohexane do not increase linearly with increasing degree of exchange. Isomerization and dehydrogenation seem to involve a similar activated complex, while cracking proceeds through a different one and requires stronger acid sites. Activation energies are independent of exchange degree.

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HNaY, , . , . .

     

A thermogravimetric study of the solid-state reaction between alumina and strontium carbonate

The kinetics of the solid-state reaction between alumina and strontium carbonate were studied by thermogravimetry. The effects of the structure ( or) and/or doping (with Li⁺ or Cd²⁺) of the alumina on the kinetics of the reaction were examined. The results obtained were correlated with the phase composition and structural changes, followed by a number of physicochemical analyses (DTA, XRA and IRA) throughout the course of the reaction.

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Zusammenfassung Die Kinetik der Festkörperreaktion zwischen Aluminiumoxid und Strontium-carbonat wurde thermogravimetrisch untersucht. Die Effekte der Struktur ( und) und/oder des Dopens des Aluminiumoxids (mit Li⁺ oder Cd²⁺) auf die Kinetik der Reaktion wurde untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse wurden mit der Phasenzusammensetzung und mit durch physikalisch-chemische Analysenverfahren (DTA, XRA und IRA) während des Reaktionsverlaufs verfolgten strukturellen Veränderungen in Beziehung gebracht.

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. ( ) Li⁺ Cd²⁺ . , , - .

     

Reaction specificity in catalysts reported to exhibit strong metal-support interactions

The specific activities of a 10% Ni/TiO₂ and a 10% Ni/SiO₂ catalyst for the hydrogenolysis of n-hexane and for the methanation reaction have been investigated. Both catalysts have very similar activities and selectivities for hydrogenolysis. However, the titania-supported catalyst exhibits a considerably greater specific activity for methanation. It is concluded that this enhancement of activity is reaction specific, and we propose a mechanism involving the adsorption of CO onto the surface of titania.

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10% Ni/TiO₂ 10% Ni/SiO₂ - . . , TiO₂ . , . , CO .

     

Analyse theoretique des lois cinetiques couramment utilisees en thermoanalyse pour l'etude des reactions solid-gaz. III. proposition d'une nouvelle methode d'approche en regime dynamique

Résumé Dans la première partie de ce travail, les auteurs mettent en évidence que la vitesse d'une réaction en régime non isotherme dépend d'un facteur supplémentaire: le régime de montée en température. Cette assertion est basée sur le fait que le taux de réactionx est une fonction de trois variables: températureT, tempst, et vitesse de chauffeT, variable qui n'avait pas été prise en considération jusqu'ici par les autres auteurs travaillant sur ce problème.Puis, se basant sur les deux hypothèses suivantes: a) l'équation de vitesse en régime isotherme est la forme limite de l'équation de vitesse en régime dynamique, b) la variation de température en régime dynamique affecte la fréquence d'apparition des germes de la nouvelle phase, une formulation théorique des loisg(x) est proposée pour le régime non-isotherme. Cette formulation est explicitée en fonction de l'écart, à une température donnée, entre les valeurs de Lnk _i (isotherme) et Lnk _d (dynamique) dans le diagramme Lnk = f(1/T).L'étude, par thermogravimétrie, de la décomposition du gypse, du sulfate de calcium semihydraté, et de l'oxalate de calcium monohydraté, réalisée en montée linéaire de température, permet de vérifier expérimentalement la formulation théorique proposée.Pour obtenir une bonne interprétation cinétique d'une réaction chimique en régime dynamique, la vitesse de chauffe ne doit pas excéder 20°/heure.

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In the first part of this paper, the authors point out that the rate of reaction with non-isothermal kinetics depends on a supplementary factor: the heating rate. This assertion is based on the fact that the degreex of reaction is a function of three variables:T (temperature),t (time) andT (heating rate); this was not taken into account by other authors concerned with the subject.Then from the two following hypotheses: a) the rate equation for isothermal conditions is the limit form of the rate equation for non-isothermal conditions, b) the temperature change under dynamic conditions affects the frequency of nucleus formation of the new phase, a theoretical formulation of non-isothermalg(x) laws is proposed. This formulation involves the value of the difference, at constant temperature, between Ink _i (isothermal) and In k_d (dynamic) in the Ink=f(1/T) diagram.The thermogravimetric study of the dehydration of gypsum, of calcium sulfate hemihydrate, and of calcium oxalate monohydrate, under non-isothermal conditions, allows experimental verification of the theoretical formulation proposed.For a good kinetic approach of a chemical reaction under dynamic conditions, the heating rate must not exceed 20°/hour.

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Zusammenfassung Im ersten Teil dieser Arbeit wird von den Autoren bewiesen, daß die Geschwindigkeit einer Reaktion unter nicht-isothermen Bedingungen von einem zusätzlichen Faktor, den Bedingungen des Temperaturenstiegs, abhängt. Diese Behauptung beruht auf der Tatsache, daß der Reaktionsverlauf eine Funktion dreier Variablen ist: der TemperaturT, der Zeitt und der AufheizungsgeschwindigkeitT, wobei letztere Variable bisher von den auf diesem Gebiet arbeitenden Autoren außer Acht gelassen worden ist.Nachfolgend wird an Hand der zwei Voraussetzungen, daß a) die Geschwindigkeitsgleichung unter isothermen Bedingungen die Grenzform der Geschwindigkeitsgleichung unter dynamischen Bedingungen ist und b) die Temperaturänderung unter dynamischen Bedingungen sich auf die Erscheinungsfrequenz der Keime der neuen Phase auswirkt, eine theoretische Formulierung der Gesetzeg(x) für nicht-isotherme Bedingungen vorgeschlagen. Diese Formulierung wird als Funktion der Abweichung ausgedrückt, welche bei einer gegebenen Temperatur zwischen den Werten von Lnk _i (isotherm) und Lnk _d (dynamisch) im Diagramm Lnk=f(1/T) besteht.Die bei linearem Temperaturanstieg thermogravimetrisch durchgeführte Untersuchung der Zersetzung von Gips, von Calciumsulfat Semihydrat und von Calciumoxalat Monohydrat ermöglicht die vorgeschlagene theoretische Formulierung experimentell zu bestätigen.Um unter dynamischen Bedingungen eine gute kinetische Interpretation einer chemischen Reaktion zu erhalten, darf die Aufheizungsgeschwindigkeit den Wert von 20° pro Stunde nicht überschreiten.

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, : . , : (),t () ' ( ), , . : ) ) t(x) . Lnk _j () Lnk _d ( ) Lnk=f(1/T) . , , . , 20° .

     

Studies of n-octane transformations on zeolites under hydrocracking conditions in a two-reactor flow-circulation system

Transformations of n-octane under hydrocracking conditions in a two-reactor flow-circulation system have been studied. It has been established that at high hydro-dehydrogenation activity of zeolite catalysts the reaction mechanism involves an initial step of paraffin dehydrogenation on a metal component and subsequent steps of cracking, isomerization and disproportionation of intermediate olefins on an acid component. Sodium content in zeolite determines the paraffin hydrocracking selectivity.

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- - . , - , . .

     

Effect of bromination on the thermal properties of poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide)

The thermal behavior of poly(2,6-dimethyl-1,4-phenyiene oxide) (PPO R resin), poly(3-bromo-2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide), and a series of their statistical copolymers with identical average molecular lengths has been characterized by thermogravimetry and computer-interfaced differential scanning calorimetry. The heat capacities are found to be additive with respect to the concentrations of the two components. The change in heat capacity at the glass transition ( C _p) is independent of composition for bromination of up to 75% of the repeat units. At higher bromine levels C _p decreases abruptly. This behavior is attributed to the temperature dependence of C _p for the two components. The glass transition temperature (T _g) of the copolymers varies nearly linearly with composition. A comparison of the experimental values ofT _g is made with various equations derived for statistical copolymers and homogeneous polymer blends. A modification of the Couchman equation is presented taking into account the temperature dependence ofC _p.

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Zusammenfassung Das thermische Verhalten von Poly(2.6-dimethyl-1.4-phenylenoxyd) (PPO R-Harz), Poly(3-brom-2.6-dimethyl-1.4-phenylenoxyd) und einer Reihe von statistischen Copolymeren dieser Verbindungen mit gleicher durchschnittlicher Moleküllänge wurde durch Thermogravimetrie und Differential-Scanning-Kalorimetrie mit Computerinterface charakterisiert. Die Wärmekapazitäten sind hinsichtlich der Konzentrationen der beiden Komponenten additiv. Die Veränderung in der Wärmekapazität beim Übergang zum Glas (C_p) ist unabhängig von der Zusammensetzung bei Bromierung bis zu 75% der wiederho-lungseinheiten. Bei höheren Bromierungsgraden nimmtC _p abrupt ab. Dieses Verhalten wird der Temperaturabhängigkeit vonC _p der beiden Komponenten zugeschrieben. Die Glasübergangstemperatur (T_g) der Copolymeren verändert sich nahezu linear mit der Zusammensetzung. Ein Vergleich der experimentellen Werte von T_g wird mit verschiedenen für statistische Copolymere und Mischungen homogener Polymere abgeleiteten Gleichungen ausgeführt. Eine die Temperaturabhängigkeit vonC _p berücksichtigende Modifikation der Gleichung von Couchman wird angegeben.

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, , (2,6- -1,4), (3--2,6--1,4- ) . , ë . ë (C ) 75%. C . C . T . . T . , . , C .

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This work was supported by the National Science Foundation, Polymers Program (DMR 78-15279) and the General Electric Corporate Research and Development Center. The authors are indebted to the following individuals at General Electric CRD for their experimental assistance: S. R. Weissman and P. E. Gundlach (molecular weight characterizations); D. W. Marsh (X-ray analysis); V. H. Watkins and E. L. Hall (electron microscopy); and N. A. Marotta (thermogravimetry). P. E. Donahue and E. A. Williams are gratefully acknowledged for carrying out and interpreting the NMR experiments.

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One of the authors (R. C. Bopp) would like to thank A. R. Shultz, J. T. Bendler, and D. M. White at General Electric CRD for their helpful discussions of this work and express his sincere appreciation to Professor P. R. Couchman (Rutgers University) for his illuminating discussions of the thermodynamic basis of his equation.     

Acetylene adsorption on a clean iridium surface

The interaction of C₂H₂ with a polycrystalline iridium surface at 140 KT500 K has been studied by AES, XPS and UPS. A model of the bonding between C₂H₂ and Ir by the 1 orbitals of the hydrocarbon is proposed. The more pronounced energy splitting between the orbitals of acetylene during adsorption compared to that in the gas phase is ascribed to deformation of the acetylene molecule.

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C₂H₂ . 140 KT500 K AES, XPS UPS. C₂H₂ Ir 1- . - , , .

     

Oxidation of tantalum metal by lead peroxide and red lead

The kinetics of oxidation of metallic fuels by metal oxides involve some of the most important parameters determining the utility of any metal oxide system in pyrotechnic applications. An attempt has been made to study the oxidation of Ta metal by strong oxidizers such as PbO₂ and Pb₃O₄, employing differential thermal analysis and infrared spectroscopy. The rate of oxidation of Ta increases with increasing oxidizer content in both Ta-PbO₂ and Ta-Pb₃O₄, systems. A tentative mechanism for the observed phenomenon is proposed.

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Zusammenfassung Die Kinetik der Oxidation metallenthaltener Brennstoffe durch Metalloxide ist einer der wichtigsten Parameter zur Bestimmung der Anwendbarkeit eines beliebigen Metall-Oxid Systems zu pyrotechnischen Zwecken. Es wurde versucht die Oxidation von metallischem Ta durch stark Oxidationsmittel, wie PbO₂ und Pb₃O₄ unter Einsatz der Differentialthermoanalyse und der Infrarotspektroskopie, zu studieren. Die Oxidationsgeschwindigkeit von Ta nimmt mit zunehmendem Gehalt an Oxidationsmittel, sowohl im Ta:PbO₂- als auch im Ta:Pb₃O₄-System, zu. Ein versuchsweiser Mechanismus des beobachteten Phänomens wird vorgeschlagen.

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Résumé La cinétique de l'oxydation des combustibles métalliques par des oxydes métalliques est un des plus importants paramètres dans l'évaluation de l'utilité d'un système métaloxyde pour des applications pyrotechniques. On a tenté d'étudier l'oxydation du Ta métallique par des oxydants forts comme PbO₂ et Pb₃O₄, en se servant de l'analyse thermique différentielle et de la spectroscopie infrarouge. La vitesse de l'oxydation du Ta augmente quand la teneur en oxydant augmente pour les systèmes Ta:PbO₂ et Ta:Pb₃O₄. On propose un mécanisme pour expliquer le phénomène observé.

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- -. PbO₂ Pb₃O₄. , TaPbO₂ TaPb₃O₄. .

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We thank the Director, Explosives Research and Development Laboratory, Pune, for permission to publish this work.     

Catalysis of thiophene hydrogenolysis by bimetallic sulfide catalysts of different compositions

The activity of sulfide catalysts M_I/SiO₂, M_I/WS₂, (M_I,W)/SiO₂ and (Ni,M_II)/SiO₂ (M_I is a first row transition metal, and M_II=Nb, Mo, W or Re) in the thiophene hydrogenolysis reaction has been studied. Activities of mono- and bimetallic catalysts are found to change in the same manner depending upon the nature of M_I. The formation of a sulfide bimetallic species (SBMS) is suggested.

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M_I/SiO₂, M_I/WS₂, (M_I,W)/SiO₂ (Ni, M_II)/SiO₂, M_I — , M_II–Nb, Mo, W, Re. - M_I. .

     

Kinetic analysis of liquid-phase depolymerization of trioxane from programmed temperature data

A sequential kinetic discrimination of potential kinetic models for non-isothermal linear programmed temperature data on the depolymerization of trioxane in a homogeneous liquid phase has been discussed.The influence of the initial concentration on the kinetic curves has been used as an experimental confirmation of the first-order influence of the concentration on the model.Kinetic analysis at constant temperature and conversion permits separation of the effects of concentration and temperature on the kinetic analysis at different levels of the variables.It is provided via non-isothermal kinetic data on the depolymerization of trioxane that nonisothermal experiment's allow a systematic approach to the kinetic behaviour in a wide range of the variables temperature and concentration, leading to maximum knowledge of the reaction model through minimum experimental effort.

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Zusammenfassung Eine sequentielle kinetische Unterscheidung potentieller kinetischer Modelle für die nicht-isotherme, linear temperaturprogrammierte Depolymerisation von Trioxan in homogener flüssiger Phase wird diskutiert. Der Einfluß der Ausgangskonzentration auf die kinetischen Kurven wurde als experimentelle Bestätigung dafür angesehen, daß die Konzentration auf das Modell nach erster Ordnung einwirkt. Die kinetische Analyse bei konstanter Temperatur und Konversion ermöglicht eine Trennung des Einflusses der Konzentration und Temperatur auf die kinetische Analyse bei unterschiedlichen Werten dieser Variablen. In der vorliegenden Arbeit wurde anhand von nichtisothermen kinetischen Daten für die Depolymerisation von Trioxan gezeigt, daß nicht-isotherme Experimente eine systematische Näherung an das kinetische Verhalten in einem weiten Bereich der Variablen Temperatur und Konzentration erlauben und zu einen Maximum an Erkenntnissen über das Reaktionsmodell bei einem Minimum an experimentellen Aufwand führen.

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- - . . . , , , .

     

Conversion of cyclohexene on a gold-plated palladium-nickel membrane catalyst

Under flow conditions, on the gold-covered external surface of a tube made of Pd containing 5.9% Ni cyclohexene is dehydrogenated into benzene and the hydrogen formed does not desorb but is consumed in cyclohexene hydrogenation to cyclohexane and diffuses through the membrane catalyst. In the presence of added hydrogen, cyclohexene hydrogenation takes place below 200°C. Upon the introduction of hydrogen through the membrane catalyst the hydrogenation rate strongly increases relative to the case when hydrogen is fed in mixture with cyclohexene vapors.

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- , Pd–Ni (5,9%), , . 200 °C, , .

     

Influence of adsorbed anions on the dehydroxylation of synthetic goethite

The influence of surface structure on the dehydroxylation of synthetic goethite has been studied using heat-flux differential scanning calorimetry. Adsorption of various anions by goethite causes a progressive change in both the amount and environment of surface hydroxyls and this is reflected by changes in the DSC curves. These alterations indicate the importance of surface features in determining the course of dehydroxylation and further suggest that, in studies of this type of reaction, the use of synthetic products known to be free of surface contaminants could prove to be of great value in understanding dehydroxylation mechanisms.

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Zusammenfassung Der Einfluß von Oberflächenstrukturen auf die Dehydroxylierung synthetischer Goethite wurde unter Anwendung der Wärmestrom-Differential-Abtastkalorimetrie untersucht. Die Adsorption verschiedener Anione durch Goethit verursacht eine progressive Änderung sowohl der Menge als auch der Umgebung der Oberflächenhydroxyle und dies wird durch die Änderungen der DSC-Kurven wiedergespiegelt. Diese Änderungen zeigen die Bedeutung der Oberflächenbeschaffenheiten bei der Bestimmung des Verlaufs der Dehydroxylierung und weisen ferner darauf hin, daß bei Studien dieses Reaktionstyps der Einsatz synthetischer Produkte, die bekanntlich frei von Oberflächenverunreinigungen sind, sich hinsichtlich der Klärung der Dehydroxylierungsmechanismen als sehr wertvoll erweisen könnte.

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Résumé On a étudié par analyse calorimétrique différentielle (DSC) l'influence de la structure de surface sur la déshydroxylation de goethites synthétiques. L'adsorption d'anions divers par la goethite entraîne une variation progressive à la fois de la quantité et de l'environnement des hydroxyles de surface, ce qui se reflète dans les variation des courbes DSC. Ces altérations indiquent l'importance des propriétés de surface quand il s'agit de déterminer le cours de la déshydroxylation et suggèrent en outre que l'emploi de produits synthétiques connus comme étant exempts de contaminants de surface, pourrait être de grande valeur dans des études de ce type de réactions, pour comprendre les mécanismes de déshydroxylation.

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- . , . , , , , .