Amonyum fosfomolibdat hidratın bozunma kinetiği
Decomposition kinetics of ammonium phosphomolybdate hydrate
Yazar: SEDAT İLHAN
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM YUSUFOĞLU
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
ÖZETAMONYUM FOSFOMOL BDAT H DRATIN BOZUNMA K NET ĞBu çalışmada sentetik olarak hazırlanan amonyum fosfomolibdat hidratın(AFMH) hava ve azot atmosferlerinde kalsinasyonu ve azot atmosferinde oluşanP2O5Mo24O66 maddesinin oksitlenme kinetiği incelenmiştir. Kalsinasyonürünlerinin karakterizasyonunda TGA, DTA, EGA, FTIR, XRD, SEM ve EDSanaliz teknikleri kullanılmıştır.Amonyum fosfomolibdat hidrat (AFMH) havada ısıtıldığında iki kademedebozunmaktadır. Birinci kademede kristal suyu, ikinci kademede su ve amonyak(havada oksitlenerek N2 ve H2O oluşturmaktadır) kaybetmektedir. Son ürünolarak P2O524MoO3 oluşmaktadır.AFMH azot gaz atmosferinde ısıtıldığında üç kademede bozunmaktadır. Birincikademede kristal suyu, ikinci kademede NH3 (N2 ve H2'e bozunmaktadır)kaybetmektedir. Oluşan indirgen atmosfer, oksidi (H2O)3P2O5Mo24O66 maddesinedönüştürmektedir. Üçüncü kademede bu madde su kaybederek P2O5Mo24O66maddesine dönüşmektedir. Kalsinasyon reaksiyonları izotermal olmayankoşullarda gerçekleştirildiğinden değişik bozunma kademeleri için aktivasyonenerjileri Coats-Redfern ve Ozawa yöntemlerinin uygulanmasıyla belirlenmiştir.Bu çalışmada ayrıca P2O5Mo24O66 maddesinin oksitlenme kinetiği üzerine gazakış hızının, sıcaklığın ve oksijen kısmi basıncının etkileri araştırılmıştır.748-842 K sıcaklık ve 0,05-0,21 bar O2 kısmi basınçlarında çalışılmıştır. Herbir sıcaklık ve O2 kısmi basıncı için fraksiyonel dönüşüm-süre diyagramlarıçizilmiştir. Reaksiyon hızının oksijen konsatrasyonuna göre 1,363. mertebeden veaktivasyon enerjisinin 118,76 kJ mol-1 olduğu bulunmuştur. ?Çekirdeklenme veBüyüme Kinetiği? modelinin fraksiyonel dönüşüm-süre eğrilerini en iyi şekildeaçıkladığı belirlenmiştir. Oksitlenme ürününün (P2O5Mo24O72) iğnemsi veyatabakalar şeklinde oluşması reaksiyon kinetiğini farklı etkilemiştir.ix

Abstract:
SUMMARYDECOMPOSITION KINETICS OF AMMONIUMPHOSPHOMOLYBDATE HYDRATEIn this study, the calcination of synthetic ammonium phosphomolybdate hydrate(APMH) at air and nitrogen atmosphere and the oxidation kinetics ofP2O5Mo24O66 produced by the calcination of APMH at nitrogen atmosphere wereinvestigated. TGA, DTA, EGA, FTIR, XRD, SEM and EDS analysis techniqueswere used for the characterization of the calcination products.When APMH is heated at air it decomposes in two steps. In the first step crystalwater and in the second step water and ammonia (NH3 oxidizes in air to N2 andH2O) were released. P2O524MoO3 was produced as the final product.The decomposition of APMH at nitrogen atmosphere occurs in three steps. In thefirst step crystal water, in the second step NH3 (decomposes to N2 and H2) werereleased. The reducing atmosphere formed transforms the oxide to(H2O)3P2O5Mo24O66. In the third step this substance transformed to theP2O5Mo24O66 by water elimination. The activation energies of different steps weredetermined by applying the methods of Coats-Redfern and Ozawa, because thecalcination reactions were realised at non-isothermal conditions.In this study, the effects of gas flow rate, temperature and partial pressure ofoxygen on the oxidation kinetics of P2O5Mo24O66 were also investigated. Theexperiments were carried out at the temperature range of 748-842 K and oxygenpartial pressure of 0,05-0,21 bar. The fractional conversion-time diagramswere drawn for each temperature and oxygen partial pressure. The reaction ratewas found to be of 1,363th order with respect to oxygen concentration and theactivation energy was calculated as 118,76 kJ mol-1. It was found that the?Nucleation and Growth Kinetics? model was most suitable method for theexplanation of the fractional conversion-time diagrams. The oxidation product(P2O524MoO3) crystallized like needles or plates effected the reaction kineticsdifferently.x