Thermal studies on titanyl,zirconyl and hafnyl dithiocarbamato complexes

The dithiocarbamato complexes of titanyl(IV), zirconyl(IV) and hafnyl(IV), abbreviated as MO(S₂CNRR)₂·nH₂O(M=Ti, Zr or Hf,R=H,R=C₅H₉;R=H,R=C₇H₁₁,n=1 for Ti andn=2 for Zr and Hf), were prepared in aqueous medium and characterized by elemental analyses, magnetic susceptibility measurements and IR spectral studies. The thermal behaviour of these compounds under non-isothermal conditions was investigated by thermogravimetric, derivative thermogravimetric and differential scanning calorimctric techniques in nitrogen and oxygen atmospheres. The intermediates obtained at the end of various thermal decomposition steps were identified on the basis of analyses and IR spectral studies. Kinetic parameters, such as apparent activation energy and order of reaction, were determined by the graphical method of Coats and Redfern. The heats of reaction for the different decomposition steps were calculated from the DSC curves.

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Zusammenfassung Die Thiocarbamato-Komplexe von Titanyl(IV), Zirkonyl(IV) und Hafnyl(IV) der allgemeinen Formel MO(S₂CNRR)₂·n H₂O (M=Ti, Zr oder Hf;R=H, R=C₅H₉;R=H, R=C₇H₁₁;n=1 für Ti undn=2 für Zr und Hf) wurden in wässrigem Medium hergestellt und durch Elementaranalyse, Messung der magnetischen Suszeptibilität und IR-Spektraluntersuchungen charakterisiert. Das thermische Verhalten dieser Verbindungen unter nicht-isothermen Bedingungen wurde durch TG, DTG und DSC in Stickstoff- und Sauerstoffatmosphäre untersucht. Die nach verschiedenen thermischen Zersetzungsschritten erhaltenen Zwischenprodukte wurden durch chemische Analyse und IR-Spektroskopie identifiziert. Kinetische Parameter, wie die scheinbare Aktivierungsenergie und die Reaktionsordnung, wurden nach der graphischen Methode von Coats und Redfern bestimmt. Für die einzelnen Zersetzungsschritte wurden die Reaktionswärmen aus den DSC-Kurven berechnet.

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, . MO(S₂CNRR)₂·nH₂O (M=I, Zr, Hf,R=H,R ¹=C₅H₉, C₇H₁₁,n=1 I =2 ) , . , . , , . - . .

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The authors are grateful to Dr. Shyam Kumar for helpful discussions.     

Catalytic isomerization of phenylcyclohexane in the presence of aluminium chloride

Intermolecular migration accompanied by deuterium atom rearrangement between the cycloalkyl fragment carbon atoms has been found during the interaction of phenylcyclohexane-1d₁ in benzene-¹⁴C with aluminium chloride. Relative rates of these conversions have been estimated. The reaction mechanism is discussed.

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, -1d₁ -¹⁴C , . .

     

Thermal and mechanical studies on the cure time optimisation of polysulphide resin

The effect of two commercially available metal oxide curing agents, PbO₂ and MnO₂, on the cure time, kinetic parameters and ultimate tensile strength of the polysulphide polymer was investigated. The kinetic parameters for the thermal decomposition of the two systems were evaluated from their TG data. Both the energy of activation and pre-exponential factor showed a systematic increase with increase in cure and levelled off after the reaction. The cure time was also followed by determining the mechanical properties of the samples at regular intervals. The ultimate tensile strength values and the kinetic parameters follow similar trend with respect to the cure time. The kinetic parameters and the ultimate tensile strength for the PbO₂ cured polysulphide system were on the higher side.

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Zusammenfassung Es wurde der Einfluß von zwei im Handel erhältlichen Metalloxidhärtemitteln. PbO₂ und MnO₂, auf die Aushärtungszeit, die kinetischen Parameter und die Zugfestigkeit von Polysulfidpolymeren untersucht. Die kinetischen Parameter für die thermische Zersetzung der zwei Systeme wurden aus deren TG-Daten ermittelt. Sowohl die Aktivierungsenergie als auch der präexponentielle Faktor wachsen mit fortschreitender Aushärtung ständig an und erreichen nach Verlauf der Reaktion einen konstanten Wert. In gleichmäßigen Zeitabschnitten wurde die Aushärtungszeit auch durch Bestimmen der mechanischen Eigenschaften der Proben verfolgt. In Bezug auf die Aushärtungszeit zeigen die Zugfestigkeit und die kinetischen Parameter einen ähnlichen Verlauf. Die kinetischen Parameter und die Zugfestigkeit von mit PbO₂ gehärteten Polysulfidsystemen zeigen bessere Werte.

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, , , . , . . , . , . , , .

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We thank Dr. R. Ramaswamy for supplying the resin and Dr. K. V. C. Rao and Director, VSSC for the kind permission to publish this work.     

Utilization of the affine transformation of thermoanalytical curves for the determination of kinetic parameters

A method is suggested for the affine transformation of thermoanalytical curves, by means of which their comparison with one another becomes feasible. It is demonstrated that the results obtained by the traditional methods of non-isothermal kinetics depend on the heating rate, whereas the results attained by affine transformation are independent of the heating rate. They are consistent with the results obtained by Merzhanov's dmethod, which is also a non-aprioristic method.

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Zusammenfassung Eine Methode zur Affintransformierung thermoanalytischer Kurven wird vorgeschlagen, wodurch ihr Vergleich miteinandere rmöglicht wird. Es wird gezeigt, daß die durch traditionelle Methoden der nicht-isothermen Kinetik erhaltenen Ergebnisse von der Aufheizgeschwindigkeit abhängig sind, während die durch Affintransformierung erhaltenen von der Aufheizgeschwindigkeit unabhängig sind. Sie sind in Übereinstimmung mit den nach der Methode von Merzhanov erhaltenen Ergebnissen, die ebenfalls eine nicht-aprioristische Methode ist.

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Résumé On propose une méthode pour la transformation affine des courbes d'analyse thermique, qui permet leur comparaison. On montre que les résultats obtenus par les méthodes traditionnelles de cinétique non-isotherme dépendent de la vitesse du chauffage, tandis que les résultats obtenus par la transformation affine n'en dépendent pas. Ils sont en accord avec les résultats de la méthode de Merzhanov.

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, . , , , , , , . , , .

     

Dissociative adsorption of oxygen and hydrogen, and the formation of hydroxyl groups on the surface of Cu, Ag, Ni, Pd and Pt

By the semi-empirical interacting bonds method, the heats of oxygen and hydrogen adsorption in a dissociative form on the (100) face of Cu, Ag, Ni, Pd and Pt have been calculated. It has been shown that most stable are the multiply bonded adsorption forms. For the different bonding states, the heat of hydroxyl group formation from O₂ and H₂ varies but slightly. The calculated values are compared with the experimental data.

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(100) Cu, Ag, Ni, Pd, Pt. , . - H₂ O₂. .

     

Methane synthesis from CO/H2O mixture on supported nickel catalysts, I. Influence of the support on the catalytic properties

The behavior of some supported Ni catalysts for methane synthesis from CO and steam in correlation with the specific metal-support interactions is discussed.

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CO . .

     

Measurement of the specific heat and heat of decomposition of a polymer composite to high temperatures

The specific heat and heat of decomposition of a glass-filled phenolformaldehyde (phenolic) resin have been determined from experimental data obtained using a simultaneous thermal analyzer capable of operation to 1500 C. The measurements were conducted on powdered samples of the polymer to temperatures of approximately 1050 C at a rate of 20 deg min^–1 in an argon atmosphere. Both the mass loss and energetics were measured for the virgin component of the material, while only the energetics were measured for the char component. The combination of these data was used to calculate the specific heat of the virgin, char, and decomposing material, as well as the heat of decomposition. Also, in order to establish the accuracy of the instrument, the specific heat of pyroceram 9606 was measured and compared to previously published values.

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Zusammenfassung Die spezifische Wärme und die Zersetzungswärme eines glasgefüllten Phenol-Formaldehyd-Harzes wurden aus experimentellen Daten bestimmt, die mittels eines simultanen ThermoanalyseGerätes für Arbeiten bis 1500 C gewonnen wurden. Die Messungen wurden an gepulverten Polymerproben bis zu Temperaturen von 1050 C mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 20 K min^–1 in Argonatmosphäre durchgeführt. Massenverlust und Energieänderungen wurden für das jungfräuliche Material gemessen, die Energieänderung auch für das verkohlte Material. Zur Prüfung der Messgenauigkeit des Geräts wurde die spezifische Wärmekapazität von Pyroceram 9606 gemessen und mit früher publizierten Daten verglichen.

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, 1500, () . 1050 20/. , — . , , . 9606, .

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On sabbatical leave from the University of Rhode Island, Kingston, Rhode Island 02881 U.S.A.     

Chemical,dehydration, differential thermal and X-ray analysis of Salal bauxite deposits

Chemical, dehydration, differential thermal and X-ray analysis data on four samples of mineral deposits from the Salal region (J & K) have been determined to assess their mineral compositions. All the samples appear to be kaolinitic in character, though in association with other mineral impurities, such as boehmite, diaspore and dickite, in varying proportions.

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Zusammenfassung Vier Proben von Minerallagerstätten der Salal-Region (J & K) wurden chemisch sowie mittels DTA und röntgenographischer Analyse untersucht, um ihre Mineralzusammensetzung zu ermitteln. Alle Proben sind dem Charakter nach kaolinitisch, allerdings in unterschiedlichen Verhältnissen mit anderem mineralischem Material wie Boehmit, Diaspor und Dickit verunreinigt.

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, , , . , - , .

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The authors are grateful to the Head of the Department of Physics, Jammu University, for his interest in the research programme.     

Formation of oxalates and carbonates in the thermal decompositions of alkali metal formates

The influences of gaseous and solid reactants on the yields of oxalates and carbonates in the thermal decompositions of alkali metal formates have been studied. A mechanism of formation of these products is proposed, which explains the influences of basic and acidic species formed in the medium on the thermal decompositions of the alkali metal formates.

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Zusammenfassung Der einfluß von gasförmigen und festen Reaktanten auf die Ausbeute von oxalaten und Karbonaten bei der thermischen Zersetzung von Alkalimetallformiaten wurde untersucht. Es wurde ein Mechanismus für die Bildung dieser Produkte vorgeschlagen, der den Einfluß der während der thermischen Zersetzung von Alkalimetallformiaten entstehenden Basen und Säuren erklärt.

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, . , , .

     

Heats of adsorption of CO2 and NH3 on natural mordenites

The heats of adsorption of CO₂ and NH₃ were studied for sodium, lithium, calcium and decationized forms of natural mordenites. The exchange of Na⁺ for Ca²⁺ leads to increasing adsorption heats at low coverages. For CO₂ the region of elevated heats corresponds to the formation of Ca²⁺ ... CO₂ adsorption complexes. Two molecules of NH₃ probably interact with each Ca²⁺ ion (or with the Li⁺ ions in Li-mordenite). The heats of adsorption of NH₃ on decationized mordenite are much higher than those on calcium mordenite.

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Zusammenfassung Adsorptionswärmen von CO₂ und NH₃ an der Na-, Li-, Ca- und dekationisierten Form von natürlichem Mordenit wurden bestimmt. Der Austausch von Na⁺ gegen Ca²⁺ führt zu einer Erhöhung der Adsorptionswärmen bei geringen Bedeckungen. Bei CO₂ erfolgt im Bereich hoher Adsorptionswärmen die Bildung des Adsorptionskomplexes Ca²⁺ ...CO₂. Mit jedem Ca²⁺-Ion (bzw. Li⁺-Ion im Li-Mordenit) treten wahrscheinlich zwei NH₃-Moleküle in Wechselwirkung. An dekationisiertem Mordenit sind die Adsorptionswärmen von NH₃ höher als an Ca-Mordenit.

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, , . . Ca²⁺ ... CO₂. B , , ( -). , -.

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The authors would like to thank Dr. I. A. Belitsky for supplying the sample of natural mordenite. They also thank Professor S. P. Zhdanov for his interest and encouragement of this work.     

Ru(III) catalyzed oxidation of some aliphatic alcohols by N-bromosuccinimide (NBS). A kinetic study

Kinetics of Ru(III) catalyzed oxidation of methanol, ethanol, n-propanol, n-butanol, isopropanol and iso-butanol by N-bromosuccinimide (NBS) in the presence of Hg(II) acetate have been studied in acid medium. The oxidation exhibits a fractional order in [alcohol] and first order in [NBS]. The applicability of Taft's equation was tested. The probable mechanism is discussed.

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, , -, -, - () Hg(II), Ru(III), . . . .

     

Studies on the catalytic oxidation of propylene on ferric molybdate

Ferric molybdate is less selective in the partial oxidation of propylene than bismuth molybdate. Its catalytic behavior is similar to that observed on other transition metal molybdates. The intrafacial nature of the reaction is established through kinetic and adsorption measurements.

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, . . .

     

On the occurrence of competitive mechanisms in the transformation of butadiene into maleic anhydride with air on MoO3?TiO2 catalysts

Unusual variations of selectivity are observed in the catalytic oxidation of butadiene on MoO₃–TiO₂ catalysts. A maximum of selectivity in furan and maleic anhydride is obtained at 400°C, since the oxidation of crotonaldehyde, dihydrofuran and furan are selective at all temperatures. Competitive oxidation of furan and crotonaldehyde proved that the aldehyde cannot be the unique intermediate for furan and maleic anhydride formation. Two mechanisms, involving various adsorbed species of butadiene, occur depending on the temperature and explain the decrease of the selectivity below 400°C.

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MoO₃–TiO₂ . 400°C, , . , . , , , 400°C.

     

Investigation of thermal degradation of polymers containing chlorine by thermogravimetry

The thermal degradation of chlorine-containing polymers used in a rubber technology has been investigated in a nitrogen atmosphere. The characteristics of degradation have been compared on the basis of thermogravimetry, carbon residues and chlorine elimination. The observed structure-dependent differences in degradation of the investigated polymers are discussed.

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Zusammenfassung Die thermische Zersetzung von in der Kautschuk-Technologie verwendeten chlorhaltigen Polymeren wurde unter Stickstoff untersucht.Die Charakteristika der Zersetzung durch die Thermogravimetrie, Kohlenrückstand und Chlorabspaltung wurden verglichen. Die in der Zersetzung der untersuchten Polymere in Abhängigkeit von ihrer Struktur beobachteten Unterschiede wurden diskutiert.

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Résumé On a étudié, en atmosphère d'azote, la dégradation thermique des polymères contenant du chlore, utilisés dans la technologie du caoutchouc.On a comparé les caractéristiques de la dégradation par thermogravimétrie, formation d'un résidu de carbone et élimination du chlore. On discute les différences observées dans la dégradation des polymères étudiés suivant leur structure.

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, . . .

     

Thermodynamics and thermochemistry of kinetic (real) phase diagrams involving solids

A theoretical analysis of the formation of materials with metastable microstructures under non-ideal and highly non-equilibrium conditions is presented.

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Zusammenfassung Es wird eine theoretische Untersuchung der Bildung von Stoffen mit metastabilen MikroStrukturen unter nichtidealen Bedingungen weitab vom Gleichgewicht dargelegt.

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Thermogravimetric study of dehydration of Ca(NO3)2 · CO(NH2)2 · 3 H2O under quasi-isothermal-quasi-isobaric conditions

Conventional thermoanalytical curves provide little information on the thermal decomposition of Ca(NO₃)₂ · CO(NH₂)₂ · 3 H₂O. In contrast from quasi-isothermal-quasi-isobaric thermogravimetric curves the mechanism can easily be interpreted. After the complex melts at 60°C, the solution formed is weight constant up to 135°C in the labyrinth crucible. The solution begins to boil at 135°C and gradually loses water, its boiling point increasing. The solution becomes saturated at 200°C. Thereafter, Ca(NO₃)₂ · CO(NH₂)₂ separates out while the boiling point does not change. After the departure of the water, the CO(NH₂)₂ immediately decomposes and Ca(NO₃)₂ remains.In an open crucible the above transformation is complicated by decomposition of typeAB _(s)=A _(s)+B _(g) solution evaporation drying of solid residue, surface crust formation, etc. In conventional thermoanalysis the latter processes accompany the above processes (melting-solution formation-loss of water during boiling) which hampers interpretation of the conventional curve.

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Zusammenfassung Herkömmliche thermoanalytische Kurven liefern wenig Informationen über die thermische Zersetzung von Ca(NO₃)₂ · CO(NH₂)₂ · 3 H₂O. Quasi-isotherme/quasi-isobare thermogravimetrische Kurven dagegen ermöglichen leicht eine Interpretation des Mechanismus. Nach dem Schmelzen des Komplexes bei 60°C bleibt das Gewicht der Lösung im Labyrinthtiegel bis 135°C konstant. Die Lösung beginnt bei 135°C zu sieden und verliert zunehmend an Wasser, wobei der Siedepunkt ansteigt. Die Lösung erreicht den Sättigungspunkt bei 200°C. Danach scheidet sich Ca(NO₃)₂ · CO(NH₂)₂ ohne weitere Veränderung des Siedepunktes ab. Nach Entfernung des Wassers zersetzt sich das CO(NH₂)₂ sofort und Ca(NO₃)₂ bleibt zurück.In einem offenen Tiegel wird die obige Umwandlung durch Zersetzung des TypesAB _(s)= =A _(s)+B_(g), durch Verdampfung der Lösung, durch Trocknung des festen Rückstandes, durch Oberflächenverkrustung usw. kompliziert. Diese Prozesse begleiten bei der herkömmlichen Thermoanalyse die oben erwähnten Vorgänge (Schmelzen-Lösungsbildung-Wasserverlust durch Sieden), wodurch die Interpretation der herkömmlichen Kurven erschwert wird.

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(N₃)₂·(N₂)₂·3 ₂O . , - , . 60° 135°. 135° . - 200°. , (N₃)₂ · (N₂)₂ . , . , AB_pac.=A_pac + B_pac., , , .. : — — , .

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The authors are indebted to Prof. E. Bulewicz and Prof. E. Pungor for valuable discussions.They thank Mrs. M. Kiss and Miss I. Fábián for technical assistance.     

Interaction of oxygen with preadsorbed hydrogen on magnesium oxide studied by temperature-Programmed desorption method

The interaction of oxygen with preadsorbed hydrogen on thermally activated magnesium oxide has been studied by temperature-programmed desorption (TPD) method. It was found that oxygen at 450 K reacts with preadsorbed hydrogen and the resulting hydroxylation suppresses the adsorptive capacity of magnesia with respect to oxygen.

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. , 450 K , .

     

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 /.

     

Energy dissipation and selectivity in the catalytic oxidation of ammonia

A qualitative interpretation of selectivity changes in ammonia oxidation, based on considerations of energy dissipation processes is presented.

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, .

     

Quantum-chemical study of the optical properties of MgO surface hydroxy groups

Cluster models of MgO surface OH groups have been studied by the semi-empirical CNDO method. The calculated stretching vibration frequencies of OH bonds and localized electron excitation energies on the OH-groups are shown to depend on the oxygen atom coordination.

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OH- MgO. , OH- , OH-, .