Phenomenological study of the catalytic thermal decomposition of potassium perchlorate by iron(II) oxides with different preparing histories

Abstract

The catalytic decomposition of KClO₄ by Fe₂O₃, obtained by calcination of Fe(II) salts at different temperatures, was investigated by DTA, TG, X-ray and IR. A sample without catalyst was found to begin fusion and decomposition simultaneously, and to form an intermediate, KClO₃. Addition of catalysts resulted in solid-phase decomposition before fusion of KClO₄, and in a small amount of KClO₃. The difference in catalytic effect observed for different catalysts was less in the molten-phase decomposition than in the solid phase. The initial decomposition temperature (T _i) increased with the temperature of preparation of the catalyst and showed a definitive relationship with the crystallite size of the catalyst. The change ofT _i is discussed on the basis of then-type semiconductive properties of the catalyst.

Résumé

Etude par ADT, TG, RX et IR de la décomposition catalytique de KClO₄ par Fe₂O₃ obtenu par calcination de sels de Fe(II) à différentes températures. En l'absence de catalyseur l'échantillon commence par fondre tout en se décomposant et il se forme intermédiairement KClO₃. En présence de catalyseur, la décomposition de la phase solide précède la fusion de KClO₄ et il n'apparaît pue de faibles quantités de KClO₃. Les différences de l'effet catalytique observées avec divers catalyseurs sont moins marquées dans la phase fondue que dans la solide. La température de décomposition initiale (T_i) augmente avec la température de préparation du catalyseur et est fixée par la granulométrie du catalyseur. Les variations deT _i sont discutées sur la base des propriétés de semi-conducteur typen, du catalyseur.

Zusammenfassung

Die katalytische Zersetzung von KClO₄ durch Fe₂O₃, welches durch Kalzinierung von Fe(II)-Salzen bei verschiedenen Temperaturen erhalten wurde, wurde an Hand von DTA, TG, Röntgen und IR geprüft. Es wurde festgestellt, daß die Probe ohne Katalysator gleichzeitig zu schmelzen und sich zu zersetzen beginnt und ein Zwischenprodukt, KClO₃, bildet. Die Zugabe von Katalysatoren ergab eine Zersetzung in der festen Phase, noch vor dem Schmelzen des KClO₄ und in kleinen Mengen des KClO₃. Der Unterschied der katalytischen Wirkung verschiedener Katalysatoren war bei der Schmelzphasenzersetzung geringer als in der festen Phase. Die Anfangs-Zersetzungstemperatur (T _i) nahm mit steigender Herstellungstemperatur des Katalysators zu und zeigte einen ausgeprägten Zusammenhang mit der Kristallgröße des Katalysators. Die Änderungen vonT _i wurden unter Erwägung der Halbleitereigenschaften vom Typn des Katalysators erörtert.

Резюме

Исследован методами ДТА, ТГ, ИКС и рентгеноструктурно го анализа каталитич еский распад KClO₄ под действие м окиси железа Fe₂O₃. погуленный кальцини рованием солей Fe/II. J. Найдено, что бе з катализатора образ ец одновременно плавит ся и распадается, образу я промежуточный прод укт KClO₃. При добавлении катализа тора до плавления KClO₄ происх одит его твердофазно е разложение и образуе тся в небольшом количестве KClO₃. Установ лено, что разница каталитического эфф екта, наблюдаемого для различных катали заторов, была меньше п ри разложении в расплав ленной фазе, по сравнению с твердо й. Начальная температ ура распада (T _i) увеличивается с тем пературой приготовления катал изатора и находится в определенной зависи мости от размеров кристаллов катализатора. Обсужд ается изменениеT _i исходя изn-типных полипроводниковых с войств катализатора.