Journal of thermal analysis

, Volume 13, Issue 1, pp 15–32 | Cite as

Thermal studies of the reactions of vanadium(V) oxide with other transition metal oxides

  • D. J. Hucknall
  • C. F. Cullis
Article

Abstract

Studies of the thermal behaviour of binary oxide mixtures containing vanadium(V) oxide (V2O5-TiO2, V2,O5- MoO3, V2,O5-ZrO2 and V2O5-ZnO) have shown that the evolution of gaseous oxygen at fairly low temperatures is characteristic of those systems which are eflective catalysts for the oxidation of hydrocarbons. No weight changes were observed with V2, O5-ZnO mixtures under these conditions and, in accordance with this, zinc(II) oxide does not enhance the catalytic activity of vanadium(V) oxide. In V2O5-containing systems, evolution of oxygen occurs during the reduction of V2O5 to V2O4. This process is accelerated in the presence of certain metal oxides and such acceleration may be caused by structural interactions at the interface of the oxides. Among the systems studied, the formation of compounds such as Mo6V9O40 is thought to be of little significance from the catalytic point of view.

Keywords

Vanadium Metal Oxide MoO3 V2O5 Structural Interaction 

Résumé

L'étude du comportement thermique de mélanges d'oxydes binaires contenant de l'oxyde de vanadium(V) (V2O5-TiO2, V2O5-MoO3, V2O5-ZrO2 et V2O5-ZnO) a montré que le dégagement de gaz oxygène à température relativement faible est caractéristique des systèmes qui sont des catalyseurs actifs de l'oxydation des hydrocarbures. Avec les mélanges V2,O5-ZnO, on n'a pas observé de variations pondérales dans les mêmes conditions et, en accord avec l'observation faite, l'oxyde de zinc(II) n'augmente pas l'activité catalytique de l'oxyde de vanadium(V). Dans les systèmes contenant V2O5, le dégagement d'oxygène a lieu au cours de la réduction de V2O5 en V2,O4. Cette réaction est accélérée en présence de certains oxydes métalliques. Le phénomène d'accélération peut être dû à des interactions structurales à l'interface des oxydes. Dans les systèmes étudiés, la formation de composés comme Mo6V9O40 est considérée de peu d'importance du point de vue catalytique.

Zusammenfassung

Die Untersuchung des thermischen Verhaltens vanadium(V)-oxid-haltiger binärer Mischungen (V2O5-TiO2, V2O5-MoO3, V2O5-ZrO2 und V2O5-ZnO) ergab, daß die Entwicklung gasförmigen Sauerstoffs bei niedrigen Temperaturen für jene Systeme, welche effektive Katalysatoren der Oxidierung von Kohlenwasserstoffen sind, charakteristisch ist. Keine Gewichtsänderungen wurden bei Mischungen von V2O5-ZnO unter diesen Bedingungen beobachtet und dementsprechend fördert Zink(II) Oxid die katalytische Aktivität von Vanadium(V) Oxid nicht. In V2O5-haltigen Systemen erfolgt die Sauerstoffentwicklung während der Reduktion von V2O5 zu V2O4. Dieser Vorgang wird durch die Anwesenheit gewisser Metalloxide beschläunigt und kann durch strukturelle Wechselwirkungen an der Grenzfläche der Oxide gedeutet werden. Bei den untersuchten Systemen wird die Bildung von Verbindungen wie Mo6V9O40 vom Gesichtspunkt der Katalyse als wenig bedeutend betrachtet.

Резюме

Изучение термическо го поведения двойных окисных смесей, содер жащих пятиокись ванадия (V2O5-ТiO2, V2O5-МоО3, V2O5-ZrO2 и V2O5-ZnO), показало, что выделение газообраз ного кислорода при до статочно низких температурах является характерны м для тех систем, которы е являются эффективн ыми катализаторами окис ления углеводородов. В случ ае смесей V2O5-ZnO не наблюд али изменения веса в анал огичных условиях, что согласу ется с тем, что окись ци нка(П) не усиливает каталитич ескую активность пятиокиси ванадия. В с истемах, содержащих п ятиокись ванадия, выделение ки слорода происходит во время в осстановления V2O5 до V2O4. Этот процесс ускоряется в присутствии определенных окисло в металлов и такое уск орение может быть обусловле но структурными взаимо действиями на поверх ности раздела окислов. С кат алитической точки зрения образов ание таких соединени й как Mo6V9O40 в изученных системах, имеет малое значение.

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Copyright information

© Wiley Heyden Ltd., Chichester and Akadémiai Kiadó, Budapest 1978

Authors and Affiliations

  • D. J. Hucknall
    • 1
  • C. F. Cullis
    • 1
  1. 1.Department of ChemistryThe City UniversityLondonUK

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