Мы используем файлы cookie для улучшения вашего взаимодействия с сайтом. Продолжая просмотр этого сайта, вы соглашаетесь с использованием 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 свойств с помощью термопрограммируемой десорбции аммиака (ТПД). ТПД — это надежный и простой метод, при котором поверхность после насыщения аммиаком при низкой температуре подвергается изменению температуры, что приводит к десорбции молекул-зондов, а также к изменению температурного распределения.
Путем количественного и/или качественного анализа картины десорбции можно получить информацию об энергии десорбции/адсорбции и количестве аммиака, адсорбированного на поверхности (поглощение аммиака). Как основная молекула, аммиак может быть использован в качестве зонда для определения кислотности поверхности. Эти данные могут помочь понять каталитическое поведение образцов и даже способствовать тонкой настройке синтеза новых систем. Вместо традиционного детектора TCD в данной работе использовался квадрупольный масс-спектрометр (Hiden HPR-20 QIC), подключенный к испытательному устройству через нагреваемый капилляр.
Использование квадрупольного масс-спектрометра (QMS) позволяет легко различать различные виды, десорбированные с поверхности, без применения каких-либо химических или физических фильтров и ловушек, которые могли бы негативно повлиять на анализ. Правильная настройка потенциала ионизации прибора помогает предотвратить фрагментацию молекул воды и, как следствие, помехи для сигнала m/z аммиака. Точность и надежность данных термопрограммируемой десорбции аммиака были проанализированы с использованием теоретических критериев и экспериментальных испытаний, что позволило выявить влияние режима сбора данных, газа-носителя, размера частиц и геометрии реактора, демонстрируя гибкость используемого метода.
Все исследованные материалы имеют сложные АТПД-моды в диапазоне 423–873 К, за исключением церия, который демонстрирует четко выраженные узкие пики десорбции, указывающие на равномерную низкую кислотность. Количественные данные указывают на различия в поглощении аммиака между другими материалами и диоксидом кремния более чем на порядок. Поскольку распределение АТПД церия следует гауссовой кривой независимо от степени покрытия поверхности и скорости нагрева, поведение исследуемого материала описывается как линейность четырех гауссовых функций, связанных с комбинацией умеренных, слабых, сильных и очень сильных групп участков. После сбора всех данных был применен анализ моделирования АТПД для получения информации об энергии адсорбции молекулы-зонда в зависимости от каждой температуры десорбции. Кумулятивное распределение энергии по областям указывает на следующие значения кислотности, основанные на средних значениях энергии (в кДж/моль) (например, степень покрытия поверхности θ = 0,5).
В качестве зондирующей реакции пропен подвергали дегидратации изопропанола для получения дополнительной информации о функциональности исследуемых материалов. Полученные результаты согласовались с предыдущими измерениями АТПД с точки зрения силы и количества поверхностных кислотных центров, а также позволили различить кислотные центры Брёнстеда и Льюиса.
Рисунок 1. (Слева) Деконволюция профиля АТПД с использованием гауссовой функции (желтая пунктирная линия представляет собой сгенерированный профиль, черные точки — экспериментальные данные) (справа) Функция распределения энергии десорбции аммиака в различных точках.
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 термопрограммируемой десорбции аммиака для исследования кислотных свойств поверхностей гетерогенных катализаторов» Прикладной катализ А: Обзор 503, 227-236
Скрыть аналитику. (9 февраля 2022 г.). Экспериментальная оценка метода термопрограммируемой десорбции аммиака для изучения кислотных свойств гетерогенных поверхностей катализаторов. AZ. Получено 7 сентября 2023 г. с https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016.
Скрыть аналитику. «Экспериментальная оценка метода термопрограммируемой десорбции аммиака для изучения кислотных свойств поверхностей гетерогенных катализаторов». AZ. 7 сентября 2023 г.
Скрыть аналитику. «Экспериментальная оценка метода термопрограммируемой десорбции аммиака 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 термопрограммируемой десорбции аммиака для изучения кислотных свойств поверхностей гетерогенных катализаторов. AZoM, доступно 7 сентября 2023 г., https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016.
Дата публикации: 07.09.2023
