Влияние температуры и продолжительности прокаливания α-Fe2O3 на реакционную способность в окислении водорода
Author:
Кирик, Н. П.
Юмашев, В. В.
Соловьев, Л. А.
Рабчевский, Е. В.
Шишкина, Н. Н.
Аншиц, А. Г.
Kirik, Nadezhda P.
Yumashev, Vladimir V.
Solovyov, Leonid A.
Rabchevskii, Evgenii V.
Shishkina, Nina N.
Anshits, Alexander G.
Date:
2023-03Journal Name:
Журнал Сибирского федерального университета.Химия. Journal of Siberian Federal University. Chemistry 2023 16(1)Abstract:
Исследовано влияние температуры и продолжительности прокаливания однофазных
образцов гематита со структурой α-Fe2O3
на окислительную способность в отношении водорода
в режиме температурно-программируемой
реакции в интервале 40–900 °C. Показано, что
температура прокаливания является существенным фактором, влияющим на реакционную
способность решеточного кислорода в окислении водорода. Образцы α-Fe2O3,
прокаленные при
800–900 °C, проявляют наибольшую активность, процесс восстановления α-Fe2O3
в этих образцах
протекает через стадию восстановления до магнетита, с последующим полным восстановлением
до металла через совмещение стадий восстановления оксидов. Прокаливание образцов α-Fe2O3
при 1000–1100 °C приводит к существенному снижению окислительной способности,
восстановление α-Fe2O3
начинается при температурах на 50–100 °C выше, идет без выделения
отдельных стадий восстановления, полное восстановление α-Fe2O3
до металла в исследованных
условиях не происходит. Установлено, что с увеличением температуры прокаливания образцов
возрастает рентгенографическая плотность α-Fe2O3,
что свидетельствует о снижении степени
разупорядочения кристаллической решетки, которое приводит к росту энергии связи решеточного
кислорода и существенному снижению реакционной способности α-Fe2O3
в окислении водорода The effect of temperature and duration of calcination of single-phase
samples of hematite with
the α-Fe2O3
structure on the oxidizing ability with respect to hydrogen in the temperature-programmed
reaction mode in the temperature range of 40–900 °C was studied. It is shown that the calcination
temperature is a significant factor affecting the reactivity of lattice oxygen in the oxidation of hydrogen.
Samples of α-Fe2O3,
calcined at 800–900 °C, show the highest activity, the process of α-Fe2O3
reduction
in these samples proceeds through the stage of reduction to magnetite, followed by complete reduction
to metal through the combination of reduction stages of oxides. The calcination of α-Fe2O3
samples at
1000–1100 °C leads to a significant decrease in the oxidizing ability, the α-Fe2O3
reduction initiates
at temperatures 50–100 °C higher, proceeds without separating individual reduction stages of oxide,
there is no complete reduction of α-Fe2O3
under the studied conditions. It has been established that
with an increase in the calcination temperature of the hematite samples, the X‑ray density of α-Fe2O3
increases, which indicates a decrease in the degree of crystal lattice disorder and an increase in the
binding energy of lattice oxygen and manifests itself in a significant decrease in the reactivity of α-Fe2O3
in the oxidation of hydrogen