Structural studies of nickel-based Raney catalysts

Electron microscopy and Mössbauer spectroscopy studies of nickel-based Raney catalysts have revealed that the catalysts are formed through the successive aggregation of their structural elements. Catalyst particles are covered by a thin layer of nickel oxide.

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. , . .

     

Studies of Cu?Ni supported catalysts for enantioselective hydrogenation

The effect of support content and composition of supported metal phase on the crystallite size, phase composition and catalytic properties of supported Ni and Cu–Ni catalysts has been investigated. It has been established that with increasing metal content, crystallite sizes and enantioselectivity increase. Copper added to Ni catalysts decreases metal phase dispersity and enantioselectivity.

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, , - . , . є .

     

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. . , .

     

Quantitative parameters by thermoanalytical methods

The conditions and premises of the kinetic evaluation of thermoanalytical curves on the basis of chemical kinetics are demonstrated, and the limits of their availability are pointed out. For reactions with an unclear structural and chemical course, some appropriate definitions of terms are proposed.The possibilities of the use of the inflection points of the reaction rate versus time curve are presented. New methods of determination of kinetic parameters are described, including the ratio of the degrees of reactionx, the ratio of the reaction ratesx and the ratio of the tangent slopesx at these points.

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Zusammenfassung Bedingungen und Voraussetzungen der kinetischen Auswertung thermoanalytischer Meßkurven auf der Basis der chemischen Kinetik werden dargestellt, gleichzeitig wird auf die Grenzen ihrer Gültigkeit hingewiesen. Für Reaktionen mit unklarem chemischem oder strukturellem Ablauf werden geeignete neue Bezeichnungen definiert.Die Möglichkeit zur Verwendung der Wendepunkte der Kurve Reaktionsgeschwindigkeit gegen Zeit vorgestellt. Neue Methoden werden beschrieben, die zur Bestimmung kinetischer Parameter das Verhältnis der Umsätzex ₁ x ₂, das Verhältnis der Reaktionsgeschwindigkeitenx ₁/x ₂, und das Verhältnis der Tangentensteigungenx ₁/x ₂ an den Wendepunkten verwenden.

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. . . — . , (x), () () .

     

Heterogeneous reactions of solid nickel(II) complexes

The influence of different modes of preparation on the stoichiometry of thermal decomposition of isothiocyanatonickel(II) complexes with ammonia was studied. It was found that the complex Ni(NCS)₂(NH₃)₄ (I) prepared by heterogeneous reaction undergoes decomposition in two steps (–2 NH₃, –2 NH₃), while for complex II, of the same composition but prepared by homogeneous reaction from solution, the decomposition proceeds in three steps (–1 NH₃, –1 NH₃, –2NH₃). Electronic and infrared absorption spectra were used for the study of the spectral properties of the starting complex. It was found that the different stoichiometries of thermal decompositions of complexes I and II do not cause differences in the bonding strength of the ammonia molecules (chemical factor); this effect is rather brought about by physical factors such as different imperfections of the crystal lattice.

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Zusammenfassung Der Einfluß der Herstellung auf die Stöchiometrie der thermischen Zersetzung von Amin-Komplexen des Isothiocyanatonickels wurde studiert. Der Zerfall des Komplexes Ni(NCS)₂(NH₃)₄ (I), hergestellt durch heterogene Reaktion, verlief in zwei Etappen (–2 NH₃, –2 NH₃). Beim selben Komplex (II), hergestellt durch homogene Reaktion in Lösung, wurden jedoch drei Etappen beobachtet (–1 NH₃, –1 NH₃, –2 NH₃). Die Eigenschaften des Ausgangsproduktes wurden durch Elektronen- und IR-Spektroskopie untersucht. Das unterschiedliche thermische Verhalten ist nicht auf eine verschiedene Bindungsstärke der NH₃ Moleküle, sondern auf physikalische Ursachen, wie z. B. Unregelmässigkeiten im Kristallgitter zurückzuführen.

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Résumé On a étudié l'influence des diverses méthodes de préparation sur la stoechiométrie de la réaction de décomposition thermique des complexes de l'isothiocyanate de nickel(II) avec l'ammoniac. On a établi que le complexe Ni(SCN)₂(NH₃)₄, (I), préparé rar réaction hétérogène, subit une décomposition en deux étapes (–2NH₃, –2NH₃), tandis que le complexe (II), de même composition, mais préparé par réaction homogène, à partir de solutions, se décompose en trois étapes (–1NH₃,–1NH₃, –2NH₃). Les propriétés spectrales du complexe initial ont été étudiées par absorption électronique et infrarouge. On a trouvé que les différences de stoechiométrie des réactions de décomposition thermique des complexes (I) et (II) n'apportaient pas de différences entre les énergies de liaison des molécules d'ammoniac (facteur chimique). C'est plutôt à des facteurs physiques, comme les différentes imperfections du réseau cristallin, que cet effet serait dû.

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(II) . , Ni(NCS)₂(NH₃)₄ (I), , (–2NH₃,–2NH₃). , II , , (–1 NH₃,–1 NH₃ –2NH₃). . , I II ( ), , .

     

Strong H2 chemisorption on Al2O3 or SiO2 supported group VIII metals

Following hydrogen treatments at high temperature a decrease in hydrogen chemisorption at room temperature is observed in almost all group VIII elements supported on SiO₂ or Al₂O₃. The effect is attributed to self inhibition by strongly chemisorbed hydrogen on the metals.

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VIII , SiO₂ Al₂O₃. .

     

Hydrogenolysis of n-butane on Ni-Pd/SiO2 catalysts

Supported Ni-Pd/SiO₂ catalysts of different Ni and Pd composition were studied in n-butane hydrogenolysis. The reaction rate, selectivity towards methane, ethane and propane were determined. On the basis of these data the relationship between the size and composition of the active center and the possibility of surface segregation of one of the components is discussed.

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Ni-Pd/SiO₂ Ni Pd -. , . .

     

m-Xylene conversion over dealuminated Y zeolites studied by the pulse method

m-Xylene conversion was studied over dealuminated Y type zeolites in hydrogen forms, SiO₂ to Al₂O₃ ratios were varied from 4.86 to 12.95.

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- . SiO₂/Al₂O₃ 4,86 12,95.

     

SIMS studies of water vapor adsorption on polycrystalline rhodium

Studies of water vapor adsorption on polycrystalline Rh at T>315 K and P=(2–4)×10^–2 Pa indicate that water is adsorbed dissociatively to O_ads and O_ads through a molecularly adsorbed species. Desorption activation energy is 46 and 69 kJ/mol for molecular and dissociative species, respectively.

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Rh (2–4)·10^–2 . , O OH - . 46 /, -69 /.

     

On the mechanism of propylene oxidation over gallium-molybdenum oxide catalysts

The products of selective oxidation are shown to be formed via a stepwise mechanism with participation of surface allylic complexes. A successive transformation of -allyl to -allyl and further to acrolein is possible. The products of complete oxidation may be formed through surface carbonate-carboxylate complexes via either a stepwise mechanism involving the catalyst's oxygen, or a concerted mechanism with the participation of molecular oxygen.

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, . - -, . - , .

     

Thermogravimetry of copper and copper oxides (Cu2O-CuO)

The thermogravimetry of mixtures of metallic copper and copper oxides was studied. The experiments were performed by heating the samples in air to 700–800° to transform all the components to copper(II) oxide, and continuing the heating in nitrogen to 1050–1100° when the dissociation of copper(II) oxide to copper(I) oxide is complete. The identification of the components and their quantitative determination were carried out by determining the shape, size, and ratio of the segments of the curves obtained during the heating. The method can be used for quantitative analysis of mixtures of copper and/or copper oxides.

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Zusammenfassung Gemische von metallischem Kupfer und Kupferoxiden wurden thermogravimetrisch untersucht. Zur Überführung aller Komponenten in Kupfer(II)-oxid erhitzte man sie in Luft auf 700–800°, um daraufhin bis zur vollständigen Dissoziation des Kupfer-(II)-oxids zu Kupfer(I)-oxid unter Stickstoff die Temperatur bis auf 1050–1100° zu steigern. Die Identifizierung der Komponenten und ihre quantitative Bestimmung erfolgten durch die Form, Größe und die Verhältnisse der verschiedenen Abschnitte der erhaltenen Kurven. Diese Methode ist zur quantitativen Bestimmung von Gemischen aus Kupfer und Kupferoxid sowie von Kupferoxiden geeignet.

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Résumé Étude thermogravimétrique de mélanges du cuivre métallique et d'oxydes de cuivre. Les échantillons sont d'abord chauffés dans l'air jusqu'à 700–800° jusqu'à ce que tous les constituants soient transformés en oxyde de cuivre(II); le chauffage est ensuite poursuivi dans l'azote jusqu'à 1010–1100°, où la dissociation de l'oxyde de cuivre(II) en oxyde de cuivre(I) est complète. Les constituants ont été identifiés et dosés en utilisant la forme, la dimension et les proportions des différentes parties des courbes pendant le chauffage. La méthode peut être utilisée pour l'analyse quantitative de mélanges de cuivre et ou d'oxydes de cuivre.

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. 700–800: ( (), 1050–1100° [ () (I)]. , , . / .

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The author wishes to acknowledge the financial assistance provided by the Technion — Israel Institute of Technology.The author wishes also to thank Dr. R. F. Tylecote (University of Newcastle Upon Tyne, England) for very helpful comments and useful discussions of this investigation and to Mrs. N. Leder for chemical analyses.     

Analysis of thermal desorption spectra of oxygen desorbed from rhodium

Thermal desorption spectra of oxygen desorbed from rhodium have been analyzed in terms of models accounting for the effect of lateral interactions between adsorbed particles and of their diffusion into the bulk of metal on the desorption kinetics of O₂. Complex configuration of these spectra is ascribed to the processes of formation/decomposition of surface Rh oxides and the diffusion of particles into the near-surface layers of metal and back to the surface.

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- , O₂ . - O₂ Rh - .

     

Formation of O2? ion-radicals on reduced anatase. Influence of adsorbed CO on the stabilization of O2?

ESR studies of O₂ adsorption on reduced anatase have been performed. The amount of O ₂ ^– species is determined by adsorbed surface oxygen and their parameters are changed by CO adsorption.

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O₂ . , O ₂ ^– , CO.

     

Effect of magnetic order on the conductivity in Co-Zn ferrites

A series of samples in the system Co_1–xZn_xFe₂O₄ (x=0.3, 0.4, 0.6, 0.8 and 1) were prepared by the usual ceramic technique. The D. C. electrical resistivity and thermoelectric power were measured in the temperature range from room temperature up to about 600 K. Transition from the ferrimagnetic region to the paramagnetic region is accompanied by an increase in the activation energy by an amountE, which varies in the range 0.052–0.090 eV. The large values ofE obtained may be due to the fairly strong B-B exchange interaction in Co-Zn ferrites.

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Zusammenfassung Mittels üblicher Keramiktechniken wurden Proben des Systemes Co₁–xZn_xFe₂O₄ unterschiedlicher Zusammensetzung (x=0,3, 0,4, 0,6, 0,8, 1,0) dargestellt. Im Temperaturbereich Raumtemperatur-600 K wurde der elektrische Widerstand gegenüber Gleichstrom sowie die Thermospannung dieser Proben ermittelt. Der Übergang von der ferrimagnetischen zur paramagnetischen Region wird von einem Anwachsen der Aktivierungsenergie um den BetragE=0,052–0,090 eV begleitet. Den so erhaltenen grossen E-Werten liegen wahrscheinlich die ziemlich starken B-B Austausch Wechselwirkungen in Co-Zn Ferriten zu Grunde.

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_1–xZn_xFe₂₄ =0,3;0,4;0,6;0,8 1, 600 . E, 0,052–0,090 . E - - .

     

Kinetics and mechanism of the permanganate oxidation of trans-crotonic acid

The kinetics and intermediates of the permanganate oxidation of trans-crotonic acid have been investigated in the pH range of 0.5–5.0 using the stoppedflow technique. The formation of manganese(III) as a short-lived intermediate has been established. The reaction is first order with respect to both MnO ₄ ^– and crotonic acid (crotonate). The resolved rate constants at 25°C are 730 and 410 M^–1 sec^–1 for the acid and the anion, respectively. The reaction mechanism is discussed.

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pH=0,5–5,0, . (III) . MnO ₄ ^– , (). 25°C 730 410 M^{–1 –1} , . .

     

On theC p toC v conversion of solid linear macromolecules II

A modification is proposed for the Nernst-Lindemann equation that is used to convert calculated heat capacities at constant pressure (C _p ) to heat capacities at constant volume (C _v ) for solid, linear macromolecules. the constant A₀ per mole of repeating unit in this equation is derived by taking into account the variable number of vibrators excited at different temperatures. With the new equation it is possible to calculateC _p for solid polymers over a wider temperature range. The constant is calculated for solid polymers from experimental thermal expansivity, isothermal compressibility and heat capacity data obtained from the literature. An average value of (3.9±2.4)×10^–3(K mol)/J was obtained for A₀ (new) from data on 22 solid polymers. This average value may be used as a universal constant in case no experimental data on compressibility and expansivity are available for computation ofA ₀. The remaining variation of A₀ (new) with temperature is discussed and example calculations are shown for polyethylene. Effects of premelting and possibly large-amplitude motion are discovered for polyethylene in the temperature range 290 to 410 K.

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Zusammenfassung Es wurde eine Abänderung der Nernst-Lindemann Gleichung vorgeschlagen, mit deren Hilfe für feste, lineare Makromoleküle errechnete Wärmekapazitäten bei konstantem Druck (C _p ) in Wärmekapazitäten bei konstantem Volumen (C _p ) umgerechnet werden können. Zur Ableitung der molaren Konstanten A₀ in dem sich wiederholenden Teil der Gleichung wurde die variable Anzahl der erregten Schwinger bei verschiedenen Temperaturen berücksichtigt. Mit der neuen Gleichung wird es möglich, dieC _p fester Polymere für einen breiten Temperaturbereich zu errechnen. Die Konstante wurde für die festen Polymere auf Grund des ermittelten thermischen Ausdehnungsvermögens und der isothermen Kompressibilität sowie der der Literatur entnommenen Wärmekapazitätsangaben berechnet. Aus Angaben von 22 festen Polymeren wurde für A₀(neu) ein Durchschnittswert von (3,9±2,4)×10^–3 (K mol)/J erhalten. Verfügt man zur Berechnung von A₀ über keine experimentellen Werte für Kompressibilität und Ausdehnungsvermögen, so kann dieser durchscnittswert als universale Konstante angewendet werden. Die verbleibende Temperaturabhängigkeit von A₀(neu) wird besprochen und Beispielrechnungen für Polyäthylen gegeben. Für Polyäthylen wurden im Temperaturbereich 290 bis 410 K Effekte durch Vorschmelzen und Bewegungen mit großer Amplitude festgestellt.

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-, (C _p ) (C _v ) , . A ₀ , . C _p . A ₀ , , . 22 , A ₀ () (3,9±2,4)· 10^–3 ·/. A ₀ . A ₀ , . 290–410 .

     

Thermal studies on the cubic spinel Fe2MoO4

The cubic spinel Fe₂MoO₄ was studied in air by DTA, DTG, TG and X-ray in the temperature interval 298–1173 K. From these studies, it was concluded that above the Néel temperature Fe₂MoO₄ undergoes an irreversible crystalline phase transition from cubic to tetragonal at 623 K, wherec/a is 1.022. Above 723 K, surface oxidation followed by bulk oxidation of the spinel occurs. At 948 K, after about half the total weight gain due to oxidation, a compound is formed which was confirmed by X-ray as ferrimolybdite, Fe₂O₃·3–4 MoO₃, indicating that in Fe₂MoO₄ the Mo⁴⁺ is more readily oxidized than the Fe²⁺. Above 940 K, further oxidation of Fe²⁺ and Mo⁴⁺ into their respective oxide occurs. About 13 % of the MoO₃ vaporizes, and the rest melts at 1028 K.

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Zusammenfassung Das kubische Spinell Fe₂MoO₄ wurde in Luft im Temperaturbereich von 298 bis 1173 K durch DTA, DTG, TG und Röntgen untersucht. Aus diesen Studien wurde gefolgert, daß oberhalb der Neel Temperature ein irreversibler kristalliner Phasenübergang des Fe₂MoO₄ aus der kubischen in die tetragonale Form bei 623 K stattfindet, wobeic/a=1.022 beträgt. Oberhalb von 725 K findet eine Oberflächenoxidierung des Spinels statt, der eine allgemeine Oxidation folgt. Bei 948 K, nachdem etwa die Hälfte der infolge der Oxidation auftretenden Gewichtszunahme erfolgte, wird eine durch Röntgen als Ferrimolybdit bestätigte Verbindung gebildet (Fe₂O₃·3–4 MoO₃), welche zeigt, daß in Fe₂MoO₄ das Mo⁴⁺ leichter oxidiert wird als das Fe²⁺. Oberhalb von 940 K erfolgt eine weitere Oxidation von Fe²⁺ und Mo⁴⁺ zu ihren entsprechenden Oxiden. Etwa 13% des MoO₃ verdampft und das übrige schmilzt bei 1028 K.

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, , Fe₂MoO₄ 298–1173 . , Fe₂MoO₄ 623 , / 1.022. 723 , , . 948 Fe₂O₃. 3–4₃, . , Fe₂MoO₄ Mo⁴⁺ , Fe²⁺. 940 Fe²⁺ Mo⁴⁺ . 13% MoO₃ , 1028 .

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The author wishes to thank the Chemistry Division of BARC for helping with the high-temperature X-ray pattern.     

Differential scanning calorimetry of chloroquine sulphate exposed to sun,heat and ultraviolet radiation

Chloroquine sulphate, like the phosphate, is an antimalarial formulation widely used in the tropics. The stability of such formulations is therefore of interest in the combat against malaria. A DSC study has been made of the effects of exposure to the sun, heat and UV radiation on the stability of chloroquine sulphate, similarly as performed earlier for chloroquine phosphate. When freshly recrystallized from a water-acetone mixture, chloroquine sulphate exhibits two endothermic peaks, at 169.4° and 204.7°, for the expulsion of crystal water (one molecule) and for the melting process, respectively. The exposure of chloroquine sulphate to the sun, heat and UV radiation leads to splitting of the peak for melting.

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Zusammenfassung Chloroquine-Sulfat ist ebenso wie das entsprechende Phosphatderivat ein in den Tropen weitverbreitet angewandtes Antimalaria-Präparat. Die Stabilität dieses Präparates hat damit Bedeutung für die Malariabekämpfung. Die vorliegende Arbeit ist eine Erweiterung einer Untersuchung über den Effekt der Einwirkung.von Sonne, Hitze und UV-Strahlen auf die Stabilität von Chloroquine-Phosphat auf Chloroquine-Sulfat. Aus Wasser-Aceton-Mischungen frisch kristallisiertes Chloroquine-Sulfat zeigt zwei endotherme Peaks bei 169,4 und 204,7 °C, die durch Abgabe von Kristallwasser (ein Molekül) bzw. durch den Schmelzvorgang bedingt sind. Wird Chloroquine-Sulfat der Sonne, Wärme oder UV-Licht ausgesetzt, so wird der dem Schmelzvorgang zuzuscheibende Peak aufgespalten.

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, -, , . . , . , , 169,4 204,7°, , , . , .

     

Kinetic studies of Pt/Al2O3 catalyst pellets with nonuniform activity

Catalysts with nonuniform distribution of the catalytically active component (Pt) over their porous support (Al₂O₃) have been studied. A nonuniform activity distribution changes not only the reaction rate but also the kinetics can be different on these catalysts.

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(Pt) (Al₂O₃). , , .