Мы используем файлы cookie для улучшения вашего опыта. Продолжая просмотр этого сайта, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie. Дополнительная информация.
В данной статье рассматриваются свойства кислотности поверхности оксидных катализаторов и носителей (γ-Al2O3, CeO2, ZrO2, SiO2, TiO2, цеолит HZSM5) и сравнительное определение их поверхностей путем измерения температурно-программируемой десорбции аммиака (ATPD). ATPD — это надежный и простой метод, при котором поверхность после насыщения аммиаком при низкой температуре подвергается изменению температуры, что приводит к десорбции молекул зонда, а также распределению температуры.
Количественный и/или качественный анализ картины десорбции позволяет получить информацию об энергии десорбции/адсорбции и количестве аммиака, адсорбированного на поверхности (поглощение аммиака). Аммиак как основная молекула может использоваться в качестве зонда для определения кислотности поверхности. Эти данные могут помочь понять каталитическое поведение образцов и даже помочь в тонкой настройке синтеза новых систем. Вместо использования традиционного детектора TCD в задаче использовался квадрупольный масс-спектрометр (Hiden HPR-20 QIC), подключенный к испытательному устройству через нагретый капилляр.
Использование QMS позволяет нам легко различать различные виды, десорбированные с поверхности, без использования каких-либо химических или физических фильтров и ловушек, которые могли бы негативно повлиять на анализ. Правильная настройка ионизационного потенциала прибора помогает предотвратить фрагментацию молекул воды и возникающие в результате помехи сигналу m/z аммиака. Точность и надежность данных температурно-программируемой десорбции аммиака были проанализированы с использованием теоретических критериев и экспериментальных испытаний, подчеркивающих влияние режима сбора данных, газа-носителя, размера частиц и геометрии реактора, что демонстрирует гибкость используемого метода.
Все изученные материалы имеют сложные режимы ATPD, охватывающие диапазон 423-873 К, за исключением церия, который демонстрирует разрешенные узкие пики десорбции, указывающие на однородную низкую кислотность. Количественные данные указывают на различия в поглощении аммиака между другими материалами и кремнием более чем на порядок. Поскольку распределение ATPD церия следует гауссовой кривой независимо от покрытия поверхности и скорости нагрева, поведение изучаемого материала описывается как линейность четырех гауссовых функций, связанных с комбинацией умеренных, слабых, сильных и очень сильных групп сайтов. После того, как все данные были собраны, был применен анализ моделирования ATPD, чтобы помочь получить информацию об энергии адсорбции молекулы зонда как функции каждой температуры десорбции. Кумулятивное распределение энергии по местоположению указывает следующие значения кислотности, основанные на средних значениях энергии (в кДж/моль) (например, покрытие поверхности θ = 0,5).
В качестве зондовой реакции пропен был подвергнут дегидратации изопропанола для получения дополнительной информации о функциональности исследуемых материалов. Полученные результаты согласуются с предыдущими измерениями АТПД по силе и распространенности поверхностных кислотных центров, а также позволяют различать бренстедовские и льюисовские кислотные центры.
Рисунок 1. (Слева) Деконволюция профиля ATPD с использованием функции Гаусса (желтая пунктирная линия представляет сгенерированный профиль, черные точки — экспериментальные данные) (справа) Функция распределения энергии десорбции аммиака в различных местах.
Роберто Ди Чио, инженерный факультет Мессинского университета, Контрада Ди Ди, Сант'Агата, I-98166 Мессина, Италия
Франческо Арена, Роберто Ди Чио, Джузеппе Трунфио (2015) «Экспериментальная оценка метода температурно-программируемой десорбции аммиака для исследования кислотных свойств поверхностей гетерогенных катализаторов» Прикладной катализ A: Обзор 503, 227-236
Скрыть аналитику. (9 февраля 2022 г.). Экспериментальная оценка метода температурно-программируемой десорбции аммиака для изучения кислотных свойств гетерогенных поверхностей катализаторов. AZ. Получено 7 сентября 2023 г. с сайта https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016.
Скрыть аналитику. «Экспериментальная оценка метода температурно-программируемой десорбции аммиака для изучения кислотных свойств поверхностей гетерогенных катализаторов». AZ. 7 сентября 2023 г.
Скрыть аналитику. «Экспериментальная оценка метода десорбции аммиака с программированием температуры для изучения кислотных свойств поверхностей гетерогенных катализаторов». AZ. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016. (Дата обращения: 7 сентября 2023 г.).
Скрыть аналитику. 2022. Экспериментальная оценка метода десорбции аммиака с программируемой температурой для изучения кислотных свойств поверхностей гетерогенных катализаторов. AZoM, дата обращения 7 сентября 2023 г., https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016.
Время публикации: 07-сен-2023
