Modelling of quantitative DTA equipment I. Electric analog approach

For an electric model, relationships have been established as a function of the DTA baseline shift, the intensity of the signal, the slope of the leading edge, the heating rate, the thermal resistance of the heating disc built into the DTA apparatus, the contact resistance between the disc and the sample holders, and the heat resistance between the two measuring sites. Some of the relationships obtained supported knowledge acquired earlier by other approaches, and some furnished new information. The limits of use of this simple model are indicated.

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Zusammenfassung Unter Anwendung eines elektrischen Modells wurden Zusammenhänge als Funktion der Verschiebung der Basislinie der DTA, der Signalintensität, der Steile der Leitkante, der Aufheizgeschwindigkeit, des Wärmewiderstandes der in das DTA-Gerät eingebauten Heizscheibe, des Kontaktwiderstandes, zwischen Scheibe und Probenbehälter und des Wärmewiderstandes zwischen den beiden Meßstellen ermittelt. Ein Teil der erhaltenen Zusammenhänge bestätigte von anderen Annäherungen her bereits vorliegende Kenntnisse, ein anderer Teil lieferte neue Informationen. Auf die Grenzen und der Nutzen dieses einfachen Modells wurden hingewiesen.

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Résumé A l'aide d'un modèle électrique, on a établi des relations décrivant l'influence de la dérive de la ligne de base ATD, de l'intensité du signal, de la pente du bord du pic, de la vitesse de chauffage, de la résistance thermique du disque de chauffage incorporé dans l'appareil ATD, de la résistance de contact entre le disque et les porte-échantillons et enfin, de la résistance thermique entre les deux points de mesure. Une partie des relations obtenues confirme les connaissances déjà acquises par d'autres approches, l'autre partie fournit des renseignements nouveaux. Les limites d'utilisation de ce modèle simple sont indiquées.

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, , , , , , , . , — . .

     

Kinetics of heterogeneous catalytic hydroformylation of propylene on rhodium-cobalt catalysts. Reaction mechanism

Steady-state kinetics of combined heterogeneous catalytic hydrogenation and hydroformylation of propylene on Rh–Co-containing catalysts has been studied at atmospheric pressure and T=140–170 °C. A reaction mechanism is suggested. The kinetic model adequately describes all observations.

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- Rh–Co- 140–170 °C. . , .

     

Investigation of surface phenomena on solid catalysts by simultaneous thermogravimetry and DTA

Thermogravimetry and simultaneous DTA were used to investigate the phenomena of adsorption, desorption and surface reactions on solid catalysts. The measurements were carried out with NaX and X-type ion-exchanged zeolites and silica-alumina gels (Ketjen) treated with sodium hydroxide in the presence of carbon dioxide. On the basis of the quantitative results it is possible to give an interpretation of the surface phenomena and to establish the existence of various active centres on the surfaces of the catalysts. In the case of the adsorption of carbon dioxide on X-type zeolites, the quantity of carbon dioxide adsorbed is much smaller on ion-exchanged zeolites than on NaX.

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Zusammenfassung Thermogravimetrie und simultane DTA wurden zur Untersuchung der Adsorptions-, Desorptions-Erscheinungen und Oberflächenreaktionen an festen Katalysatoren eingesetzt. Die Messungen wurden and NaX und Zeolithen des Typs X sowie an Silika-Aluminiumoxidgelen Ketjen durchgeführt, welche mit Natriumhydroxid in Gegenwart von Kohlendioxid behandelt worden waren. Aufgrund der quantitativen Ergebnisse ist es möglich eine Deutung der Oberfiächenerscheinungen zu geben und die Existenz verschiedener aktiver Zentren an der Katalysatorenoberfläche nachzuweisen. Im Falle der Adsorption von Kohlendioxid an Zeolithen des Typs X ist die Menge des adsorbierten Kohlendioxids am Ionenaustauscher viel niedriger als am NaX.

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Résumé Application de la TG et de l'ATD simultanées à l'étude des phénomènes d'adsorption, de désorption et de réactions de surface sur des catalyseurs solides. Les mesures ont été effectuées avec des zéolites échangeuses d'ions de type NaX et X ainsi qu'avec des gels Ketjen silice-alumine traités par NaOH en présence de CO₂. Les 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. Dans le cas de l'adsorption de CO₂ sur les zéolites de type X, la quantité de CO₂ adsorbé est beaucoup plus faible que sur les zéolites de type NaX.

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DTA , . - NaX X - « », . . X, - , NaX.

     

Computation in kinetics V. A new KINDC computational method. Comparative study with other computer programs for kinetic treatment

A new KINDC kinetic computational method is proposed that offers a greatly improved version of the KILET program. A comparative study is made of its performance and those of the most recent computational methods reported in the literature.

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, KINDC, KILET. .

     

Oxidation of divalent manganese by peroxodiphosphate in acetate buffers. A kinetic study

Bivalent manganese in oxidized to the tervalent state in 4.0–5.3 pH (acetate buffers) when treated with an excess of peroxodiphosphate (PDP). Kinetic evidence for the formation of a 11 complex between manganese(II) and PDP was obtained. The reaction exhibits first order dependence on [Mn(II)] and fractional order dependence on [PDP]. The reaction is markedly inhibited by H⁺ ions. A plausible mechanism consistent with the observed data is proposed.

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pH=4,0–5,3 (). (II) 11. [Mn(II)] []. H⁺ . , .

     

Capacité calorifique molaire du composé Bi.4 Te.6 dans les états solide et liquide

The heat capacities of Bi.4Te. 6 in the solid and liquid states are calculated from the results of the experimental drop calorimetric method, and the heat of fusion of the compound is deduced.

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Zusammenfassung Die Wärmekapazitäten von Bi.4Te. 6 in fester und flüssiger Phase werden aus experimentellen Daten berechnet, die mit der tropfenkalorimetrischen Methode erhalten wurden. Die Schmelzwärme der Verbindung wird abgeleitet.

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« » Bi₄Te₆ , .

     

Dynamic purity determinations. I. Location of the solidus by nuclear magnetic resonance

The error in purity determinations by differential scanning calorimetry has been studied on two different kinds of systems, metallic and organic, the latter with different types of impurities added. The organic systems have been corrected for solid-solubility error by a nuclear magnetic resonance technique.The impurities chosen for the organic systems were either quite dissimilar to the matrix or similar enough to render solid solution probable. This solid solution leads to deviations from the equation used for dynamic purity determinations. The nuclear magnetic resonance determination of the solidus establishes the proper starting temperature for area summation on a DSC curve.

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Zusammenfassung Der Fehler in Reinheitsbestimmungen mittels Differential-Scanning-kalorimetrie wurde an zwei verschiedenartigen Systemen untersucht, metallisch und organisch, wobei zu letzteren verschiedentliche Verunreinigungen zugefügt wurden. Der durch Feststoff-Feststofflöslichkeit verursachte Fehler in den organischen Systemen wurde mittels einer kernmagnetischen Resonanzmethode korrigiert.Die für die organischen Systeme gewählten Verunreinigungen waren entweder sehr verschieden von der Matrix, oder aber genügend ähnlich, um feste Lösungen wahrscheinlich zu machen. Diese festen Lösungen führen zu Abweichungen von der für dynamische Reinheitsbestimmungen angewendeten Gleichung. Die Bestimmung der kernmagnetischen Resonanz des Feststoffs ermöglicht die Bestimmung der richtigen Anfangstemperatur für die Flächen-summierung auf der DSC-Kurve.

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: . . . , , , , . , . -.

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On leave from The Institute for Physical Chemistry, Polish Academy of Science, Warsaw, Poland.

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The authors are grateful to the National Science Foundation for its support through Research Grant CHE 76-08765, and to S. E. Walter for assistance with some calculations.     

Temperature-programmed reduction. Metal-support interaction on supported monometallic Ru and Cu Catalysts

Ru and Cu samples supported on SiO₂, Al₂O₃ and MgO were studied by the temperature-programmed reduction (TPR) technique. Experiments were carried out both on unreduced impregnated salts and after oxidation of already reduced samples.The TPR profiles were found to be strongly dependent on the support used, indicating different degrees of interaction between the metal and the support, which can be ranked as MgOAl₂O₃>SiO₂. It is suggested that the interaction occurs through the formation of surface complexes difficult to reduce. The decrease in hydrogen consumption observed on the Ru samples with the number of TPR cycles is attributed to the difficulty in oxidizing large Ru particles.

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Zusammenfassung Auf SiO₂, Al₂O₃ und MgO aufgebrachte Ru- und Cu-Proben wurden mittels temperaturprogrammierter Reduktion (TPR) untersucht. Experimente wurden sowohl an unreduzierten Salzimprägnierungen als auch nach Oxydation von bereits reduzierten Proben ausgeführt. Die TPR-Profile sind stark vom benutzten Trägen abhängig, was auf unterschiedliche Grade der Wechselwirkung zwischen Metall und Träger hindeutet; die Reihenfolge ist MgOAl₂O₃>SiO₂. Es wird vermutet, daß das Wesen der Wechselwirkung in der Bildung von schwer reduzierbaren Oberflächenkomplexen zu suchen ist. Die bei Ru-Proben mit der Zahl der TPR-Zyklen beobachtete Verminderung des Wasserstoffverbrauchs wird mit der Schwierigkeit, große Ru-Partikel zu oxydieren, in Zusammenhang gebracht.

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- () SiO₂, l₂₃ MgO. , , , . , , MgO Al₂O₃>SiO₂. , , . , .

     

Study of crystal transformations by an evolved gas analysis technique

Small organic molecules can be entrapped within inorganic crystalline materials during precipitation. The material has no apparent influence on solid-solid transition temperatures, but some of it is released during the transition.Detection of the escape is reproducible within 1°C and may be used for temperature calibration. More generally, the escape of the organic during chemical reactions could be used for many of the applications of emanation thermal analysis.In coupled systems such as DTA or TG with mass spectrometry, or other systems involving gas transport, the time delay of the system can be measured accurately.

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Zusammenfassung Kleine organische Moleküle können während der Fällung in anorganische kristalline Substanzen eingeschlossen werden. Die Substanz hat keine scheinbare Wirkung auf Fest-Fest-Übergangstemperaturen, doch wird ein Teil derselben während des Überganges freigesetzt. Der Nachweis der freigesetzten Substanz ist innerhalb von 1°C reproduzierbar und kann zur Temperatureichung eingesetzt werden. Verallgemeinert könnte das Entfliehen organischer Substanzen im Laufe chemischer Reaktionen bei vielen Anwendungen der Emanations-Thermalanalyse eingesetzt werden. In gekoppelten Systemen, wie z.B. DTA oder TG mit Massenspektrometrie, oder andere Systeme mit Gastransport, kann die Verzögerung des Systems genau gemessen werden.

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Résumé De petites molécules organiques peuvent se trouver incluses dans des substances inorganiques cristallines, au moment de la précipitation. Les températures de transition solidesolide ne s'en trouvent apparemment pas affectées mais une partie de ces molécules incluses peut être éliminée pendant la transition. La détection du matériau qui s'échappe est reproductible à 1°C près et se prête à l'étalonnage de la température. En termes plus généraux, le départ de la substance organique au cours des réactions chimiques peut être utilisé pour de nombreuses applications de l'analyse thermique d'émanation. Dans le cas de techniques associées, comme l'ATD ou la TG avec la spectrométrie de masse, ou encore d'autres techniques avec transport de gaz, on peut mesurer exactement le temps de réponse du système.

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. —, . 1°, . . , , - , , , .

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The authors are grateful to the National Science Foundation for support of parts of this work through institutional and research grants and to the Goodyear Tire and Rubber Company for use of the Chromatograph and other facilities.     

Kinetic analysis of thermogravimetric data. XI thermal decomposition of some metal dithionates

A thermal analytical study of Li, Na, K, Rb, Cs, NH₄, Mg, Ca, Sr, Ba and Zn dithionates is reported. The decomposition of the dithionate ion is endothermic in the case of the Na, K, Rb, Cs and NH₄ salts, but exothermic with Li, Mg, Sr, Ba and Zn. Kinetic parameters have been derived from the TG curves by means of the Coats-Redfern method. The validity of a linear kinetic compensation law is reported for the loss of crystal water and separately for the decomposition of the dithionate ion.

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Zusammenfassung Es wird über eine thermoanalytische Untersuchung der Dithionate von Li, Na, K, Rb, Cs, NH₄, Mg, Ca, Sr, Ba und Zn berichtet. Die Zersetzung des DithionatIons ist im Falle von Na, K, Rb, Cs und NH₄-Salzen endotherm, im Falle von Li, Mg, Sr, Ba und Zn hingegen exotherm. Die kinetischen Parameter wurden aus den TG-Kurven mittels der Coats-Redfern-Methode abgeleitet. Es wird über die Gültigkeit eines linearen kinetischen Kompensationsgesetzes für den Verlust von Kristallwasser berichtet und gesondert für die Zersetzung des Dithionat-Ions.

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Résumé On présente les résultats d'une étude par analyse thermique des dithionates de Li, Na, K, Rb, Cs, NH₄, Mg, Ca, Sr, Ba et Zn. La décomposition est endothermique dans le cas des sels de Na, K, Rb, Cs et ammonium tandis qu'elle est exothermique dans le cas des sels de Li, Mg, Sr, Ba et Zn. Les paramètres cinétiques sont déduits des courbes TG par la méthode de Coats-Redfern. La validité d'une loi de compensation cinétique linéaire est étudiée pour la perte de l'eau d'hydratation ainsi que pour la décomposition de l'ion dithionate.

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Li, Na, K, Rb, Cs,. NH₄, Mg, Ca, Sr, Ba Zn. [ Na, K, Rb, Cs NH₄ , Li, Mg, Sr, Ba Zn . - . .

     

Coke deposition on naphtha reforming catalysts: II. Influence of the addition of a second metal to platinum

The nature and rate of coke deposited on mono-and bimetallic reforming catalysts have been studied for normal heptane reforming. For bimetallic catalysts it has been shown that coke deposition is less extensive than on monometallic catalyst, depending on the degree of polymerization and the type of bimetallic catalyst.

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-. , , , .

     

Gasification in steam of a bituminous coal from Peñarroya (Cordoba,Spain) and of different samples prepared from it

The gasification with steam of a bituminous coal from Peñarroya (Cordoba, Spain) (H—O) and of several samples prepared from either by acid treatment (H—H, H—N, H—F and H—F(3)) or by thermal treatment (H—O—C) was studied under both dynamic and isothermal conditions (10 deg/min and 40 min at 1000°).It was found that only for the samples prepared by hydrofluoric acid treatment, H-F and H—F(3), did the gasification effected under such experimental conditions take place in a complete manner.

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Zusammenfassung Die Dampfvergasung von bituminöser Kohle (H—O) (Penarroya, Cordoba, Spanien) und von daraus durch Säurebehandlungen (H—H, H—N, H—F und H-F(3)) oder thermische Behandlung (H—O—C) hergestellten Proben wurde unter dynamischen und isothermen Bedingungen (10 °/min und 40 min bei 1000°) untersucht. Es wurde festgestellt, daß nur die durch Flußsäurebehandlung hergestellten Proben (H—F und H—F(3)) unter den experimentellen Bedingungen vollständig vergasbar sind.

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(10°/ 40 1000°) () , . , , , .

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The authors are grateful to the CAICYT of Spain for the financial support on Project No. 0794/82.     

Catalytic properties and phase composition of multicomponent catalysts for oxidative ammonolysis of propane

Studies of the phase composition and catalytic properties of several complex oxide catalysts for oxidative ammonolysis of propane indicate that the active phases of these catalysts are antimonates of the respective metals. Phosphorus and tungsten additives to the catalysts promote the formation of such phase compositions, i.e. the formation of antimonates and the binding of excess antimony oxide.

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. , ; , .

     

Monolayer vanadia on titania systems from alkoxide precursors. Part III. Activity in secondary alcohol oxidation

The activity of V⁵⁺ ion monolayer supported on anatase, rutile, and anatase-rutile mixed carrier and of bulk V₂O₅ was examined in isopropyl alcohol and cyclohexanol oxidation. Catalysts exhibited remarkable activity in ketone formation. At higher temperatures benzene was the predominant product of cyclohexanol reaction.

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V⁵⁺, , - V₂O₅, . . .

     

Differential thermal analysis studies on the crystallization of strontium tungstate from sodium tungstate melt. Nucleation mechanism and induction periods

The nucleation mechanism, kinetics and induction periods in strontium tungstate crystallization from sodium tungstate melt in platinum crucibles were investigated by differential thermal analysis. Heterogeneous nuclei first formed on the metal platinate particles within the solution during the induction periods (¯t); the main crystal growth started only after ¯t and few new nuclei were then formed. At any crystallization temperature, ¯t varied inversely with the cooling rate (R _T), and with the rate (R_C) of development of excess solute concentration according to the relation ¯t = 1/(k ₁ R _c ), wherek ₁ and are constants. The critical temperature (¯T), critical supersaturation(¯ S), k ₁ and were evaluated.

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Zusammenfassung Der Keimbildungsmechanismus, sowie die Kinetik und die Induktionsperioden wurden bei der Kristallisation von Strontiumwolframat aus Natriumwolframatschmelzen in Platintiegeln durch Differentialthermoanalyse untersucht. Die heterogenen Kristallkeime wurden zuerst während der Induktionsperiode () an den Metallplatinat-Teilchen in der Lösung gebildet: das Hauptkristallwachstum begann erst nach und nachfolgend wurden einige neue Keime gebildet. Bei jeder Kristallisationstemperatur änderte sich umgekehrt proportional zu den Abkühlungsgeschwindigkeiten (R _T) und den Geschwindigkeiten (R _c) der Bildung überschüssig gelösten Materials, entsprechend der Gleichung = 1/(k ₁ R _c , wobeik ₁ und Konstanten sind. Die kritische Temperatur (¯T), die kritische Übersättigung (¯S),k ₁ und wurden bewertet.

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Résumé On a étudié par analyse thermique différentielle le mécanisme de nucléation ainsi que la cinétique et les périodes d'induction de la cristallisation du tungstate de strontium, à partir des bains fondus de tungstate de sodium, dans des creusets de platine. Des noyaux hétérogènes se forment d'abord sur les particules de platinate métallique dans la solution, au cours des périodes d'induction (): la croissance principale des cristaux ne commence qu'après et il se forme alors quelques noyaux nouveaux. A une température quelconque de cristallisation, varie de façon inverse avec les vitesses de refroidissement (R _T) et les vitesses de développement (R _c ) de concentrations de sursaturation de la substance en solution, selon la relation = 1/(k ₁ R _c , oùk ₁ et sont des constantes. On a évalué la température critique (¯T), la sursaturation critiques (¯S),k ₁ et.

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, . - (¯ t). ¯t . - ,¯t (R _T), (R _c) ¯t=1/(K₁ R _c ), ₁ — . (¯), (_-S), K₁ .

     

The role of excited states in the photolysis of n-butyraldehyde, II. Intersystem crossing quantum yields

Singlet triplet intersystem crossing quantum yields were determined for n-butyraldehyde, using the photosensitized cis-trans isomerization of piperylene to monitor the process. At room temperature and 313 nm, 0.58±0.05 and 0.72±0.05 were obtained for the triplet yield in the vapor phase and in isooctane, respectively.

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- - - . 0,58±0,05 0,72±0,05 313 .

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For Part I, see Ref. /1/     

Oxidation of ethylene to ethylene oxide: A tpr study on fresh and aged catalysts

The deactivation of a silver catalyst was investigated after six years of industrial production of ethylene oxide. Temperature-programmed reduction was used to characterize the chemical nature of the silver and its reactivity towards oxygen. The fresh and some aged catalysts were examined, also after different thermal treatments.During the industrial run, the surface species were modified and some oxygen diffused into the bulk of the metal. Aging caused permanent changes in the characteristics of the silver, resulting in a different interaction with oxygen. The TPR spectra exhibited a trend along the reactor axis, suggesting a correlation with the degree of deactivation of the catalyst.

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Zusammenfassung Die Desaktivierung eines Silberkatalysators wurde nach 6-jährigem Einsatz zur industriellen Produktion untersucht. Temperaturprogrammierte Reduktion wurde angewandt, um die chemische Natur des Silbers und dessen Reaktivität gegenüber Sauerstoff zu charakterisieren. Frische und einige gealterte Katalysatoren wurden nach verschiedenen thermischen Vorbehandlungen untersucht. Die Alterung verursachte bleibende Veränderungen in charakteristischen Eigenschaften des Silbers, was in der unterschiedlichen Wechselwirkung mit Sauerstoff zum Ausdruck kommt. Die TPR-Resultate zeigen einen Trend entlang der Reaktorachse, was auf eine Korrelation mit dem Grad der Desaktivierung des Katalysators hindeutet.

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. () . , , . . , , . , .

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The experimental contributions by F. Genoni and G. Valassina are gratefully acknowledged.     

Calorimetric studies of adsorptive properties of metallic carbides and nitrides of transition elements. Adsorption of H2, CO and O2 on titanium nitrides

Adsorption heats of hydrogen, oxygen and carbon monoxide on titanium nitrides have been measured calorimetrically in the temperature range from 473 to 673 K. With increasing Me/N ratio, the adsorption heat of oxygen grows.

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, 473–673 . Me/N.

     

Oxidative dehydrogenation of n-butane IV. Kinetic and catalytic activity of copper oxide

Copper oxide is moderately active and selective in the oxidative dehydrogenation of n-butane. Selectivity to C₄ olefin is almost constant in the range of 200–520°C. The apparent activation energy determined between 200 and 360°C was 18.8 kcal/mol, and 9.2 kcal/mol at higher temperatures.

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-. C₄ 200–520°C. 200–360°C 18,8 /, 9,2 /.

     

n-Hexane dehydrocyclization on modified L-zeolite

Platinum dispersity and catalytic activity of L-zeolite-metal catalysts at 773 K have been studied depending on the nature of a modifying agent. The mean size of Pt particles is shown to decrease by a factor of 1.5–2 upon adding Re or W. No relation between Pt dispersity and activity in n-hexane dehydrocyclization has been revealed.

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773 L . 1, 5–2 Re W. -.