Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2023

Ключевые слова: heat treatment, oxidative activity, temperature-programmable reduction with hydrogen, α-Fe2O3, термообработка, окислительная активность, температурно-программируемое восстановление водородом

Аннотация: 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.

Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия

Выпуск журнала: Т.16, №1

Номера страниц: 66-77

ISSN журнала: 19982836

Место издания: Красноярск

Издатель: Сибирский федеральный университет

• Кирик Н.П. (Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ КНЦ СО РАН)
• Юмашев В.В. (Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ КНЦ СО РАН)
• Соловьев Л.А. (Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ КНЦ СО РАН)
• Рабчевский Е.В. (Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ КНЦ СО РАН)
• Шишкина Н.Н. (Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ КНЦ СО РАН)
• Аншиц А.Г. (Сибирский федеральный университет)

• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК