Nitriding of nanocrystalline iron was studied under the atmosphere of pure ammonia and in the mixtures of ammonia - hydrogen - nitrogen at temperatures between 350°C and 500°C using thermogravimetry and x-ray diffraction. Three stages of nitriding were observed and have been ascribed to the following schematic reactions: (1) α-Fe → γ-Fe4N, (2) γ- Fe4N → ε - Fe3N and (3) ε - Fe3N → ε - Fe2N. The products of these reactions appeared in the nitrided nanocrystalline iron not sequentially but co-existed at certain reaction ranges. The dependence of a reaction rate for each nitriding stage on partial pressure of ammonia is linear. Moreover, a minimal ammonia partial pressure is required to initiate the nitriding at each stage.
The kinetics of ammonia decomposition over an iron catalyst poisoned with sulphur has been studied. The relative activity of this catalyst decreases with increasing concentration of sulphur and increases with increasing temperature. As the simple site-blocking mechanism of poisoning cannot explain this behaviour, the formation of stable sulphur compounds and the evolution of the catalysts' active surface with the temperature was proposed to account for the results.
The ammonia decomposition over iron in the presence of water vapor has been studied. Water vapor retards this process, though no change of the apparent activation energy is observed. Despite noticeable influence of the water vapor on the rate of ammonia decomposition the sticking coefficient of ammonia on iron is not affected. Those observations were explained by the retardation of nitrogen molecules recombination on the iron surface due to the presence of oxygen atoms. The positive influence of water vapor on the rate of iron nitriding is also elucidated.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Characterisation of fused iron catalysts by temperature programmed nitriding was performed. Experiments were carried out using thermobalance. Various covered iron catalysts were examined. The shape of TPN lines can be explained on the basis of isothermal studies, concerning the studies of catalytic decomposition of NH3. TPN results bring information about the number active sites (diffusion region), total surface area (kinetic region of higher temperatures) and about NH3 catalytic decomposition.
PL
Przy pomocy temperaturowo programowanego azotowania scharakteryzowano stopowe katalizatory żelazowe. Eksperyment wykonano przy pomocy termowagi. Aby wyjaśnić krzywe temperaturowo-programowanej desorpcji przeprowadzono badania izotermiczne a także uwzględniono wyniki badań katalitycznych szybkości rozkładu amoniaku. Przedstawiono modelowy opis reakcji w trzech obszarach: I. Obszarze reakcji limitowanym przez dysocjatywną adsorpcję NH3, II. Obszarze kinetycznym i II. Obszarze dyfuzyjnym. Przebadano różne katalizatory żelazowe. W krzywych temperaturowo-programowanej reakcji zawarte są informacje o ilości miejsc aktywnych na powierzchni próbki (obszar dyfuzyjny), powierzchni całkowitej (obszar wyższych temperatur) i rozkładzie NH3.
W Polsce zużywa się od 100 do 200 ton rocznie stopowego katalizatora żelazowego. Po redukcji zawiera on obok żelaza 3,3% Al2O3; 3,2% CaO; 0,8% K2O. Jego powierzchnia właściwa wynosi około 11 metrów kwadratowych na gram, współczynnik porowatości równa się 0,5, a średnia wielkość krystalitów około 30 nm. Właściwości te wpływają na dużą reaktywność z amoniakiem i łatwe otrzymywanie drobnokrystalicznych azotków żelaza. Azotki żelaza są odporniejsze na korozję chemiczną i posiadają większą wytrzymałość na ścieranie w porównaniu do żelaza. Ze wzrostem zawartości azotu w żelazie maleje namagnesowanie właściwe azotków, lecz ciągle mają one właściwości ferromagnetyczne. Badano kinetykę reakcji azotowania i równolegle zachodzącego procesu katalitycznego rozkładu amoniaku. Kinetykę procesu azotowania badano metodą termograwimetryczną, a rozkładu amoniaku w reaktorze różniczkowym z wewnętrznym mieszaniem.
EN
In Poland is produced about 100-200 Mg of wasted iron catalyst from ammonia synthesis. This catalyst has interesting magnetic and electrical properties, what caused it was used as a filler for epoxy resin and polyethylene. Plastics, in combination with metals, herald new industrial applications, which are not contenplated from either plastics or metals alone. These combinations may lead to synergistic results enhancing properties of both classes of materials. Mechanical, electrical and rheological properties of composites as function of fillers grains size have been investigated. The fillers fine increase resulted mechanical strenght and electrical conductivity increases.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.