Rozpouštěcí entalpie a dehydratace hydrátů šťavelanu vápenatého

The enthalpies of dissolution of calcium oxalate hydrates at 25 A degrees C were calculated from indirect calorimetric experiments requiring three easy measurable reactions. The first reaction was dissolution of calcium oxalate hydrates in hydrochloric acid, dissolution of sodium oxalate in hydrochloric acid was used as the second, and dissolution of sodium oxalate in tetramethylammonium chloride as the last one. The results Delta(diss) H = 21.1, 20.8 and 31.7 kJ mol(-1) correspond to mono-, di- and trihydrate form. Dehydration enthalpy of these hydrates was determined by DSC method in the temperature range of 20-300 A degrees C. Corresponding values of Delta(deh) H for dehydration of 1, 2 and 3 mol of water from calcium oxalates are 66.5, 83.6 and 143.9 kJ mol(-1). The estimation of enthalpy of formation from DSC experiments gives values -1,984 and -2,296 kJ mol(-1) for calcium oxalate dihydrate and trihydrate, respectively. The enthalpy contribution of the water in the calcium oxalate hydrates calculated from the determined values of the dehydration and dissolution enthalpy using two different calorimetric methods is compared.Rozpouštěcí entalpie hydrátů šťavelanu vápenatého při 25 °C byla vypočítána nepřímo z kalorimetrických měření tří jednoduchých reakcí. První reakcí bylo rozpouštění hydrátů šťavelanu vápenatého v kyselině chlorovodíkové, další pak rozpouštění šťavelanu sodného v kyselině chlorovodíkové a poslední pak rozpouštění šťavelanu sodného v chloridu tetramethylamonném. Výsledné hodnoty rozpouštěcí entalpie jsou delta H = 21,1; 20,8 a 31,7 kJ mol(-1) pro mono-, di- a trihydrát. Entalpie dehydratace těchto hydrátů byla určena měřením na DSC v rozmezí teplot 20-300 °C a byly získány hodnoty 66,5; 83,6 a 143,9 kJ mol(-1) pro mono-, di- a trihydrát

Use of Mg(NO3)2.6H2O for the thermal energy storage

Hexahydrát dusičnanu hořečnatého byl zvolen jako vhodný materiál pro akumulaci tepelné energie díky své teplotě a entalpii tání. Mnohonásobné opakování cyklu ohřev-chlazení vykazuje podchlazení 29,7 K. Z tohoto důvodu byla použita nukleační činidla snižující podchlazení (AlO(OH), BaO, BaO2, Ba(OH)2.8H2O, BaCO3, CaO, Ca(OH)2, CaCO3, MgO, Mg(OH)2, MgCO3,Sr(OH)2 a SrCO3). Jako nejvhodnější nukleátor se jeví hydroxid strontnatý.Magnesium nitrate hexahydrate is suitable compound for the thermal energy storage because of its temperature and enthalpy of fusion. The repeating of heating-cooling cycle showed supercooling of 29.7 K. That is why the group of the promising non-isostructural nucleators (AlO(OH), BaO, BaO2, Ba(OH)2.8H2O, BaCO3, CaO, Ca(OH)2, CaCO3, MgO, Mg(OH)2, MgCO3,Sr(OH)2 a SrCO3) was tested in 1% addition. The strontium hydroxide seems to be the most effective nucleator

Kinetic study of dehydration of calcium oxalate trihydrate

The dehydration of calcium oxalate trihydrate was studied by using DSC method. The dehydration proceeds in two steps where the first two molecules of water dehydrate around 100 °C and consequently the last molecule of water dehydrates at a temperature around 200 °C. The kinetic analysis was done and the apparent activation energy, pre-exponential factor and kinetic exponents of autocatalytical model were evaluated for both effects

Kalorimetrické studium tetrahydrátu dusičnanu vápenatého a hexahydrátu dusičnanu hořečnatého

The heat capacity of calcium nitrate tetrahydrate, and magnesium nitrate hexahydrate were determined from 234.15 K to melting temperature with point of view of energy storage. Determined values were used for the calculation of entropy and Gibbs energy in the experimental temperature range. Melting point and enthalpy of fusion was determined for both substances. Moreover, the kinetics of solid-solid phase transformation for magnesium salt was studied under non-isothermal conditions by DSC and the process was described using autocatalytical model.Tepelná kapacita tetrahydrátu dusičnanu vápenatého a hexahydrátu dusičnanu hořečnatého byla stanovena v teplotním rozsahu od 234.15 K až po teplotu tání s ohledem na uplatnění v oblasti akumulace tepla. Stanovené hodnoty byly použity k výpočtu entropie a Gibbsovy energie ve studované teplotní oblasti. Dále byly u obou látek stanoveny teploty tání a entalpie tání. Navíc byla studována kinetika (s)-(s) transformace u hořečnaté soli pomocí DSC za neizotermních podmínek a tento proces byl popsán autokatalytickým modelem

Příprava perovskitu LaNiO3 pomocí šťavelanových a uhličitanových prekurzorů pro využití jako katalyzátoru při vysokoteplotním rozkladu N2O

The mixed oxide LaNiO3 with perovskite structure was prepared by two relatively new and unconventional methods including preparation and thermal decomposition of mixed metal oxalate or carbonate precursors. The intermediates were prepared by reaction in a highly concentrated suspension (paste). The thermal decomposition conditions of these intermediates were described, and the final calcination temperatures were determined, which were done using thermal analysis methods and X-ray diffraction. During the decomposition of mixed carbonates, one-phase LaNiO3 is produced directly, and in case of decomposition of oxalates, a mixture of LaNiO3 and La2O3 is produced due to the formation of La2O2CO3 during the heating. Catalytic decomposition of nitrous oxide at high temperature (650-930 °C) and high loading (GHSV = 350,000 h(-1)) has shown high LaNiO3 activity, even at lower temperatures. The results were compared with the same compound obtained by co-precipitation and by solid-state reaction. Methods of preparation based on decomposition of oxalate and carbonate intermediates lead to the preparation of materials with appropriate composition, morphology, specific surface and high catalytic activity.Směsný oxid LaNiO3 s perovskitovou strukturou byl připraven dvěma relativně novými a nekonvenčními metodami, zahrnujícími přípravu a tepelný rozklad směsných kovových oxalátových nebo uhličitanových prekurzorů. Meziprodukty byly připraveny reakcí ve vysoce koncentrované suspenzi (pastě). Byly popsány podmínky tepelného rozkladu těchto meziproduktů a byly stanoveny konečné kalcinační teploty, které byly stanoveny pomocí metod termické analýzy a rentgenové difrakce. Během rozkladu směsných uhličitanů přímo vzniká jednofázový LaNiO3 a v případě rozkladu oxalátů se vytváří směs LaNiO3 a La2O3, díky tvorbě La2O2CO3 během zahřívání. Katalytický rozklad oxidu dusného při vysoké teplotě (650–930 °C) a vysokém zatížení (GHSV = 350 000 (h−1)) prokázal vysokou aktivitu LaNiO3, a to i při nižších teplotách. Výsledky byly porovnány se stejnou sloučeninou získanou společným srážením a reakcí v pevném stavu. Způsoby přípravy založené na rozkladu oxalátových a uhličitanových meziproduktů vedou k přípravě materiálů s vhodným složením, morfologií, specifickým povrchem a vysokou katalytickou aktivitou

Kalorimetrická studie vhodnosti hydrátu dusičnanu vápenatého, kobaltnatého a nikelnatého pro uchování tepelné energie

Selected nitrate hydrates were characterized using X-ray diffraction, helium pycnometer, Calvet-type calorimeter and simultaneous thermogravimetry coupled with differential scanning calorimeter. Melting and crystallization of all studied nitrate hydrates were observed by differential scanning calorimeter, and the supercooling (difference between melting temperature and crystallization temperature) was found to be more than 80, 14 and 37 degrees C for calcium nitrate tetrahydrate, cobalt and nickel nitrate hexahydrates, respectively. Those salts were mixed with selected nucleating agents to suppress supercooling and then tested under repeating of heating-cooling cycles. Calcium nitrate tetrahydrate showed reversible liquid-solid process with addition of CaO, Ca(OH)(2), BaO, Ba(OH)(2)center dot 8H(2)O, graphite and graphene, but the supercooling remains too high, and the enthalpy change significantly decreased. In the case of cobalt nitrate hexahydrate, the CaO, Ba(OH)(2)center dot 8H(2)O and graphite are the most effective nucleating agent in amount of 1 mass%. The supercooling of nickel nitrate hexahydrate was effectively reduced by addition of CaO, Sr(OH)(2) and graphite. The cobalt and nickel nitrates were tested with combination of two nucleating agents (1:1). The best results were obtained for composites with addition of 1 mass% of nucleating agent mixture consisting of both graphite and Ba(OH)(2)center dot 8H(2)O for cobalt nitrate hexahydrate, and CaO with Mg(OH)(2) for nickel nitrate hexahydrate.Vybrané hydráty dusičnanů byly charakterizovány pomocí rentgenové difrakce, heliového pyknometru, kalorimetru Calvetova typu a simultánní termogravimetrie s diferenční skenovací kalorimetrií. Tání a krystalizace všech studovaných hydrátů dusičnanů bylysledovány pomocí DSC a podchlazení (rozdíl mezi teplotou tání a krystalizační teplotou) bylo stanoveno na více než 80, 14 a 37 °C pro dusičnan vápenatý tetrahydrát a dusičnan kobaltnatý a nikelnatý hexahydrát. Tyto soli byly míchány s vybranými nukleačními činidly k potlačení podchlazení a poté testovány opakovanými cykly ohřev- chlazení. Dusičnan vápenatý tetrahydrát poskytuje vratný proces (l)-(s) s přídavkem CaO, Ca(OH)2, BaO, Ba(OH)28H2O, grafitu a grafenu, ale i tak zůstává podchlazení příliš vysoké a zároveň klesá hodnota entalpie sledované fázové změny. V případě dusičnanu kobaltnatého hexahydrátu je nejvhodnějším nukleačním činidlem CaO, Ba(OH)28H2O a grafit a to v přídavku 1 hm%. Podchlazení u dusičnanu nikelnatého hexahydrátu bylo výrazně sníženo přídavkem CaO, Sr(OH)2 a grafitu. Hydrát dusičnanu kobaltnatého a nikelnatého byl testován také s přídavkem dvou nukleačních činidel dohromady (1:1). Nejlepších výsledků bylo dosaženo pro složení s 1 hm% nukleačního činidla tvořeného grafitem a Ba(OH)28H2O pro kobaltnatou sůl a CaO s Mg(OH)2 pro nikelnatou sůl

Potlačení podchlazení v hexahydrátu dusičnanu hořečnatého a stanovení korozních vlastností hliníkových nádob pro uplatnění při akumulaci tepla

The repeating of heating/cooling cycle (75 times) simulating the heat energy storage in magnesium nitrate hexahydrate confirmed supercooling of 27 K, and thus many non-isostructural nucleating agents were tested in concentration of 1 mass% in four charge/discharge cycles. From the whole group, four promising nucleating salts were subjected to detailed study with addition of 0.5, 1, and 2 mass% of nucleating salt. The results show that the addition of Mg(OH)(2), BaO, MgO and Sr(OH)2 suppressed supercooling below 5 K during 50 melting/crystallization cycles. At the similar conditions (temperature range and repeating of heating and cooling), MNH and MNH with 0.5 mass% Mg(OH)(2) or Sr(OH)2 underwent corrosion tests in aluminium alloy tubes to discover applicability of this material for the containers or capsules for heat storage. The long-term contact (> 49 days) of aluminium alloy with melted heat storage material for 664 h provided information about suitability of alloy for storing of magnesium nitrate hexahydrate with nucleating agent.Opakované cykly ohřevu a chlazení (75 cyklů) simulující aplikaci při uchování tepla s čistým hexahydrátem dusičnanu hořečnatého (MNH) ukázaly podchlazení 27 K, které bylo snižováno přidáním 1 hm.% neizostrukturního nukleačního činidla. Směsi s nadějným nukleačním činidlem byly podrobně testovány s přídavky činidla od 0,5 po 2 hm.% a byly charakterizovány fázové změny během 50 cyklů ohřevu/chlazení. Za podobných podmínek (teplotní rozsahy a cykly ohřev/chlazení) byly testovány korozní vlastnosti čistého MNH a jeho směsí s 0,5 hm.% Mg(OH)2 nebo Sr(OH)2 v hliníkových nádobách

Kinetický popis dehydratace trihydrátu šťavelanu vápenatého

The dehydration of calcium oxalate trihydrate was studied using DSC method and open sample crucibles. The dehydration proceeds in two steps where first two molecules of water are released around 80 degrees of Celsius and consequently the last molecule of water is released at a temperature around 130 degrees of Celsius. The kinetic analysis of overlapping peaks was performed, and the apparent activation energy, pre-exponential factor, and kinetic exponents of kinetic model (reaction order model) were evaluated for both effects.Dehydratace trihydrátu šťavelanu vápenatého byla studována pomocí DSC, kdy byly použity otevřené měrné kelímky. Dehydratace probíhá ve dvou následných krocích, kdy nejprve odchází dvě molekuly vody okolo teploty 80 °C a následně pak poslední molekula vody při teplotě okolo 130 °C. Byla provedena analýza tohoto komplexního efektu a byly stanoveny kinetické parametry pro oba děje

Řízení konkurenčního růstu zeolitových fází bez použití činidla usměrňujícího organickou strukturu. Syntéza *BEA bohatého na Al

The synthesis of zeolites without using an organic structure-directing agent (OSDA) offers great environmental and economic advantages; however, the zeolites being formed are not stabilized by the organic molecules and kinetic control of the synthesis ensuring high yield and purity of the phases is challenging for many zeolites. For OSDA-free synthesis of an Al-rich *BEA zeolite, this study shows that the zeolite is formed as a metastable phase that can undergo transformation immediately after completion of its crystallization to form a thermodynamically more stable MOR zeolite according to Ostwald's rule of stages. The OSDA-free zeolite synthesis is a dynamic process in which crystallization and dissolution occur simultaneously. As soon as a thermodynamically more stable MOR zeolite begins to form in the synthesis mixture, its formation causes depletion of the Al and Si from the synthesis mixture, and, because of the desaturation of the synthesis gel, the original *BEA zeolite begins to dissolve rapidly under hydrothermal conditions. The formation of targeted and parasitic zeolite structures is fundamentally affected by the Al and Si sources. Sources of Al and Si with suitable solubility and the presence of stable zeolite *BEA seeds allow kinetic control to direct the exclusive formation of *BEA zeolite up to a relatively high yields. Then, however, the MOR zeolite phase appears in the product and its formation becomes predominant. This study demonstrates the crucial importance of kinetic control for the selective formation of metastable zeolites in the OSDA-free synthesis.Syntéza zeolitů bez použití činidla usměrňujícího organickou strukturu přináší ekonomické úspory a je mnohem příznivější pro životní prostředí. Ovšem bez přítomnosti organických molekul, které by stabilizovali cíleno strukturu zeolitu je kinetika reakce i výsledná čistota produktu s dostatečným výtěžkem obtížná pro řadu zeolitů. V případě této studie, kde byl připraven *BEA zeolit je zjištěno, že zeolit vzniká jako metastabilní fáze a transformuje se ihned po ukončení své krystalizace a přechází na termodynamicky stabilnější MOR zeolit. Z experimentů vyplývá, že tvorba cíleného a nežádoucího zeolitu je výrazně ovlivněna zdrojem Al a Si. Dále je zřejmé, že pro selektivní vznik vybraného zeolitu bez použití činidla usměrňujícího organickou strukturu je velmi důležité řídit kinetiku celého procesu

Zlepšení schopnosti akumulovat teplo přídavkem uhlíkových nanomateriálů do chloridu hořečnatého hexahydrátu a dusičnanu hořečnatého hexahydrátu

Magnesium chloride hexahydrate and magnesium nitrate hexahydrate were tested for their thermal energy storage in a mixture with carbon materials. The graphite, graphene and zeolite-templated carbon replicas were used as a nucleating agent to supress supercooling. The addition of any type of carbon into magnesium chloride hexahydrate did not lead to a decrease in the supercooling and a significant decrease of the enthalpy of fusion and crystallisation was observed. The mixtures after cycling were apparently wet, indicating that some of the magnesium chloride was dissolved in its structural water. In the case of magnesium nitrate hexahydrate, the addition of carbon replicas of zeolite beta, mordenite or faujasite lead to a decrease in supercooling. Nevertheless, graphite and graphene provided the highest supercooling suppression from about 30 to 2.2 K within the fifty cycles. The thermal conductivity measurement of pressed tablets of magnesium nitrate hexahydrate with carbon materials at 2 MPa showed a significant increase of 9% and 15% for the addition of 3 mass% of graphene and 3 mass% of graphite, respectively. Mixing of magnesium nitrate hexahydrate with graphene or graphite improved heat transfer and significantly reduced unwanted supercooling, which is necessary for its use in thermal energy accumulation. (c) 2021 Elsevier Ltd. All rights reserved.Chlorid hořečnatý hexahydrát a dusičnan hořečnatý hexahydrát byly testovány jako materiály pro uchování tepelné energie ve směsích s uhlíkovými materiály. Jako nukleační činidla k potlačení podchlazení byl použit grafit, grafen a uhlíkové repliky zeolitů. Pokud byl jakýkoliv uhlíkový materiál přidán do chloridu hořečnatého hexahydrátu tak to nevedlo ke snížení podchlazení, a naopak docházelo k významnému snížení entalpie tání i krystalizace. Vzorky těchto směsí byly po cyklování vlhké, což znamená, že chlorid hořečnatý byl částečně rozpuštěn ve své strukturní vodě. V případě dusičnanu hořečnatého hexahydrátu vedl přídavek uhlíkových replik zeolitu beta, modernit a faujasit k potlačení podchlazení. Ovšem přídavek grafitu nebo grafenu vedl k výraznějšímu potlačení podchlazení a to z 30 na 2,2 K v průběhu pěti cyklů. Koeficient teplotní vodivosti dusičnanu hořečnatého hexahydrátu s přídavkem uhlíkových materiálů byla měřena na vzorcích ve formě tablety připravené působením tlaku 2 MPa – byl pozorován nárůst hodnoty o 9 a 15 % pro přídavek 3 hm% grafenu a grafitu