A device for pulse investigation of heterogeneous catalytic reactions

In the present work a simple device is described for the pulse investigation of heterogeneous catalytic reactions and catalysts. Owing to the possibility for separate adjustment of the gas flow rate in the catalytic reactor and in the chromatographic column, it can be used for kinetic measurements too.

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- . , .

     

Thermal and thermoxidative decomposition of ternary grafted copolymers of ABS type

The thermal (under high vacuum, 10^–5 mm Hg) and thermoxidative decompositions of ternary grafted copolymers of ABS type were studied, the dependence of the characteristic thermal data on the overall composition being followed over narrow ranges of variation of comonomer content.It was found that the nature of the solid products obtained on thermal decomposition is dependent on the copolymer structure.

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Zusammenfassung Die thermischen (unter Hochvakuum, 10^–5 mm Hg) und thermooxidativen Zersetzungen ternärer Kopolymere der Typen ABS wurden untersucht, wobei die Abhängigkeit der charakteristischen thermischen Daten von der allgemeinen Zusammensetzung über enge Bereiche der Änderung des Komonomergehaltes verfolgt wurde. Es zeigte sich, daß die Beschaffenheit der bei der thermischen Zersetzung erhaltenen festen Produkte von der Kopolymerstruktur abhängig ist.

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( 10^–5 Hg) ABC. , . , , , .

     

Kinetics of reduction of tungstovanadophosphoric heteropoly anions with VO2+ ions

The rate constants of interactions of PW_12-nV_nO₄₀ ^(3+n)– (n=1–4) heteropoly anions (HPAs) and various PW₁₀V₂O₄₀ ^–5 isomers with VO²⁺ were measured. The reactions occurred via formation of intermediate active complexes with V(IV) ions incorporated into the coordination sphere of HPA.

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VO²⁺ PW_12-nV_nO₄₀ ^–(3+n) (n=1–4) PW₁₀V₂O₄₀ ^–5. , V(IV) .

     

CO oxidation to CO2 by Mo?V?P heteropolyacid in the presence of an aqua complex of Pd(II)

Kinetic oxidation of CO to CO₂ by Mo–V–P heteropolyacid in the presence of an aqua complex of Pd(II) has been studied. The reaction is suggested to involve the participation of carbonyl complexes of Pd(I). It has been established that VO ₂ ⁺ ions formed in HPA dissociation inhibits the reaction.

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CO CO₂ - Pd(II). Pd(I). , VO ₂ ⁺ , , .

     

Crystallization kinetics of polyamide 6 containing pigments

In terms of the Avrami equation, the effects of selected organic pigments on the kinetic parameters of the isothermal crystallization of coloured polyamide 6 were examined in the temperature range 468–478 K. It was found that B Blue and BB Red are active nucleating agents, which is acribed to their crystalline structure. G Orange slightly accelerates the crystallization of PA 6 at lower temperatures and concentrations, whereas in other conditions its effect is the opposite.The isothermal data were confirmed by the results of non-isothermal crystallization. The degree of supercooling corresponding to the peak of the DSC curve was the measured feature in this case.It was found that B Blue and BB Red reduce the free energy of formation of criticalsize nuclei by 20 and 12%, respectively, which is reflected in the rates of crystallization.

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Zusammenfassung Mit Hilfe der Avrami Gleichung wurde der Einfluß einiger ausgewählter organischer Pigmente auf die kinetischen Parameter der isothermen Kristallisation gefärbter Polyamide 6 im Temperaturbereich 468–478 K untersucht. B Blue und BB Red erwiesen sich als aktive Keimbilder, was mit Hilfe ihrer kristallinen Struktur erklärt werden kann. Bei niedrigeren Temperaturen und geringeren Konzentrationen wird die Kristallisation von PA 6 durch G Orange leicht beschleunigt, unter anderen Bedingungen kann das Gegenteil beobachtet werden. Die isothermen Daten wurden durch die Ergebnisse bei nichtisothermer Kristallisation bekräftigt. In diesem Falle wurde das dem DSC Peak entsprechende Maß an Unterkühlung untersucht. Es wurde gefunden, daß B Blue und BB Red die freie Energie zur Bildung von Keimen kritischer Größe um 20 bzw. 12% herabsetzen, was sich in den Kristallisationsgeschwindigkeiten widerspiegelt.

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, -6 468–478 . , , . , . . . , , , 20 12%, .

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This work was supported by the Polish Academy of Science, goal 01.14.     

Atomic spectroscopy for detection in thermal analysis

An atomic absorption spectrophotometer is coupled to a conventional thermoanalytical quartz furnace as used for TG and DTG to detect the thermally evolved products. In this combined system, the dry aerosol (smoke) obtained by cooling the vapour evolved is transported from the furnace to the flame for metal-specific atomic absorption detection. The particular design of the furnace outlet promotes the formation of stable aerosols. Optimum experimental conditions were determined, using zinc chloride solution, by varying the specimen mass, the heating rate and the flow rate of the furnace gas at a linear temperature program. The absorbancevs. temperature curves obtained with this method for various zinc compounds are compared with the corresponding DTG curves. The applicability of the technique for studying heterogeneous reactions with carbon tetrachloride and hexane vapours is presented. The utilization of an atomic absorption spectrophotometer equipped with a quartz cuvette for detecting the thermal evolution of mercury vapours is described, as well as detection potentials by molecular absorption (for NO and NH₃) and light scattering (for smoke evolved from organic matter). The results obtained with the suggested methods may, in some respects, valuably complement the results achieved with DTG and with flame ionization detection.

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Zusammenfassung Ein Atomabsorptionsspektrometer wurde mit einem konventionellen thermoanalytischen Quarzofen gekoppelt um thermische Abspaltprodukte nachzuweisen. In diesem kombinierten System wird das durch Kühlung des entwickelten Dampfes erhaltene Aerosol (Rauch) vom Ofen in die Flamme für den metallspezifischen Atomabsorptionsnachweis übergeleitet. Die spezielle Ausbildung der Austrittsöffnung gewährleistet die Bildung eines stabilen Aerosols. Die optimalen Versuchsbedingungen wurden durch Zinkchloridlösungen bei Anderung der Probenmasse, der Aufheizgeschwindigkeit und der Strömungsgeschwindigkeit des Ofengases im linearen Temperaturprogramm ermittelt. Die mit dieser Methode für verschiedene Zinkverbindungen erhaltenen Absorptions—Temperatur-Kurven wurden mit den entsprechenden DTG-Kurven verglichen. Die Anwendbarkeit dieser Technik bei dem Studium heterogener Reaktionen mit Kohlenstofftetrachlorid und Hexandämpfen wird gezeigt. Der Einsatz eines mit einer Quarzküvette zum Nachweis der thermischen Entwicklung von Quecksilberdampf versehenen Atomabsorptionsspektrometers wird beschrieben, sowie die Nachweisgrenze durch molekulare Absorption (für NO und NH₃) und Lichtstreuung (für aus organischem Material entwickelten Rauch). Die bei den beschriebenen Methoden erhaltenen Ergebnisse können, in mancher Hinsicht, die durch DTG und Flammenionisationsnachweis erhaltenen Ergebnisse wertvoll ergänzen.

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- , , . (), , . . , . — , , -. . - , , , ( NO NH₃) ( , ). , , , - .

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Presented in part at the 24th Hungarian Conference on Analytical Sptecroscopy, Miskolc, June 15–18, 1981. Abstracts pp. 159–162.

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The authors wish to express their thanks to S. Gál for his assistance in the present application of the temperature programmer developed by him and his group, and for the valuable discussions on the subject. Thanks are also due to K. Tomor and J. Kmives who participated in the comparative thermoanalytical measurements and their analysis.     

Gas-phase hydroformylation of propylene on Ru/SiO2 catalysts

Ru/SiO₂ catalysts prepared by reduction of supported RuCl₃·xH₂O are active in gas-phase hydroformylation of propylene at low pressure (ca. 0.3 MPa) of H₂+CO+C₃H₆ mixtured and show unexpectedly high selectivity towards unbranched oxo-products. Data concerning the effect of electronic state and dispersity of Ru on their catalytic behavior have been obtained.

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Ru/SiO₂, RuCl₃·xH₂O, (0,3 ) - . .

     

Change of selectivity of butadiene oxidation due to zeolitic support for phosphorus-vanadium catalyst

The effect of the OH groups of the zeolites HY, HZSM-5 and HZSM-11 on the selective behavior of the supported active component P–V–O (P/V=1) in the oxidation of butadiene is characterized in detail and discussed. It was shown that the change in the selectivity was caused by the interaction of the pure component with the protondonor centres of zeolite: on this type of catalysts with the supported active component only furan and not maleic anhydride is formed as a product.

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OH- HY, HZSM-5 HZSM-11 P–V–O (P/V=1) . , - : , .

     

Application of numerical methods to solve nonlinear inverse problems in calorimetry of hard materials

A method is suggested for numerical determination of heat capacity as a function of temperature using the data on nonstationary experiments. This is based on the solution of the inverse problem in the overdefined formulation, with allowance for the temperature distribution inside the solid. The algorithm developed for the solution of the problem allows determination of the heat capacity both in case of a material with a known thermal conductivity, and in the case when the thermal conductivity of the material is unknown and should be determined simultaneously with the heat capacity. The suggested method of numerical solution for the coefficient-type inverse problem of nonlinear thermal conductivity may also be of use in interpretations of the data of thermal analysis.

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Zusammenfassung Die vorgeschlagene Methode zur Bestimmung der Temperaturabhängigkeit der Wärmekapazität aus den Daten eines nichtstationären Versuchs gründet sich auf die Lösung der umgekehrten Aufgabe in einer überbestimmten Aufstellung, sie erlaubt, die Temperaturverteilung innerhalb der festen Probe in Betracht zu ziehen. Der ausgearbeitete Lösungsalgorithmus gestattet, die Wärmekapazität zu bestimmen, und zwar sowohl, wenn die Wärmeleitfähigkeit des Materials bekannt ist, als auch, wenn sie unbekannt ist und gleichzeitig mit der Wärmekapazität bestimmt werden soll. Die vorgeschlagene Methode der numerischen Lösung des Problems der inversen Koeffizienten bei der nichtlinearen Wärmeleitfähigkeit kann auch bei der Auswertung von Daten der thermischen Analyse verwendet werden.

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, . , , . .

     

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- . - , , .

     

Thermal and calorimetric investigations on crystalline hydrates of barium hydroxide and their deuterated analogues

The thermal decompositions of Ba(OH)₂ · 8H₂O, Ba(OH)₂ · 8D₂O, Ba(OH)₂ · H₂O and Ba(OH)₂ · D₂O were studied and the phase transitions were identified by DSC and DTA methods. The corresponding enthalpy changes were determined and compared with those calculated from the thermodynamic data. A decrease of the thermal stability was demonstrated for the deuterated crystal hydrates in comparison with the normal ones.

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Zusammenfassung Die thermische Zersetzung von Ba(OH)₂ · 8H₂O, Ba(OH)₂ · 8D₂O, Ba(OH)₂ · H₂O und Ba(OH)₂ · D₂O wurde untersucht. Phasenübergänge wurden mittels DSC und DTA ermittelt. Die entsprechenden Enthalpieveränderungen wurden bestimmt und mit den aus thermodynamischen Daten berechneten Werten verglichen. Die deuterierten Kristallhydrate sind thermisch weniger stabil als die leichtes Kristallwasser enthaltenden Verbindungen.

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()₂ · 8₂, ()₂ · 8D₂O, Ba(OH)₂·H₂O Ba(OH)₂·D₂O. , . .

     

Physical properties of the catalyst used for the partial oxidation of anthracene to anthraquinone. I. M?ssbauer study

Mössbauer measurements on the intermediate and active material used for partial oxidation of anthracene to anthraquinone are reported. The fraction of ferric and ferrous ions as well as their coordination types are determined.

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, . , .

     

Nitrate and sulfite catalyzed reaction of monooxalatotetraaquachromium(III) and ethylenediaminetetraacetate

The kinetics of the reaction between monooxalatotetraaquachromium(III) and ethylenediamenetetraacetate have been studied in acidic media. The reaction is accelarated by nitrite and sulfite ions. The mechanism for the catalyzed reaction is discussed in terms of the formation of Cr(ONO)(ox)(H₂O)₃ and Cr(OSO₂H)(ox)(H₂O)₃. The catalytic effect of sulfite is greater than that of nitrite. Spectral evidence is presented for the formation of nitrito and sulfito species.

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() (III) . , . Cr(ONO)(ox)(H₂O)₃ Cr(OSO₂H)(ox)(H₂O)₃. . .

     

IR and thermal studies on lanthanum zirconyl oxalate

Lanthanum zirconyl oxalate hydrate (LaZO) was prepared and characterized by chemical analysis and i.r. spectral studies. Its thermal decomposition was investigated by using DTA, TG, X-ray diffraction and i.r. spectral studies. On the basis of the TG and`isothermal results, a tentative decomposition scheme was proposed. In the first step the dehydration of LaZO takes place in two steps between room temperature and 498 K, to give the anhydrous compound. The anhydrous oxalate decomposes in a series of steps (498–548 K, 548–673 K and 673–773 K). Finally the decomposition of the carbonate takes place (773–1073 K) to give lanthanum zirconate (La₂Zr₂O₇).

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Zusammenfassung Lanthanzirkonyloxalathydrat (LaZO) wurde hergestellt und durch chemische Analyse sowie durch Infrarotspektroskopie charakterisiert. Seine thermische Zersetzung wurde unter Einsatz von DTA, TG, Röntgendiffraktion und Infrarotspektroskopie untersucht. Aufgrund der TG und isothermen Ergebnisse wurde ein Zersetzungsschema vorgeschlagen. In der ersten Stufe erfolgt die Dehydratisierung von LaZO in zwei Schritten zwischen (RT-498 K) um die Anhydroverbindung zu ergeben. Das wasserfreie Oxalat wird in einer Serie von Stufen zersetzt und verschiedene Zwischenprodukte enthalten sowohl Oxalat als auch Carbonat (498–548 K, 548–673 K und 673–773 K). Abschließend findet die Zersetzung des Carbonats statt (773–1073 K) unter Bildung von Lanthazirkonat (La₂Zr₂O₇).

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Résumé L'oxalate hydraté de lanthane-zirconyle (LaZO) a été préparé et caractérisé par analyse chimique et spectrométrie infrarouge. La décomposition thermique de ce composé a été examinée par ATD, TG, diffraction des rayons X et spectrométrie infrarouge. Un mécanisme de décomposition est proposé, d'après les résultats TG, obtenus en régimes dynamique et isotherme. Dans un premier temps la déshydratation de LaZO a lieu en deux étapes (température ambiante —498 K) pour fournir le composé anhydre. L'oxalate anhydre se décompose en plusieurs étapes et plusieurs composés intermédiaires contenant l'oxalate ainsi que du carbonate (498–548 K, 548–673 K, 673–773 K). Finalement, la décomposition du carbonate (773–1073 K) fournit du zirconate de lanthane (La₂Zr₂O₇).

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, . , , . , . , 498 . , , 498–548 , 548–673 673– 773 . 773–1073 -La₂Zr₂O₇.

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The authors are grateful to Dr. W. U. Malik, Prof. & Head of Chemistry Department, Roorkee University, for providing the research facilities. V. B. R. is also grateful to the CSIR (India) for the award of a senior research fellowship.     

Calorimetric studies of the magnetic transition of Gd in Gd-La alloys

Heat capacity measurements on h.c.p. solid solutions of lanthanum in gadolinium have been performed in an adiabatic calorimeter over a wide temperature range, and the temperature-dependence of the ferromagnetic transition of Gd by alloying with La has been evaluated.The hardening effects of this alloying are pointed out.A linear dependence of the molar volume on the concentration, close to Vegard's law, is found at room temperature; the effects of a second-order transition are outlined.

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Zusammenfassung Mit einem adiabatischen Kalorimeter ausgeführte, sich über einen weiten Temperaturbereich erstreckende Wärmekapazitätsmessungen an festen h. c. p. Lösungen von Lanthan in Gadolinium und die Temperaturabhängigkeit der ferromagnetischen Umwandlung von Gd beim Legieren mit La werden einer Betrachtung unterzogen. Die Härteeffekte des Legierens werden erörtert. Bei Raumtemperatur wurde eine lineare Abhängigkeit des molaren Volumens von der dem Vegard'schen Gesetz nahekommenden Konzentration festgestellt; die Effekte einer Umwandlung zweiter Ordnung werden erörtert.

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. , . , , .

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The author is grateful to Prof. A. Iandelli and Prof. G. L. Olcese for their interest and for helpful discussions.

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This work was supported by the Italian Consiglio Nazionale delle Ricerche.     

n-Hexane dehydrocyclization over Pt?Ni supported on alumina catalysts

Pt–Ni/-Al₂O₃ catalysts have been prepared and studied in n-hexane dehydrocyclization. The selectivity for benzene and toluene, a chain lengthening product formation was improved by Ni and correlated with its content.

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Pt–Ni/-Al₂O₃ -. Ni . Ni , .

     

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⁺ . , , - .

     

Studies with a derivatograph of the properties of a water film on a marble surface modified by tetradecylammonium chloride (TDACl)

The properties of water layers on bare marble and on marble samples covered with various amounts of tetradecylammonium chloride (TDACl) after flotation were investigated by thermal analysis methods. The dependences of the layer thickness, activation energy, enthalpy and entropy of the bonded watervs. the amount of TDACl previously deposited on the marble surface were determined. The results obtained and the literature data were used to propose an interpretation of the changes caused in these parameters by the coverage of the marble surface with TDACl molecules. A correlation between these parameters and the changes in water structure and marble flotatibility is also presented.

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Zusammenfassung Eigenschaften von Wasserfilmen auf unbeschichteten und mit Tetradecylammoniumchlorid (TDACl) in unterschiedlichen Mengen bedeckten Marmorproben wurden nach Flotation thermoanalytisch untersucht. Die Abhängigkeit der Schichtdicke, der Aktivierungsenergie und der Enthalpie und Entropie des gebundenen Wassers von der Menge des vorhergehend auf die Marmoroberfläche aufgebrachten TDACl wurden ermittelt. Die durch die Bedeckung der Marmoroberfläche mit TDACl verursachten Veränderungen dieser Parameter werden anhand der erhaltenen Resultate und von Literaturangaben interpretiert. Beziehungen zwischen diesen Parameters und Veränderungen der Wasserstrukturen und der Flotierbarkeit des Marmors werden angegeben.

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

     

Studies on catalytically active surface compounds, VIII. On the reaction of VCl4 with aerosil

The preparation and hydrolysis of silica supported vanadium catalysts have been investigated using VCl₄ as a paramagnetic probe. Chemical analysis shows the possibility of the VCl₄ molecule to react one, two, or three hydroxy groups of the surface. The type of reaction is influenced by the temperature of pretreatment of aerosil (TPA). ESR measurements show distortions of the tetrahedral coordination of the (SiO)_nVCl_4–n surface complex, which is strongest for the threefold attachment (n=3) of VCl₄ to the surface. Hydrolysis is accompanied by an increase of the coordination number and leads to highly mobile vanadium species.

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, VCl₄ . , VCl₄ , . . (SiO)_nVCl_4–n, VCl₄ (n=3). .

     

Influence of hydrogen on the aromatization of ethane over Pt/H-ZSM-5 zeolite

Hydrogen influences the activity and selectivity of a Pt/H-ZSM-5 zeolite in ethane aromatization by favoring hydrogenolysis and suppressing dehydrogenation and coking. H₂ formed during the reaction inhibits the aromatization activity.

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Pt/H-ZSM-5 , . H₂, , .