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

Abstract

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.

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.

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.

РЕжУМЕ

ИжУЧЕНы сВОИстВА пОВ ЕРхНОстИ АктИВНых тВЕРДых ВЕЩЕстВ, ОБРА жУУЩИхсь пРИ тЕРМОРАспАДЕ Al РО₄ · 2Н₂О В РЕжУльтАтЕ тЕРМИ ЧЕскОИ ОБРАБОткИ В ВАкУУМЕ И В ВОжДУхЕ, В сВьжИ с пАРАМЕтРОМ, Н АпРАВльУЩИМ кИНЕтИк У пРОцЕссА ДЕгИДРАтАцИИ. ВЕлИЧИ Ны, пОлУЧЕННыЕ Дль ЁНЕРгИИ АктИВАцИ И РАспАДА пРИ ИжОтЕРМ ИЧЕскИх УслОВИьх, УДОВлЕтВОР ИтЕльНО сОВпАДАУт с ВЕлИЧИНА МИ, РАсЧИтАННыМИ пО кР ИВыМ тг МЕтОДОМ ФРИМЕНА И кЕР РОллА. пОлУЧЕННыЕ кИНЕтИЧЕ скИЕ ДАННыЕ, пРОАНАлИ жИРОВАННыЕ, ИсхОДь Иж тЕОРИИ МАМп ЕлА, УкАжыВАУт, ЧтО ЁНЕРгИ ь АктИВАцИИ пРОцЕссА ОБРАжОВАНИь ьДЕР ОпР ЕДЕльЕт скОРОсть ОБР АжОВАНИь пОВЕРхНОстИ И пОДтВЕ РжДАУт НАБлУДАЕМыИ Ф Акт, ЧтО УДЕльНАь пОВЕРхНОст ь ОБРАжцОВ, ОБРАБОтАННых В ВАкУУ МЕ, ВышЕ, ЧЕМ В слУЧАЕ О БРАБОткИ В ВОжДУхЕ.