Thermal behaviour of complex carbon-silica adsorbents (carbosils)

The thermal properties of complex carbon-silica adsorbents (carbosils) were investigated using differential thermal analysis. The adsorbents were prepared by pyrolysis of-phenylethyl alcohol,n-octanol,p-chlorotoluene and mixtures of these substances on silica gel surfaces, and they were treated with hydrogen. Thermal analysis was carried out in air atmosphere. The following parameters characterizing the properties of the adsorbents were determined: carbon and hydrogen contents, specific surface area, nitrogen adsorption isotherms, differential distribution of pore volumes according to their radii, carbon layer thickness, conversion degree of the substance pyrolysed, and surface micrographs. The effects of the nature of the carbonized substance and pyrolysis intermediates on the thermal properties of the complex adsorbent are discussed.

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Zusammenfassung Thermische Eigenschaften von Kohlenstoff-Siliciumdioxid-Adsorbentien (Carbosil) wurden differentialthermoanalytisch untersucht. Die Adsorbentien wurden durch Pyrolyse von-Phenylethylalkohol,n-Octanol,p-Chlortoluen und Mischungen dieser Verbindungen auf Silicagel-Oberflächen hergestellt und mit Wasserstoff behandelt. Die thermische Analyse wurde in Luftatmosphäre ausgeführt. Die Adsorbentien wurden durch Bestimmung folgender Parameter charakterisiert: Kohlenstoff- und Wasserstoffgehalt, spezifische Oberflächengröße, Stickstoffadsorptionisothermen, différentielle Porenvolumenverteilung, Dicke der Kohlenstoffschicht, Konversionsgrad der pyrolysierten Substanz, mikroskopische Abbildungen der Oberfläche. Zusammenhänge zwischen der Natur der carbonisierten Substanz und der Pyrolysezwischenprodukte einerseits und der thermischen Eigenschaften des komplexen Adsorbens andererseits werden diskutiert.

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— ( ), - , -, . , , , , , , , . .

     

Reactivity of coordinated O2? towards. One-electron oxidants

Ion-radical complexes Ti(IV) (O ₂ ^– ) are unreactive towards most oxidants except Ce(IV) and Cr₂O ₇ ^2– . The one-electron redox potential for the O_{2 coord.}/O _{2 coord.} ^– couple lies between 1 and 1.6 V.

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- O ₂ ^– Ti(IV) , Ce(IV) Cr₂ O ₇ ^2– . - O_{2 .}/O ₂ ^– . 1 1,6 .

     

Topological aspects of differential thermal analysis

The most important calorimetric methods have been reviewed: the differential thermal analysis (DTA) as basic disposition and the scanning calorimetry (DSC) as well as the adiabatic rate calorimetry (ARC). The thermal circuits of these are expressed by bond diagrams as conceived by topological thermodynamics. It has been stated that the heat flux associated with the process of transformation is virtually (uncompensated) transferred in the DTA system, really transferred (compensated) in the DSC and ARC systems, between the two containers through a transfer medium assumed to be purely dissipative.

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Zusammenfassung Eine Übersicht über die wichtigsten kalorimetrischen Methoden, sowie die Differentialthermoanalyse (DTA) als Grundverfahren, die Abtastkalorimetrie (DSC) und die adiabatische Geschwindigkeitskalorimetrie (ARC) wird gegeben. Die thermischen Kreise derselben werden durch Bindungsdiagramme, wie sie an Hand der topologischen Thermodynamik erhalten werden, ausgedrückt. Es wurde festgestellt, dass die Wärmeströmung mit dem Umwandlungsprozess assoziiert scheinbar (unkompensiert) in das DTA-System, wahrhaftig (kompensiert) in die Systeme DSC und ARC übertragen wird, undzwar zwischen den zwei Behältern durch ein als rein zerstreuend angenommenes Transfermedium.

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Résumé Mise au point sur les méthodes calorimétriques les plus importantes: l'analyse thermique différentielle (ATD) comme technique de base, l'analyse calorimétrique différentielle à compensation de puissance (DSC) et la calorimétrie à vitesse adiabatique (ARC). Les circuits thermiques de ces techniques s'expriment par des diagrammes de liaisons comme ceux conçus par la thermodynamique topologique. On établit que le flux de chaleur associé au processus de la transformation est virtuellement transferré (sans compensation) en ATD et réellement transferré (avec compensation) en DSC et ARC, entre les deux conteneurs par un milieu de transfert supposé être purement dissipatif.

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Effect of medium composition on the monooxygenase activity of immobilized hemin in aniline oxidation

The effect of the composition of the reaction medium on the rate of aniline oxidation to p-aminophenol by hydrogen peroxide on hemin immobilized on -propylimidazole-modified silica has been studied. Organic solvent additives (alcohols, esters and nitriles) are shown to increase the reaction rate. The observed effect is attributed to the decrease of the medium dielectric constant.

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

     

Dehydroxylation and catalytic activity of dealuminated Y zeolites

Dehydroxylation and catalytic conversion of m-xylene over dealuminated zeolites were studied.

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- .

     

Kinetic conversion of complex hydrocarbon mixtures in reforming on platinum/alumina catalysts

General forms of the kinetic equations for the conversion of various hydrocarbons in reforming of multicomponent gasoline fractions on platinum/alumina catalysts have been confirmed experimentally by using a gradientless method.

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Thermal decomposition of 5-Nitro-2-Furaldehyde Semicarbazone

Nitrofurazone, 5-nitro-2-furaldehydesemicarbazone, pharmaceutical compound, has been synthesized and its thermal behaviour studied by DTA, DSC and TG. The resulting thermoanalytical curves, showing that the maximum change in mass occurred at 516.5 K, with a 67% weight loss, are in good correlation with the enthalpy of the decomposition reaction, 326.93 kJ mol^–1. On the basis of the results, it is possible to establish the mechanism of the thermal decomposition and to acquire information on the stability of the analyzed organic compound, 5-nitro-2-furaldehydesemicarbazone.

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Zusammenfassung Das Arzneimittel Nitrofurazon (5-Nitro-2-furaldehyd-Semicarbazon) wurde synthetisiert und dessen thermisches Verhalten mittels DTA, DSC und TG untersucht. Die erhaltenen thermoanalytischen Kurven, die einen Gewichtsverlust von 67 Gew.-% mit maximaler Geschwindigkeit der Gewichtsabnahme bei 516,5 K zeigen, sind in guter Übereinstimmung mit der Enthalpie der Zersetzungsreaktion von 326,93 kJ·mol^–1. Aus den Versuchsergebnissen können der Mechanismus der thermischen Zersetzung abgeleitet und Informationen über die Stabilität von 5-Nitro-2-furaldehyd-Semicarbazon erhalten werden.

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, — 5-. , (67%) 516,5 , , 326,93 ·^–1. .

     

Kinetic analysis of temperature-programmed desorption of hydrogen after reduction of a NiNaY zeolite

From the kinetic analysis of TPD curves it can be calculated that hydrogen desorption after reduction at lower temperatures can be described by a rate equation of first order, while reduction at higher temperatures provides a second order equation interpreted by a change of the rate-determining step of the complex desorption process.

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, , , 2- . , .

     

Analysis of thermal processes: The exponential integral

Thermal processes can often be characterized by peak reaction temperatures, pre-exponentials, and activation energies, as well as by other parameters. Values of the exponential integralEi(–x), or of a related integralI(x), where the numeric argumentx is a function of activation energy and temperature, are essential to the analyses of many of these processes. It is shown that the use of only the first term of the concomitant asymptotic series to approximate these integrals can result in less reliability than the uncertainty in thermal reaction data. Hence, values ofI(x) which are accurate to 4 significant digits over the range ofx from 15 to 50 are presented.

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Zusammenfassung Thermische Vorgänge können oft durch Spitzenreaktionstemperaturen, präexponentiellen Faktoren, Aktivierungsenergien oder andere Parameter gekennzeichnet werden. Werte des exponentiellen IntegralsEi(–x) oder eines entsprechenden IntegralsI(x), wobeix die Funktion von Aktivierungsenergie und Temperatur ist, sind wichtig zur Analyse vieler dieser Prozesse. Es wurde gezeigt, daß die Benutzung nur des ersten Gliedes der sich nähernden asymptotischen Serie zur Approximation dieser Integrale in geringerer Verläßlichkeit resultiert als die Unsicherheit der thermischen Daten. Werte vonI(x), die genau auf 4 signifikante Zahlenwerte über den Wert vonx von 15 bis 50 zutrafen, wurden vorgelegt.

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, , . Ei(–x), I(x), , . I() 4-4- x 15 50.

     

Generation of model reactions leading to limit cycle behavior

The system of differential equations by Feistel and Ebeling has been generalized. Some new formal kinetic reactions with two internal components, which may exhibit limit cycle behavior have been studied. Based upon the numerical integration of the deterministic models of these reactions the oscillatory character of the systems has been confirmed.

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. , . .

     

A rapid method for catalyst testing. Zeolite catalysts for methanol conversion to hydrocarbon

A rapid method for testing catalysts is suggested, which permits a 30-fold reduction in the time of their examination. The method is recommended for studying catalytic processes taking place with either evolution or absorption of heat.

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- , Qj 30 . , .

     

Kinetics and mechanism of oxidation of D-altrose by aqua-cerium(IV) in perchloric acid medium

Kinetics of the oxidation of D-altrose by Ce(IV) perchlorate has been studied in perchloric acid medium. At equivalent concentrations the overall order of the reaction is two, being unity in each reactant. The reaction is characterized by a primary positive kinetic salt effect. Perchloric acid has been found to enhance the rate, while the addition of the reaction products retards the rate. No evidence for initial complexation has been obtained. Thermodynamic parameters have been determined and a mechanism consistent with the observed results is proposed.

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D- Ce(IV) . , . . , . . , .

     

Kinetics of perborate oxidation of quinol

The perborate oxidation of quinol in aqueous acetic acid is first order with respect to perborate, zero order with respect to quinol, and first order with respect to H⁺. The oxidation is faster than H₂O₂ oxidation. Breakdown of protonated perboric acid is suggested as the rate-limiting step.

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, H⁺. . , , , .

     

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.     

IR and thermal studies on lithium oxomolybdenum(VI) oxalate

A new molybdenum(VI) complex, Li₂[Mo₂O₆(C₂O₄)] · 2 H₂O (LMO), was prepared and characterized by chemical analysis and IR spectral studies. Its thermal decomposition was studied by using TG and DTA techniques. LMO loses its two moles of water between 75 and 170° to give the anhydrous product, which decomposes in three stages between 240 and 380°. The first two stages occur in the temperature ranges 240–280° and 280–305°, to give intermediates with the tentative compositions Li₆[Mo₆O₁₉(C₂O₄)₂] and Li₆[Mo₆O₂₀(C₂O₄)], respectively. In the third stage, which extends up to 380°, Li₆[Mo₆O₂₀(C₂O₄)] decomposes to give the end-product, Li₂Mo₂O₇.

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Zusammenfassung Ein neuer Molybdän(VI)-Komplex der Formel Li₂[Mo₂O₆(C₂O₄)] · 2 H₂O (LMO) wurde dargestellt und durch chemische Analyse und IR-spektroskopisch charakterisiert. Die thermische Zersetzung dieses Komplexes wurde mittels TG und DTA untersucht. LMO verliert die zwei Wassermoleküle zwischen 75 und 170° unter Bildung des wasserfreien Produktes, das zwischen 240 und 380° in drei Stufen zersetzt wird. Die in den Temperaturbereich von 240–280° und 280–305° verlaufenden ersten zwei Reaktionsschritte ergeben Intermediäre der tentativen Zusammensetzung Li₆[Mo₆O₁₉(C₂O₄)₂] bzw. Li₆[Mo₆O₂₀(C₂O₄)]. In dem sich bis 380° erstreckenden dritten Reaktionsschritt wird Li₆[Mo₆O₂₀(C₂O₄)] unter Bildung des Endproduktes Li₂Mo₂O₇ zersetzt.

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Li₂[MO₂O₆(C₂O₄] · 2 ₂ . . - 70–170° , , 240–380°. 240–280° 280–305° - Li₆[Mo₆O₁₉(C₂O₄)₂] Li₆[Mo₆O₂₀(C₂O₄)]. - 380° Li₂Mo₂O₇.

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The authors are grateful to Prof. S. N. Tandon, Head of the Chemistry Department, for providing the research facilities.     

Modification of the catalytic and chemisorptive properties of Pt/SiO2 catalysts by high temperature reduction and restoration by O2?H2 treatments

The reduction of Pt/SiO₂ at 1100 K results in a decrease of the quantity of absorbed hydrogen and of the catalytic activity in benzene hydrogenation, ethane hydrogenolysis and neopentane isomerization, which cannot be accounted for by metal sintering. O₂ treatment followed by reduction at moderate temperature restores the usual properties of the catalyst. This behavior is similar to that observed on Pt/TiO₂ catalysts, the difference lying in the temperature at which the phenomenon appears.

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Pt/SiO₂ 1100 , , . O₂ , . Pt/TiO₂ , .

     

Thermal ignition studies on metallized fuel-oxidizer systems

The thermal ignition behaviour of various mixtures of organic fuels, magnesium and ammonium nitrate (AN) has been examined by differential thermal analysis technique. It has been observed that the thermal decomposition/ignition of organic fuel-AN mixtures is modified significantly in the presence of magnesium metal. The decomposition characteristics of the binary mixtures of AN with various metals indicate the specific action of magnesium and zinc in lowering the decomposition temperature. A possible explanation for the low temperature decomposition is given in terms of the solid state reaction causing the fusion of AN which further reacts with the metal resulting in a highly exothermic reaction.

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Zusammenfassung Mittels DTA wurde das thermische Initiierungsverhalten verschiedener Gemische aus organischen Brennstoffen, Magnesium und Ammoniumnitrat (AN) untersucht. Es wurde festgestellt, daß die thermische Zersetzung/Initiierung von Gemischen aus organischen Brennstoffen und AN durch die Gegenwart von metallischem Magnesium bedeutsam beeinflußt wird. Die Zersetzungscharakteristiken binären Gemische aus AN und verschiedener Metalle zeigen eine spezielle Wirkung von Magnesium und Zink bei der Herabsetzung der Zersetzungstemperatur. Eine mögliche Erklärung für die Zersetzung bei niedrigerer Temperatur kann in Bezug auf die Festkörperreaktion gesehen werden, die das Schmelzen von AN verursacht, welches dann mit dem Metall stark exotherm reagiert.

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, (). , / — . . , , .

     

Effect of reduction temperature on the dehydrocyclizing activity of pure chromia and chromia containing K2O and CaO

The dehydrocyclization of n-heptane at 520–550°C over pure chromia and chromia with added CaO and K₂O (5 wt.% each) has been investigated. Introduction of an alkaline additive into Cr₂O₃ decreases markedly the yield of toluene. Raising of the reduction temperature of alkali-containing samples from 550 to 700°C results, in contrast to pure Cr₂O₃ and chromia-alumina systems, not in diminished, but in increased yields of toluene, the activity enhancement being particularly pronounced for the CaO-containing catalyst. These increased activities cannot be correlated either with variations in specific surface area or changes in the content of Cr⁶⁺ during subsequent oxidation, and presumably should be ascribed to more extensive catalyst reduction at higher temperatures.

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- 520–550° CaO K₂O ( 5% .). Cr₂O₃ . 550° 700° , Cr₂O₃ , , , CaO. , , .

     

Microcalorimetric studies of slag alkaline binders

Calorimetric measurements were carried out on the hydration of slag activated by sodium hydroxide, sodium carbonate and water glass at 60 °C. The results can be correlated with the mechanical properties of the cured cements. The studies confirmed the applicability of calorimetry in the testing of activators used in concrete technology.

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Zusammenfassung Die Hydratation von Schlacke bei 60 °C und Aktivierung mit Natriumhydroxid, Natriumcarbonat oder Wasserglas wurde durch kalorimetrische Messungen verfolgt. Die Ergebnisse lassen sich mit den mechanischen Eigenschaften der erhärteten Zemente korrelieren. Die Untersuchungen bestätigen die Brauchbarkeit der kalorimetrischen Methode zum Testen von Aktivatoren in der Betontechnologie.

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, 60° , . . , - .

     

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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