The water-soluble fullerene C-60 oxygen and hydroxyl group derivatives were prepared by means of C-60 water solution visible light illumination and C-60 toluene solution by ozonolysis. The experimental investigation was carried out by UV-Vis, IR, Raman spectroscopy, XPS, and AFM. The structure C-60 derivatives in water solution (single molecules and its aggregates with hydrated shell, nanocrystals), chemical composition and electronic structure of C60 derivatives containing both hydroxyl groups and > C=O were studied. A comparison of these spectra for C-60 derivatives water solution with the data for their adsorbed layers allowed to detection a series of oxidation products. This data for the C-60 derivatives is the basis of development of efficient photosensitizers.

The idea to form C-60/CuPc dispersed nanoheterojunctions by photoexcitation of a mixture of C-60 and CuPc nanoparticles has been realized. The electronic structure of the nanoparticles and dispersed nanoheterojunctions formed in the mixture has been characterized by UV-Vis spectroscopy and the comparing with known experimental ultraviolet photoelectron spectra and theoretical models of electronic structure of these molecules. For the mixture of C-60 and CuPc nanoparticles. in toluene and their coating layer on the quartz substrate the band offsets of the edges of CuPc VB and lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of C-60 band are Delta E = 1.55 eV and 1.4eV, respectively. These results show clearly the presence of C-60/CuPc dispersed nanoheterojunctions in the solution and on the quartz surface.

The article presents the latest results on electronic properties and sensing of many nearly-discovered nanosystems such as DNA polymerized molecules (DNA polymer), DNA/metal nanoparticles, DNA/Fullerene (C-60), DNA/SWCTs (single wall carbon nanotubes) and DNA/MWCTs (multi wall carbon nanotubes), DNA/carbyne fibers, Macrocyclic metal complex (metalphthalocyanine - MPC)/C-60. It demonstrates the synergy between electronics and sensing nanosystems. Also, an in depth discussion of the route towards DNA/gold nanoparticle, DNA/nanocarbon, MPc/fullerene nanosystems is presented (concepts and realization).

The structure of C60 fullerene aqueous solution in dependence on the C60 fullerene concentration in the water was studied and analyzed in detail using various spectroscopic techniques such as UV–VIS, Raman and IR-spectroscopy and small-angle neutron scattering (SANS). The obtained experimental results were confirmed by theoretical quantum-chemical calculations of the C60 fullerene structure in water.

MWCNTs and SWCNT bands were prepared and carbon nanostructures were formed by DC arc discharge under N2 atmosphere. The effects of nitrogen pressure and flow rate on the yield and morphology of CNTs, and morphology of carbon nanostructures were investigated separately. SEM, HR-TEM, EDX in SEM and TEM, and XRD were performed to characterize the products. It was found that MWCNTs and SWCNTs bands exist in the inner core of the cathode deposit, but the former one is the main product. The suitable N2 atmosphere should be in the region of 200–300 Torr, and the N2 flow rate should be smaller than 350 mL/min. The inner diameter and the length of growth of MWCNTs obviously increases with the increase of the N2 pressure from 0 to 900 Torr, but the change of outside diameter of MWCNTs does not show a good regularity. Both the inner and outside diameters of MWCNTs slightly decrease with the increase of the N2 flow rate from 0 to 1000 mL/min. Right angle structure of SWCNT band and graphite layers in MWCNT was observed. It is very possible that a little amount of nitrogen atoms has doped into MWCNTs. Several different carbon nanostructures were observed in the products collected from the different parts in the DC arc discharge apparatus.

We report for the first time direct intercalation of C60 into graphite. In this new carbon solid, the two dimensional layers of C60, stacked between every graphite layers (stage 1), showed long range ordering with average separation of 1.27 nm between C60 layers as evident from transmission electron microscopy. An up-shift of Graphite Raman E2g2 mode and down-shift of fullerenes Raman Ag2 pentagonal pinch mode was observed due to charge transfer from graphite to C60.

The enantiomeric ratio of chiral ammonium halides or alkali carboxylates can be determined by mixing the salt with an optically active carboxylate or ammonium halide, respectively (eq 1), and investigating the diastereomeric associates by H-1- or C-13-NMR.

AbstractBei der Aufklärung eines Schadens wurde erkannt, daß entlang der Schmelzgrenze zwischen einem hochnickelhaltigen Schweißgut und einem niedriglegierten Stahl ein sehr schmaler Saum mit martensitischem Gefüge und hoher Härte vorliegt. Hier war es unter der gleichzeitigen Wirkung von eindiffundiertem atomarem Wasserstoff und einer mechanischen Beanspruchung zu Trennungen gekommen. Dieselbe Gefahr besteht auch am Übergang von unlegiertem Stahl zu einem Schweißgut auf der Basis austenitischer Stähle. Abhilfe durch eine Wärmebehandlung ist nicht möglich.

Im Chemiebetrieb entstehen an bewegten Bauteilen aus nichtrostenden Stählen häufig Brüche durch Schwingungsrißkorrosion. Die hierzu schon ausreichenden, sehr schwachen Angriffsbedingungen sowie das Erscheinungsbild an den Bruchflächen führen dazu, daß solche Schäden oft auf eine rein mechanische Ursache zurückgeführt und folglich mit unwirksamen Maßnahmen bekämpft werden. Für eine Reihe typischer Beispiele werden die Schadensanalyse und geeignete Abhilfemaßnahmen besprochen. Aus Umlaufbiegeversuchen folgt, daß die Schwingungsrißkorrosion im passiven Zustand der Stähle durch eine Erhöhung des Chromgehaltes zurückgedrängt werden kann. Dabei zeigten Chloridionen‐Gehalte bis 0,1% keine einschneidende Auswirkung. Abschließend werden Maßnahmen gegen Schwingungsrißkorrosion erörtert.

Electropolishing of stainless austenitic steels. Electropolishing of pressure vessels made of clad steel surprisingly ran into considerable difficulties. A study revealed various reasons for the unsatisfactory polishing results achieved with stainless austenitic steels; e. g. nitride stabilizers lower the polish. The best results were obtained with steels having a low carbon content (C ⩽ 0.030%) when in the solution annealed state. This requirement is not fulfilled in the case of clad sheet. In such cases the C content must be limited to ⩽ 0.020% if a useful result is to be achieved at an economic price. Moreover, a sufficiently thick layer must be removed prior to electropolishing. A report of the study is accompanied by a description of the practical procedure and the theory of electropolishing.

AbstractStählerne Hochbehälter zur biologischen Reinigung von Chemieabwässern sollten mit einer Beschichtung gegen Korrosion geschützt werden. Bei der dazu notwendigen Vorbehandlung mittels Strahlen zeigte der Stahl in zwei Fällen eine lochförmige Vorkorrosion, die es verhinderte, daß sich auf diesem Wege die gewünschte Oberflächengüte erreichen ließ. Um dennoch gute Voraussetzungen für eine hinreichende Lebensdauer der Beschichtung zu schaffen, wurden die beiden Reaktoren mit jeweils etwa 20 000 m3 Inhalt so gebeizt, daß eine anschließende Strahlbehandlung den geforderten metallisch blanken Zustand erbrachte.Es wird auf die Problematik von Beschichtungen eingegangen, die es im vorliegenden Fall nahelegte, eine Beizung vorzunehmen. Die Auswahl, Ausführung und Überwachung dieser Behandlung werden beschrieben.

AbstractAn Schadensfällen und durch Korrosionsversuche wird gezeigt, daß die chemische Beständigkeit der austenitischen Stähle in mehrfacher Weise von ihrem Oberflächenzustand abhängt. Beim Entfernen von Oxidbelägen, als Voraussetzung für eine gute Passivschicht, liefert das Beizen das beste Ergebnis. Oberflächennahe Zug‐Eigenspannungen, die durch eine mechanische Bearbeitung, z. B. Drehen, Bohren, Schleifen, eingebracht werden, können höhere Werte annehmen als die durch Verformen und Schweißen verursachten Spannungen. Als Folge davon tritt oft nur im Bereich einer Oberflächenbearbeitung Spannungsrißkorrosion auf. Weil die zugehörigen Spannungen unter der Oberfläche schnell abfallen, ist es meist möglich, sie durch ein abtragendes Beizen so weit abzubauen, daß Schäden dieser Art unterbleiben. Der notwendige Beizabtrag ist durch Versuche zu ermitteln und das Beizen entsprechend zu überwachen.

AbstractEin Korrosionsschutz muß auf Bauart und Einsatzbedingungen des Wärmetauschers abgestimmt sein, so daß sich oft ganz spezielle Lösungen ergeben. Für den Röhrenwärmetauscher bietet sich häufig eine organische Beschichtung an. Konstruktion, Oberflächenbeschaffenheit des Halbzeugs und Rücksicht auf die Gefahr der Blasenbildung bestimmen den Erfolg. Die Emaillierung ist wegen der komplizierten Formen problematisch und noch am Anfang der Entwicklung. Bei wassergekühlten Kondensatoren hat sich das Rohrreinigungsverfahren unter laufendem Betrieb bewährt. Es entschärft das Korrosionsproblem und unterstützt die Wirkung von Inhibitoren. Apparate aus passivierbaren Werkstoffen, wie Titan und austenitischen CrNi‐Stählen, lassen sich häufig durch eine Dosierung von Luft zum angreifenden Medium passiv halten, wo andernfalls infolge zu starker Korrosion ein teureres Material erforderlich wäre. Für Schäden, die durch Spalte und Toträume bedingt sind, läßt sich nicht immer eine konstruktive Abhilfe finden. Eine gut durchdachte Konstruktion kann durch fertigungstechnische Maßnahmen, die das Gefüge, den Eigenspannungs‐ oder Oberflächenzustand betreffen, noch entscheidend beeinflußt werden.

AbstractAnhand einiger Beispiele aus der industriellen Praxis werden die Anwendungsmöglichkeiten von Inhibitoren zur Lösung spezifischer Korrosionsprobleme gezeigt. So konnte die Korrosion von Titananlagen in einem chemischen Betrieb durch Begasen der zum Reinigen verwendeten Salzsäure mit Chlor verhindert werden, da das Chlor in diesem Falle als gasförmiger Passivator wirkt. In einem anderen Falle konnte Titan gegen Angriff durch Ameisensäuredämpfe durch Belüften der Dämpfe geschützt werden; die dabei ebenfalls auftretende Spaltkorrosion wurde verhindert durch entsprechende Erhöhung des Luftzusatzes, wobei die Überwachung der Inhibierung durch eingebaute Bezugselektroden war auch erfolgreich im Falle von Kolonnen aus Stahl 1.4571, die mit verunreinigter Essigsäure beaufschlagt waren, Schwierigkeiten ergeben sich mit salzförmigen Inhibitoren, wenn sowohl eine flüssige als auch eine dampfförmige Phase vorliegt. Ebenfalls herausgestellt wird die Bedeutung von Wasserzusätzen zu flüssigem Ammoniak im Falle von Stahl.

AbstractDie Beständigkeit nichtrostender austenitischer Stähle gegen Spannungsrißkorrosion ist stark abhängig von der Oberflächenvorbehandlung. Durch Schleifen mit grobkörnigem Material wird die Oberfläche stark anfällig für diese Korrosionsart. Die Anfälligkeit läßt sich durch anschließendes Beizen weitgehend beseitigen, doch muß dabei eine etwa 3 μm dicke Schicht abgetragen werden. Beim Schleifen wird zwar das Gefüge bis in eine Tiefe von 200 μm gestört, doch scheinen in der erwähnten Oberflächenzone ganz spezielle Verhältnisse vorzuliegen, die vor allem zu transkristalliner Spannungsrißkorrosion führen können.Zur Prüfung auf Anfälligkeit für Spannungsrißkorrosion eignet sich — wenn die Anfälligkeit verschiedener Stäble verglichen werden soll — eine Lösung mit (%) 0,06 Essigsäure, 1 Acetaldehyd und 100 ppm C1‐lonen (als CuC12).Lochfraß durch Mischsäure kann ebenfalls durch scharfes Beizen von geschliffenem Material weitgehend verhindert werden.

AbstractAn Chemie‐Apparaten aus nichtrostenden austenitischen Stählen entstehen im Bereich von Schweißnähten immer wieder Korrosionsschäden, die nicht auf eine ungenügende Beständigkeit des Schweißgutes oder der wärmebeeinflußten Zone, sondern auf eine falsche oder fehlende Nachbehandlung zurückzuführen sind. Es werden mehrere Fälle besprochen, in denen durch Schleifarbeiten transkristalline Spannungsrißkorrosion oder durch Schweißzunder Lochfraß ausgelöst wurden, die sich durch eine abschließende Beizbehandlung hätten vermeiden lassen.

AbstractSchnellversuch zur Prüfung eines Inhibitors gegen Lochfraß in stählernen Heizöltanks. Zeit/Potentialkurven zur Ermittlung des stabilen Ruhepotentials geben keine sichere Auskunft über die Wirkung verschieden starker Inhibitorzusätze. Je nach Inhibitordosierung tritt in gewissen Abständen vom Ruhepotential ein steiler, mit Lochfraß verbundener Stromanstieg auf. Die potentiostatische Messung des Durchbruchpotentials der Cl‐Ionen ist zwar exakt, aber sehr zeitraubend, weshalb Versuche mit kinetischer Polarisation (2 mV/min) gemacht wurden. Aufgrund der Ergebnisse ist der Stahl nur dann gegen Lochfraß geschützt, wenn die Polarisation bis zur Sauerstoffentwicklung getrieben werden kann, ohne daß es zum Durchbruch von Chlorionen kommt. Die Versuchsdauer beträgt hierbei nur einen Tag, im Gegensatz zu 3 bis 5 onaten bei Standversuchen.