On stochastic models of solid-state reactions

The Avrami model of solid-state reactions or transformations has frequently been presented and compared with other stochastic models. The equation often applied is shown to be merely a simplification of the full Avrami model equation (FAME). A convenient procedure for application of the FAME to the kinetics of solid-state reactions is proposed.

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Zusammenfassung Das Avrami'sche Modell von Festkörperreaktionen wurde häufig dargestellt und mit anderen stochastischen Modellen verglichen. Hier wird gezeigt, dass die häufig verwendete Gleichung eine Vereinfachung der Vollständigen Avrami'schen Modellgleichung (FAME) darstellt. Die Anwendung der FAME auf die Kinetik von Festkörperreaktionen wird vorgeschlagen und eine geeignete Verfahrensweise empfohlen.

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, . , . , .

     

Adsorption properties of membrane catalysts

A method for adsorption measurements on catalysts with small surface areas has been devised. The adsorption of argon has been examined on membrane catalysts made from Pd–Ni and Pd–Ru alloys before and after catalytic experiments. A sharp change of the adsorption properties and an increase in the surface areas of catalysts after reactions have been observed.

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. Pd–Ni Pd–Ru . - .

     

Confidence range for the determination of kinetic constants obtained from steady-state measurements

The problem of the confidence range for the determination of kinetic constants obtained from steady-state measurements is studied. The range of constants every point of which reproduces the results with equal accuracy is selected. As an illustration, the steady-state kinetic model of butadiene cyclooligomerization in the presence of low-valent Ni complexes is discussed.

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, . , . .

     

Quantitative DTA of epoxy adhesives of technological interest

The glass transition temperatures,T _g, and thermal effects of polymerization,H, have been determined for five epoxy adhesives of unknown composition. From the trendsH vs./t _cure it has been possible to attain a phenomenological kinetic order of the polymerization rate at 100° through an iterative calculation procedure. For most of the investigated adhesives there are reasons (double peak of polymerization and doubleT _g signal) to assume that they are graft copolymers.

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Zusammenfassung Die Glas-Übergangstemperaturen (T _g) und dieH thermische Effekte der Polymerisation wurden für fünf Epoxy-Klebstoffe unbekannter Zusammensetzung bestimmt.Aus den TrendsH gegenübert _cure war es möglich eine phenomenologische kinetische Ordnung der Polymerisationsgeschwindigkeit bei 100° durch ein iteratives Berechnungsverfahren zu ermitteln.Für die meisten untersuchten Klebstoffe besteht der Grund — Doppelpeak der Polymerisation und doppeltesT _g-Signal — sie als Pfropfcopolymere zu betrachten.

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Résumé On a déterminé, pour cinq adhésifs époxy de composition inconnue, les températures de transition vitreuseT _g et les effets thermiques de polymérisationH.A partir de la variation deH en fonction du temps de recuit et par une méthode de calcul itératif, un ordre cinétique phénoménologique de la vitesse de polymérisation à 100° a pu être obtenu.Pour la plupart des adhésifs étudiés l'existence d'un pic double de polymérisation et d'une double transition vitreuseT _g permet de supposer qu'il s'agit de copolymères greffés.

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T _g H. H.-t. 100° . T _g , - .

     

Catalytic properties of some copper intermetallides in the oxidative dehydrogenation of methanol

Catalytic properties of copper intermetallides with Mg, Ga, In, La, Pr, Si, Ti, Ge, Zr, Sn, Se and Te have been examined. Most selective with respect to the yield of formaldehyde are Cu₃Si and Cu₃₁Sn₈. Cu₉Ga₄, Cu₃Ge, Cu₂Se and Cu₂Te are catalytically inactive. Cu₆La and Cu₆Pr possess high dehydrogenating activity but are not selective toward formaldehyde.

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Mg, Ga, In, La, Pr, Si, Ge, Zr, Sn, Se, Te. Cu₃Si Cu₃₁Sn₈. Cu₉Ga₄, Cu₃Ge, Cu₂Se Cu₂Te . Cu₆La Cu₆Pr , .

     

Kinetics and mechanism of the decomposition of pyrite under conventional and quasi-isothermal — quasi-isobaric thermoanalytical conditions

The kinetics and mechanism of the thermal decomposition of pyrite were examined by the method of quasi-isothermal and quasi-isobaric thermogravimetry (Q-TG). It emerged that by means of this technique the overlapping partial processes of the complicated oxidation and decomposition reactions of pyrite can be separated and studied independently from one another. It was found that the partial reactions FeS₂=FeS +S and Fe₂O_3–x(SO₄)_x=Fe₂O₃+SO₃ are endothermic processes taking place quasiisothermally and leading to equilibrium, while the oxidation FeS+O₂=Fe₂O_3–x(SO₄)_x is an exothermic process which takes place in an oscillating manner in a rather broad temperature interval.

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Zusammenfassung Autoren untersuchten die Kinetik und den Mechanismus der thermischen Zersetzung von Pyrit durch quasi-isotherme und quasi-isobare Thermogravimetrie (Q-TG). Es stellte sich heraus, daß sich überlagernde Teilprozesse der komplizierten Oxydations- und Zersetzungsprozesse von Pyrit mit Hilfe dieser Technik absondern und unabhängig voneinander untersuchen lassen. Es wurde festgestellt, daß die Teilreaktionen FeS₂=FeS+S und Fe₂O_3–x(SO₄)_x=Fe₂O₃+SO₃ endotherme Prozesse sind, die quasi-isotherm verlaufen und zu einem Gleichgewicht führen, während die Oxydation FeS+O₂=Fe₂O_3–x(SO₄)_x ein exothermer Prozeß ist, der oszillierend in einem ziemlich breiten Temperaturintervall verläuft.

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(Q-) . . , FeS₂=FeS+S Fe₂O_3–x(S₂O₄)_x=Fe₂O₃+SO₃ , . FeS+O₂ =Fe₂O_3–x(SO₄)_x , .

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The authors thank Prof. E. Pungor for valuable discussions, and Mrs. M. Kiss and Miss I. Fabian for their technical assistance.     

Electrocatalytic properties of oxide catalysts on a carbon carrier

Oxygen reduction of H₂O₂ decomposition have been investigated on carbon black and on carbon blacks promoted by cobaltates of different metals. Gas adsorption and electrochemical measurements reveal that the increase in rate on promoted catalysts is connected with the dispersity of cobaltates on the support surface.

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O₂ H₂O₂ , . , , .

     

Transalkylation of phenols over heteropoly acids

Transalkylation of 2,6-di-tert-butyl-4-R-phenols over solid heteropoly acids (H₃PW₁₂O₄₀, H₄SiW₁₂O₄₀, H₃PW₁₂O₄₀/SiO₂, H₄SiW₁₂O₄₀/SiO₂) in the presence of toluene or o-xylene as acceptors of a tert-butyl group at 100–140 °C produces 4-R-phenols with 92–98% yield (R = H, alkyl, aryl, etc.). HPAs are effective catalysts for the transalkylation of p-cresol and 2, 6-ditert-butyl-4-methylphenol.

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2,6----4-R- (H₃PW₁₂O₄₀, H₄SiW₁₂O₄₀, H₃PW₁₂O₄₀/SiO₂, H₄SiW₁₂O₄₀/SiO₂) 0- - 100–140°C 4-R- 92–98% (R = H, , ..). - 2,6----4-.

     

Cardiac glycosides ofAcokanthera venenata

Six cardenolides have been isolated from the leaves ofAcokanthera venenata G. Don: AV-1, mp 252–255°C, [] _D ²⁰ +39.4° (MeOH); AV-2, mp 199–208°C, [] _D ²⁰ -59.3° (MeOH); AV-3, mp 269–275°C/300–304°C, [] _D ²¹ –69.8° (MeOH); AV-4, mp 279–289°C; AV-5, mp 222–225°, [] _D ²⁰ -64.3° (MeOH); and AV-6, mp 193–196°C [] _D ²⁰ –23.8° (MeOH — CHCl₃). AV-5 has been identified as acovenoside A. AV-3 is a new cardiac glycoside: it is 1-acetoxy-3-(4-O--D-glucosyl-3-O-methyl--L-talomethylosyloxy)-14-hydroxy-5, 14-card-20(22)-enolide (glucoacovenoside B).Khar'kov State Pharmaceutical Institute. All-Union Scientific Research Institute of Drug, Chemistry and Technology, Khar'kov. Translated from Khimiya Prirodnykh Soedinenii, No. 3, pp. 372–376, May–June, 1987.     

Isoparametric kinetic relations for chemical transformations in condensed substances (Analytical survey). II. Reactions involving the participation of solid substances

Various manifestations of the kinetic compensation effect are considered in reactions involving the participation of solid substances under isothermal and nonisothermal conditions, as well as manifestations of other isoparametric correlations. It is shown that isoparametric correlations can be used for the analysis of solid-phase reactions and the exclusion of artefacts in nonisothermal kinetics.

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Zusammenfassung Verschiedene Erscheinungen des kinetischen Kompensationseffektes bei unter Beteiligung von festen Substanzen unter isothermen und nichtisothermen Bedingungen verlaufenden Reaktionen werden erörtert, ebenso Erscheinungen anderer isoparametrischer Korrelationen. Es wird gezeigt, daß isoparametrische Korrelationen zur Analyse von Festphasenreaktionen und zum Ausschluß von Artifakten in der nicht-isothermen Kinetik herangezogen werden können.

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, , . .

     

Catalysts for metathesis of olefins, prepared by anchoring of MoO2(acac)2 to Al2O3

New highly active catalysts for metathesis of olefins were obtained through the interaction of bis(acetylacetonato)dioxymolybdenum(VI) with surface OH groups of -Al₂O₃ and subsequent reduction in H₂ or CO.

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()(VI) OH -Al₂O₃ H₂ CO .

     

Interaction between metal and support: Effects of support acidity on adspecies of co over Ru

Supported Ru/X catalysts (X: SiO₂, Al₂O₃, SiO₂·Al₂O₃, HY) have been investigated by IR and TPR (temperature programmed reduction). Due to interaction between Ru and Lewis or Brönsted sites of the support, the Ru sites become electron-deficient. Stronger acidity of the support makes the Ru sites more electron-deficient, and as a result, adspecies of Ru⁺ (CO)₄ or Ru⁺(CO)₂ can occur more easily.

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Ru/X (X:SiO₂, Al₂O₃, SiO₂·Al₂O₃, HY) - . Ru . , Ru⁺(CO)₄ Ru⁺(CO)₂.

     

Kinetic studies of hydrogen and carbon monoxide adsorption on Re2O7/Al2O3 catalysts

Kinetic studies of hydrogen and carbon monoxide adsorption on reduced Re₂O₇/Al₂O₃ catalysts have revealed that its activation energy decreases with increasing reduction degree of rhenium oxide. Adsorption of gases is suggested to take place on metallic rhenium atoms.

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- . , . , .

     

Thermal studies of the reactions of vanadium(V) oxide with other transition metal oxides

Studies of the thermal behaviour of binary oxide mixtures containing vanadium(V) oxide (V₂O₅-TiO₂, V₂,O₅- MoO₃, V₂,O₅-ZrO₂ and V₂O₅-ZnO) have shown that the evolution of gaseous oxygen at fairly low temperatures is characteristic of those systems which are eflective catalysts for the oxidation of hydrocarbons. No weight changes were observed with V₂, O₅-ZnO mixtures under these conditions and, in accordance with this, zinc(II) oxide does not enhance the catalytic activity of vanadium(V) oxide. In V₂O₅-containing systems, evolution of oxygen occurs during the reduction of V₂O₅ to V₂O₄. This process is accelerated in the presence of certain metal oxides and such acceleration may be caused by structural interactions at the interface of the oxides. Among the systems studied, the formation of compounds such as Mo₆V₉O₄₀ is thought to be of little significance from the catalytic point of view.

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Zusammenfassung Die Untersuchung des thermischen Verhaltens vanadium(V)-oxid-haltiger binärer Mischungen (V₂O₅-TiO₂, V₂O₅-MoO₃, V₂O₅-ZrO₂ und V₂O₅-ZnO) ergab, daß die Entwicklung gasförmigen Sauerstoffs bei niedrigen Temperaturen für jene Systeme, welche effektive Katalysatoren der Oxidierung von Kohlenwasserstoffen sind, charakteristisch ist. Keine Gewichtsänderungen wurden bei Mischungen von V₂O₅-ZnO unter diesen Bedingungen beobachtet und dementsprechend fördert Zink(II) Oxid die katalytische Aktivität von Vanadium(V) Oxid nicht. In V₂O₅-haltigen Systemen erfolgt die Sauerstoffentwicklung während der Reduktion von V₂O₅ zu V₂O₄. Dieser Vorgang wird durch die Anwesenheit gewisser Metalloxide beschläunigt und kann durch strukturelle Wechselwirkungen an der Grenzfläche der Oxide gedeutet werden. Bei den untersuchten Systemen wird die Bildung von Verbindungen wie Mo₆V₉O₄₀ vom Gesichtspunkt der Katalyse als wenig bedeutend betrachtet.

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Résumé L'étude du comportement thermique de mélanges d'oxydes binaires contenant de l'oxyde de vanadium(V) (V₂O₅-TiO₂, V₂O₅-MoO₃, V₂O₅-ZrO₂ et V₂O₅-ZnO) a montré que le dégagement de gaz oxygène à température relativement faible est caractéristique des systèmes qui sont des catalyseurs actifs de l'oxydation des hydrocarbures. Avec les mélanges V₂,O₅-ZnO, on n'a pas observé de variations pondérales dans les mêmes conditions et, en accord avec l'observation faite, l'oxyde de zinc(II) n'augmente pas l'activité catalytique de l'oxyde de vanadium(V). Dans les systèmes contenant V₂O₅, le dégagement d'oxygène a lieu au cours de la réduction de V₂O₅ en V₂,O₄. Cette réaction est accélérée en présence de certains oxydes métalliques. Le phénomène d'accélération peut être dû à des interactions structurales à l'interface des oxydes. Dans les systèmes étudiés, la formation de composés comme Mo₆V₉O₄₀ est considérée de peu d'importance du point de vue catalytique.

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, (V₂O₅-iO₂, V₂O₅-₃, V₂O₅-ZrO₂ V₂O₅-ZnO), , , . V₂O₅-ZnO , , () . , , V₂O₅ V₂O₄. . Mo₆V₉O₄₀ , .

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The authors would like to thank Dr. D. J. Cole for carrying out the experimental work.     

Effect of the experimental conditions on the thermooxidative behaviour of vegetable oils

The thermooxidative behaviour of sunflower and rapeseed oils has been investigated by means of a derivatograph, using both dynamic and static (isothermal) temperature programs. The aim was to find the optimum experimental conditions for studying the oxidative stability of edible oils, in order to determine their storability. A novel method has been developed for the rapid indication of stability by modelling the oxidative changes under isothermal conditions.

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Zusammenfassung Das thermooxidative Verhalten von Sonnenblumen- und Rapsöl wurde mittels eines Derivatographen unter Einsatz dynamischer und statischer (isothermer) Temperaturprogramme untersucht. Der Zweck der Arbeit war die optimalen Versuchsbedingungen zur Bestimmung der Oxidationsstabilität von Speiseölen zu finden um ihre Lagerfähigkeit zu bestimmen. Eine neue Methode zur schnellen Ermittlung der Stabilität wurde mittels Modellierung der oxidativen Änderungen unter isothermen Bedingungen erarbeitet.

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Résumé On a étudié l'oxydabilité thermique des huiles de tournesol et de colza, à l'aide d'unDerivatigraph et en utilisant des programmes de température dynamiques et statiques (isothermes). Le but du travail était de trouver les conditions d'expérience les mieux adaptées à l'étude de la résistance à l'oxydation des huiles alimentaires afin de déterminer les conditions de leur stockage. On a mis au point une nouvelle méthode qui indique rapidement la stabilité de l'huile en reproduisant les changements d'oxydation en conditions isothermes.

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, ( ) . , , . .

     

Compensation effect in solid-state reactions. Thermolysis of one substance under differing experimental conditions

The compensation effect (lgZ=aE+wb) appearing at the thermolysis of one substance under different experimental conditions is discussed. The compensation effect of one and the same substance has no other physical meaning except the simple confirmation of the analytical relationship between lgZ andE that follows from the Arrhenius equation, and of the impossibility to determineZ from any independent experiment. Values of the coefficienta can not be the measure of the ruptured bond strength.

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(lgZ=+b), . , lgZ E ( ) Z . a .

     

Effect of rare earth ions on the catalytic activity of Ln2MnNiO6 perovskites

Abstract A series of rare earth transition metal perovskites has been synthesized and the catalytic activity tested for 2-propanol decomposition. The effect of rare earth ions on the catalytic activity can been understood from the correlations obtained between the physico-chemical properties and the catalytic activity of the perovskites.

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, , 2-. , - .

     

Etude de vanadates du vanadium(V) par analyse thermique

Résumé Nous avons étudié, par absorption infrarouge, trois séries de vanadates du V (V) et leurs produits de transformation au cours du chauffage.Les o-vanadates montrent une structure tétraèdrique simple qui se conserve jusqu'à 950° C au moins.Lesp- etm-vanadates se présentent sous deux formes de structure un peu différente, selon la température à laquelle on les porte.Les pyrovanadates et un certain nombre de métavanadates possèdent une structure formée de chaînes de tétraèdres VO₄ liés par un sommet d'oxygène.Les autres métavanadates sont constitués de chaînes de bipyramides triangulaires liées par une arête.

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Three series of vanadates of vanadium(V) and their decomposition products, obtained by thermal treatment, were subjected to investigation by infrared adsorption spectroscopy.o-vanadates have a tetrahedral structure which they preserve up to 950°.p-and m-vanadates appear in two slightly different structures depending on the temperature.Pyrovanadates and certain m-vanadates form chains of VO₄ tetrahedra which are connected at the apex. Other m-vanadates consist of trigonal bipyramidal chains linked along an edge.

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Zusammenfassung Drei Serien der Vanadate des Vanadium (V) und ihrer durch thermische Behandlung erhaltenen Umwandlungsprodukte wurden einer Prüfung durch infrarote Absorptionspektroskopie unterworfen.Die o-Vanadate besitzen eine tetraedrische Struktur, welche sie mindestens bis 950° C beibehalten. Die p- und m-Vanadate erscheinen je nach der Erhitzungstemperatur in zwei wenig unterschiedlichen Strukturen.Pyrovanadate und gewisse Metavanadate bilden Ketten aus VO₄ Tetraedern, verbunden an den Sauerstoffspitzen. Die übrigen Metavanadate bestehen aus dreieckigen bipyramidalen Ketten, verbunden entlang einer Kante.

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, , .- , 950°. - - , . - VO₄, . - , .

     

The thermal properties of polysiloxanes poly(dimethyl siloxane) and poly(diethyl siloxane)

New measurements and literature data on polysiloxanes covering heat capacities, transition parameters, enthalpies, entropies and Gibbs energies are presented and critically reviewed. TheATHAS computation method is used to bring heat capacities into agreement with an approximate frequency spectrum. The various crystal and mesophases are discussed. TheATHAS (1990) recommended data are as follows: For poly(dimethyl siloxane) the glass transition is at 146 K with an increase in heat capacity of 29.24 J/(K mol). The completely crystalline sample melts at about 219 K with a heat of fusion of 2.75 kJ/mol. For poly(diethyl siloxane) the glass transition is at 135 K with an increase in heat capacity of 34.48 J/(K mol). The completely crystalline sample changes to a condis crystal at 206.7 K with a heat of disordering of 2.72 kJ/mol. The transition to a poorly characterized viscous crystal with thermodynamic properties close to the melt occurs at 282.7 K with an enthalpy of transition of 1.84 kJ/mol. Final fusion occurs at 308.5 K and a small endotherm of about 231 J/mol. Tables of heat capacities, enthalpies, entropies and Gibbs energies are given from 0 K to 550 K.

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Zusammenfassung Neue Messungen und Literaturangaben von Polysiloxanen über Wärmekapazität, Umwandlungsparameter, Enthalpien, Entropien und Gibbssche Energien werden vorgestellt und kritisch betrachtet. Das Rechenverfahren ATHAS wurde benutzt, um die Wärmekapazitäten mit einem annähernden Frequenzspektrum in Einklang zu bringen. Es wurden die verschiedenen Kristall- und Mesophasen diskutiert. Die von ATHAS (1990) empfohlenen Werte sind wie folgt: Für Poly(dimethylsiloxan) beträgt der Glasumwandlungspunkt 146 K bei Zunahme der Wärmekapazität um 29.24 J/(K.mol). Die vollständing kristalline Probe schmilzt bei etwa 219 K mit einer Schmelzwärme von 2.75 kJ/mol. Für Poly(diethylsiloxan) beträgt der Glasumwandlungspunkt 135 K bei Zunahme der Wärmekapazität um 34.48 J/(K.mol). Die vollständig kristalline Probe wandelt sich bei 206.7 K um, die Fehlordnungswärme beträgt 2.72 kJ/mol. Die Umwandlung in einen wenig verstandenen viskosen Kristall, dessen thermodynamische Eigenschaften denen der Schmelze gleichen, erfolgt bei 282.7 K mit einer Umwandlungsenthalpie von 1.84 kJ/mol. Letztendlich verläuft das Schmelzen bei 308.5 K mit einem kleinen endothermen Effekt von etwa 231 J/mol. Wärmekapazitäten, Enthalpien, Entropien und Gibbssche Energien sind für den Bereich 0 K–550 K tabellarisch angegeben.

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, , , , . ATHAS , - . . ATHAS (1990) : 146 29,24 / ·. 219 2,75 /. 135 34,48 /·. 206,7 2,72 /. « » 282,7 1,84 /. 308,5 231 /. , , 0–550 .

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This work was supported by the National Science Foundation, Polymers Program, Grant #DMR 83-17097 and early work of J.P.W. was supported by the Am. Chem. Soc. Petroleum Research Found, Grant 12431-AC7. In addition at Oak Ridge National Laboratory the work was sponsored by the Division of Materials Sciences, Office of Basic Energy Sciences, U.S. Department of Energy under contract DE-AC05-84OR21400 with Martin Marietta Energy Systems Inc.     

Cobalt complex with immobilized porphyrin in hydrazine oxidation

Porphyrin immobilized on silica and its complex with cobalt have been prepared and identified. Oxidation kinetics is described by the Michaelis-Menten equation.

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