لدراسة تأثير الأجواء المختلفة على عملية اختزال المحفز Fe القائم على فتوتو والمراحل البلورية لحديد الكربيد النشط، تم استخدام حيود الأشعة السينية الموضعي (XRD) تحت ظروف ضغط جوي ودرجات حرارة 275 درجة مئوية في 3 أجواء مختلفة: CO، CO + H₂، وH₂ ثم CO. أظهرت النتائج أن عينة Fe₂O₃ تحولت بشكل رئيسي إلى طور Fe₅C₂ في الأجواء الثلاثة، ولكن بأحجام حبيبات مختلفة (12.1 و16.9 و20.6 نانومتر على التوالي). بالإضافة لذلك، تحولت قمم الحيود للسطوح البلورية (112)، (021)، و(510) من تراكب كامل إلى انفصال أساسي، مع بقاء كمية قليلة من طور Fe₃O₄ في المنتج. لفهم سبب عدم اختزال Fe₃O₄ بالكامل، تم إجراء تحليل بأشعة XPS المحلية لعينة Fe₂O₃ بعد اختزالها في جو H₂ لمدة 10 ساعات. أظهرت التحليلات أن المادة الرئيسية كانت من الفازة Fe المعدنية النقية، لكن طور Fe₃O₄ بقي على سطح جسيمات Fe المعدنية. بالاشتراك مع تحليل XRD وXPS، التوصل إلى استنتاجات مفادها: زيادة نسبة H₂/CO تسرع نمو حبيبات كربيد الحديد أثناء عملية الاختزال، ولا يزال هناك بقايا قليلة من Fe₃O₄ على السطح بسبب التوازن بين تحويل Fe₃O₄-Fe (Fe₅C₂). هذه النتائج مهمة لفهم تأثير الأجواء المختلفة على عملية اختزال المحفز Fe القائم على فتوتو والمراحل البلورية لحديد الكربيد النشط، كما تقدم مرجعية مفيدة لتحسين ظروف تحضير المحفز وتحسين أدائه الحفاز.

حيود أشعة X موضعي; أشعة X فوتوإلكترونية موضعية; Fe₂O₃; اختزال; كربيد الحديد