Enhanced reactivity of nanoscale iron particles through a vacuum annealing process
Enhanced reactivity of nanoscale iron particles through a vacuum annealing process
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通过真空退火工艺增强纳米级铁颗粒的反应性
DOI：
10.1007/s11051-011-0421-0
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发表时间：
2011
影响因子：
2.5
通讯作者：
Riba O
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Riba O
进行了反应性研究，以比较和评估退火和非退火纳米级铁颗粒对氯化脂肪烃 (CAH) 的脱氯率。目前的研究旨在解决最近发表的研究退火过程对纳米铁颗粒还原能力影响的研究中的不确定性。三氯乙烯 (TCE) 和顺式 1,2-二氯乙烯 (cis-1,2-DCE) 脱氯反应的归一化速率常数 (m2/h/L) 的比较表明，退火纳米级 Fe 颗粒将其反应性提高了约 30 倍。研究发现，两种纳米级颗粒的电子转移反应机制是 CAH 脱氯的原因，而不是颗粒表面活化 H2 的还原反应（即氢化、氢解）。使用 X 射线衍射 (XRD) 和透射电子显微镜 (TEM) 对颗粒材料进行表面分析，并通过 Brunauer、Emmett、Teller (BET) 进行表面积测量，结果表明真空退火过程降低了表面积并提高了结晶度。 BET 表面积分析记录了纳米级铁颗粒表面积从 19.0 减少到 4.8 m2/g，并且由于退火，颗粒内的微晶尺寸从 8.7 增加到 18.2 nm。
A reactivity study was undertaken to compare and assess the rate of dechlorination of chlorinated aliphatic hydrocarbons (CAHs) by annealed and non-annealed nanoscale iron particles. The current study aims to resolve the uncertainties in recently published work studying the effect of the annealing process on the reduction capability of nanoscale Fe particles. Comparison of the normalized rate constants (m2/h/L) obtained for dechlorination reactions of trichloroethene (TCE) and cis-1,2-dichloroethene (cis-1,2-DCE) indicated that annealing nanoscale Fe particles increases their reactivity ~30-fold. An electron transfer reaction mechanism for both types of nanoscale particles was found to be responsible for CAH dechlorination, rather than a reduction reaction by activated H2on the particle surface (i.e., hydrogenation, hydrogenolysis). Surface analysis of the particulate material using X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) together with surface area measurement by Brunauer, Emmett, Teller (BET) indicate that the vacuum annealing process decreases the surface area and increases crystallinity. BET surface area analysis recorded a decrease in nanoscale Fe particle surface area from 19.0 to 4.8 m2/g and crystallite dimensions inside the particle increased from 8.7 to 18.2 nm as a result of annealing.
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