A rapid method for catalyst activity measurements by combination of pulse reactor, mass spectrometer and process computer

The combination of a pulse reactor attached directly (without a separation column) to a mass spectrometer/process computer system is described. To obtain a conversion/temperature diagram for the dehydration and dehydrogenation of 2-butanol less than one hour is required. Therefore, the method can be used for rapid characterization or comparison of the activities of various samples.

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, ( ) - . / 2- . .

     

Acidity modification by thermal and steam treatment in silica-alumina and its relation with methanol to hydrocarbons reaction

The physical properties as well as the acidity of an amorphous silica-alumina were modified by steam and thermal treatments and a general correlation (including samples modified by other methods) between hydrocarbon formation and surface acidity was obtained.

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, . ( , ) .

     

Kinetics of ion exchange sorption of phosphate

The kinetics of phosphate sorption on Amberlite IRA-400 has been studied as a function of temperature, nature of counterions, at two different concentrations. The film and particle diffusion coefficients and the activation parameters of the process are calculated.

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IRA-400 , . .

     

Sensitivity of the solution of kinetic differential equation systems to the variations in the initial state exemplified by liquid-phase chain oxidation of hydrocarbons

The influence of the initial states on the solution of the system of differential equations for the chain mechanism of liquid phase hydrocarbon oxidation has been studied.

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, .

     

The investigation of thermally treated glasses of controlled porosity by means of differential thermal analysis

Some of the materials used as chromatography packings, adsorbents or catalyst supports are glasses of controlled porosity (CPGs). The chemical structure of these materials can easily be changed by heating the porous glass. Such thermal modification leads to the enrichment of the CPG surface in boron atoms. The long exposure of CPGs to thermal treatment can even cause the formation of borate crystals in the pores of the glasses. This paper considers the application of thermal analysis to the investigation of porous glasses heated for different periods of time.

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Zusammenfassung Einige der als chromatographische Säulenpackungen, Adsorbenten oder Katalysatorträger verwendeten Materialien sind Gläser mit definierter Porosität (CPGs). Die chemische Struktur dieser Materialien kann leicht durch Erhitzen verändert werden. Eine solche thermische Modifizierung führt zu einer Anreicherung von Bor in der Oberflächenschicht. Eine langdauernde Erhitzung der CPGs kann sogar zur Bildung von Boratkristallen in den Poren der Gläser führen. Im vorliegenden Artikel wird die Anwendung der thermischen Analyse zur Untersuchung von porösen Gläsern in Abhängigkeit von der Erhitzungsdauer behandelt.

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, , , . . . . , .

     

Influence of Mo ions and OH groups on l-butene isomerization

It has been shown that loading of silica and silica-alumina with Mo(VI) increases considerably their catalytic activity in 1-butene isomerization to 2-butenes with the preservation of carbocation intermediate mechanism. For the enhancement of catalytic activity the presence of acidic OH groups and Mo(VI) reducible to Mo(V) is necessary.

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, Mo(VI) , , 1- 2- . OH Mo(VI), Mo(V).

     

Kinetics of the thermal dehydration of variscite and specific surface area of the solid decomposition products

The surface properties of active solids resulting from decomposition of AlPO₄ · 2 H₂O by thermal treatment in vacuum and in air are studied in connection with the parameter governing the kinetics of the dehydration process. The values obtained for the activation energies of decomposition under isothermal conditions agree acceptably well with those computed from TG curves by the Freeman and Carroll method. Kinetic results, which are analysed in terms of the Mampel theory, strongly suggest that the activation energy of the nucleation process determines the rate of surface formation, and justify the observed fact that the specific surface areas of samples treated in vacuum are higher than those of samples treated in air.

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Zusammenfassung Die Oberflächenbeschaffenheiten der aktiven Festkörper, welche bei der thermischen Behandlung im Vakuum oder in Luft als Zersetzungsprodukte von AlPO₄ · 2 H₂O entstehen, werden im Zusammenhang mit dem die Kinetik des Dehydratisierungsvorganges steuernden Parameter studiert. Die bei isothermen Bedingungen für die Aktivierungsenergien der Zersetzung erhaltenen Werte sind in befriedigender übereinstimmung mit denjenigen, welche mittels der Methode von Freeman und Carroll aus den TG-Kurven errechnet wurden. Die gemäß der Mampel-Theorie analysierten kinetischen Ergebnisse lassen darauf schließen, daß die Aktivierungsenergie der Nukleationsvorgänge die Geschwindigkeit der Oberflächen-Entstehung bedingt und rechtfertigen die Beobachtung, nach welcher die spezifische Oberfläche vakuumbehandelter Proben größer ist als die der luftbehandelten.

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Résumé On étudie les propriétés de surface des solides actifs provenant de la décomposition de AlPO₄ · 2 H₂O par traitement sous vide et dans l'air et on les rapporte aux paramètres gouvernant la cinétique du processus de déshydratation. Les valeurs obtenues en conditions isothermes pour les énergies d'activation de la décomposition sont en accord acceptable avec celles calculées à partir des courbes TG par la méthode de Freeman et Carroll. Les résultats cinétiques qui sont analysés dans le sens de la théorie de Mampel font conclure que c'est l'énergie d'activation du processus de nucléation qui détermine la vitesse de la formation de la surface; ils justifient le fait observé que la surface spécifique des échantillons traités sous vide est plus grande que celle des échantillons traités dans l'air.

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, Al ₄ · 2₂ , , . , , , . , , , , , , , , .

     

M?ssbauer spectroscopic studies of passivated layers of iron-containing catalysts for ammonia synthesis

Combined conversion electron (CEMS) and transmission -ray (MS) Mössbauer spectroscopy was used to study the structure of passivated layers of promoted and unpromoted iron-containing catalysts. In both catalysts the oxide-coated films were found to consist of small paramagnetic (at 300 K) clusters of ferric oxide.

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. , ( 300 ) .

     

Methane synthesis from CO/H2O mixture on supported nickel catalysts, II. Surface species in CO?H2 and CO?D2O interaction by IR spectroscopy

The species resulting in CO, CO+H₂ or CO+D₂O adsorption on supported Ni catalysts were followed by IR spectroscopy and their role in methane synthesis mechanism is discussed.

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- , CO, CO+H₂ CO+D₂O . .

     

Liquid-phase hydrogenation of cyclohexene by dihydrogen in the presence of dimolybdenum tetraacetate

Catalytic liquid-phase hydrogenation of cyclohexene in DMF by dihydrogen in the presence of dinuclear bridged complex Mo₂(OAc)₄ has been studied. A kinetic equation for the steady-state rate of cyclohexene hydrogenation and the activation parameters are suggested.

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Mo₂(OAc)₄. .

     

Kinetics of Co?Mo/Al2O3 catalyst reduction

According to kinetic studies on the reduction of commercial Co–Mo/Al₂O₃ and model catalysts in H₂ at 523–773 K, the kinetic curves for the reduction process have been determined. The reduction rate is shown to be higher for the commercial catalyst. Activation energies E_act for the reduction of several forms of Mo and Co in Co–Mo/Al₂O₃ catalysts are presented.

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H₂ 523–773 . , : Mo Co .

     

Catalytic activity of palladium-containing zeolites in the complete oxidation of benzene

The dependence of palladium distribution in zeolites on the temperature of thermal treatment has been established from the data on oxygen chemisorption and the statistical processing of electron micrographs. The influence of palladium distribution in zeolites on their catalytic activity towards the complete oxidation of benzene has been shown.

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- . .

     

The decomposition of iron(III) sulfate in air

The decomposition of initially hydrated powders of iron(III) sulfate was carried out in air over the temperature range 823–923 K. The decomposition process, which gave Fe₂O₃ as a solid product, was seen to have zero-order kinetics and an activation energy of 219 kJ·mol^–1. The nature of the product and the kinetics of decomposition were the same for samples decomposed in air and in argon. Sulfate samples with additives of FeS and Fe₂O₃ were also decomposed under similar conditions and the results confirmed the zero-order kinetics (for the case of the Fe₂O₃ additives) and the lack of effect of FeS on the decomposition of iron(III) sulfate.

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Zusammenfassung Anfänglich hydratiertes Eisen(III)-sulfatpulver wurde in Luft im Temperaturbereich 823–923 K zersetzt. Für die Reaktionsordnung des Zersetzungsprozesses, der als Endprodukt festes Fe₂O₃ lieferte, wurde Null und für die Aktivierungsenergie 219 kJ·mol^–1 ermittelt. Die Art des Produktes und der Kinetik der Zersetzung war in Luft und Argon gleich. Unter den gleichen Bedingungen wurden auch Sulfatproben mit Zusätzen von FeS und Fe₂O₃ zersetzt. Die Ergebnisse bekräftigen sowohl die nullte Reaktionsordnung (im Falle von Fe₂O₃ Zusätzen) als auch einen fehlenden Einfluß von FeS auf die Zersetzung von Eisen(III)-sulfat.

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823–923 . , , , 219 · ^–1. . FeS Fe₂O₃ . ( Fe₂O₃) - .

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This work was supported by a grant from the U.S. Department of Energy, Office of Basic Energy Sciences. The authors gratefully acknowledge this support.     

Propos sur l'interpretation de l'energie d'activation experimentale

Résumé Les résultats de divers travaux montrent que la valeurE _e de l'énergie activation expérimentale tirée des diagrammes d'Arrhénius varie avec la pression, dans le cas de réactions de décompositions endothermiques.L'analyse de divers modèles permet d'expliquer cette constatation en montrant que la grandeurE _e n'a pas le sens d'une énergie d'activation mais est une fonction de nombreux paramètres. Deux d'entre eux ont été retenus dans le cadre de cette étude: le terme d'écart à l'équilibre et le terme de gradient thermique, provoqué par l'endothermicité du phénomène.Cette analyse permet d'établir une prévision de la fonctionE _e (P) conforme aux résultats expérimentaux.

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The results from various investigations show that the experimental activation energy valueE _e derived from the Arrhenius diagrams varies with pressure for endothermic decomposition reactions.The analysis of various models allows this fact to be accounted for by showing thatE _e should be regarded not in its fundamental formulation, but as being a function of numerous parameters. Two of these were taken into account in the present study, i.e. deviation from equilibrium and a thermal gradient due to the fact that the phenomenon is endothermic.FunctionE _e (P) fitting the experimental results may be predicted by such an analysis.

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Zusammenfassung Die Ergebnisse verschiedener Untersuchungen zeigen, dass die aus den Arrhenius-Diagrammen abgeleiteten experimentellen Werte der AktivierungsenergieE _e bei endothermen Zersetzungsreaktionen mit dem Druck variieren.Die Analyse verschiedener Modelle ermöglicht eine Erklärung dieser Tatsache, indem gezeigt wird, dassE _e nicht in ihrer grundliegenden Formulierung betrachtet werden darf, sondern als Funktion einer Anzahl von Parametern. Zwei dieser Parameter wurden in der vorliegenden Untersuchung berücksichtigt d.h. die Abweichung von dem Gleichgewicht und der thermische Gradient, welcher infolge der endothermen Beschaffenheit der Erscheinung auftritt.Eine den Versuchsergebnissen entsprechende FunktionE _e (P) kann mittels einer solchen Analyse vorausgesagt werden.

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, _e, , . , _ee , . , : , , . _e (), , .

     

Effect of the support on the coking of nickel catalysts in hydrocarbon steam reforming

Experiments on the coking rates of variously prepared nickel catalysts on TiO₂, Al₂O₃ and MgO in n-butane steam reforming show that changes in the relative coking rate at a rising steam excess in the gas phase depend mainly on the kind of support. The results obtained are accounted for by changes in the electron density at the site of nickel crystallite contact with the surface of various supports.

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, TiO₂, Al₂O₃ MgO, - , , , , , . .

     

Studies on the thermal decomposition of N-2,4,6 tetranitro-N-methyl aniline

The kinetics of the initial stage of thermal decomposition of N-2,4,6 tetranitro-N-methyl aniline (tetryl) in condensed state has been investigated by high temperature infrared spectroscopy (IR) in conjunction with pyrolysis gas analysis and thermogravimetry (TG). The decomposition in KBr matrix in the temperature range of 131 to 145 °C shows rapid decrease in the N-NO₂ band intensity as compared to the C-NO₂ band. Decomposition products in the initial stage show mainly NO₂ gas and picric acid. The studies show that the initial stage of decomposition of tetryl occurs by the rupture of the N-NO₂ bond and the energy of activation for this process is 177 kJ/mol.

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Zusammenfassung Mittels Hochtemperatur-IR-Spektroskopie wurde in Verbindung mit Pyrolysengasanalyse und Thermogravimetrie (TG) die Kinetik des einleitenden Schrittes der thermischen Zersetzung von N-2,4,6-Tetranitro-N-Methylanilin (Tetryl) im kondensierten Zustand untersucht. Die Zersetzung in einer KBr-Matrix im Temperaturbereich von 131–145 °C äußert sich in einem schnellen Abnehmen der Intensität der N-NO₂ Bande bezogen auf die der C-NO₂ Bande. Zersetzungsprodukte des einleitenden Schrittes sind hauptsächlich NO₂ Gas und Pikrinsäure. Die Untersuchungen zeigten, daß der einleitende Schritt der Zersetzung von Tetryl die Spaltung der N-NO₂ Bindung ist. Die Aktivierungsenergie für diesen Prozess beträgt 177 kJ/mol.

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N-2,4,6-N- () , . 131–145 °C N-NO₂ C-NO₂. . , N-NO₂, 177 /.

     

Role of tellurium in the oxidation of 1-butene on Te-doped CdMoO4

New active and selective catalysts were prepared by adding different quantities of Te to CdMoO₄. These were already selective at low Te levels, but the one with a Cd/Te/Mo ratio of 1/1/1 was specific for butadiene. The catalytic behavior of the Cd–Te–Mo–O system has been correlated mainly with the CdTeMoO₆ phase in the region rich in Te and with the CdMoO₄ phase with Te as dopant in the region poor in Te.

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Te CdMoO₄. Te, CdTeMo=111 . Cd–Te–Mo–O CdTeMoO₆ Te, CdMoO₄ Te , Te.

     

Structural changes of NaX zeolite during the H2S+O2 reaction

Infrared spectra in the 600, 700, and 1000 cm^–1 regions and X-ray investigations indicate that during H₂S+O₂ reaction in the temperature region of 293–473 K partial dealumination of the NaX zeolite crystal structure occurs. The dealumination increases with reaction temperature.

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- 600, 700 7000 ^–1 , H₂S+O₂ 293–473 NaX. .