ตัวพาตัวเร่งปฏิกิริยาและซีโอไลต์

เราใช้คุกกี้เพื่อปรับปรุงประสบการณ์ของคุณ การเข้าชมเว็บไซต์นี้ต่อถือว่าคุณยอมรับการใช้คุกกี้ของเรา ดูข้อมูลเพิ่มเติม
บทความนี้มุ่งเน้นไปที่คุณสมบัติความเป็นกรดของพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาออกไซด์และตัวรองรับ (γ-Al2O3, CeO2, ZrO2, SiO2, TiO2, HZSM5 ซีโอไลต์) และการตรวจจับพื้นผิวเปรียบเทียบโดยการวัดการดูดซับแอมโมเนียที่ตั้งโปรแกรมอุณหภูมิ (ATPD) ATPD เป็นวิธีการที่ง่ายและเชื่อถือได้ ซึ่งพื้นผิวจะเกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหลังจากอิ่มตัวด้วยแอมโมเนียที่อุณหภูมิต่ำ ซึ่งนำไปสู่การดูดซับโมเลกุลของโพรบและการกระจายตัวของอุณหภูมิ
ด้วยการวิเคราะห์เชิงปริมาณและ/หรือเชิงคุณภาพของรูปแบบการคายออก จะสามารถหาข้อมูลเกี่ยวกับพลังงานของการคายออก/การดูดซับ และปริมาณแอมโมเนียที่ดูดซับบนพื้นผิว (การดูดซับแอมโมเนีย) แอมโมเนียในฐานะโมเลกุลพื้นฐานสามารถใช้เป็นตัวตรวจวัดความเป็นกรดของพื้นผิวได้ ข้อมูลเหล่านี้สามารถช่วยให้เข้าใจพฤติกรรมการเร่งปฏิกิริยาของตัวอย่าง และยังช่วยปรับแต่งการสังเคราะห์ระบบใหม่ๆ ได้อีกด้วย แทนที่จะใช้เครื่องตรวจจับ TCD แบบดั้งเดิม จะใช้เครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลควอดรูโพล (Hiden HPR-20 QIC) ในการทดลองนี้ ซึ่งเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ทดสอบผ่านหลอดแคปิลลารีที่ให้ความร้อน
การใช้ระบบ QMS ช่วยให้สามารถแยกแยะสารต่าง ๆ ที่ถูกดูดซับออกจากพื้นผิวได้อย่างง่ายดาย โดยไม่ต้องใช้ตัวกรองหรือกับดักทางเคมีหรือทางกายภาพใด ๆ ที่อาจส่งผลเสียต่อการวิเคราะห์ การตั้งค่าศักย์ไอออไนเซชันของเครื่องมือที่เหมาะสมช่วยป้องกันการแตกตัวของโมเลกุลน้ำและการรบกวนสัญญาณแอมโมเนีย m/z ความถูกต้องและความน่าเชื่อถือของข้อมูลการดูดซับแอมโมเนียที่ตั้งโปรแกรมไว้ตามอุณหภูมิ ได้รับการวิเคราะห์โดยใช้เกณฑ์ทางทฤษฎีและการทดสอบเชิงทดลอง โดยเน้นถึงผลกระทบของโหมดการเก็บข้อมูล ก๊าซพาหะ ขนาดอนุภาค และรูปทรงของเครื่องปฏิกรณ์ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความยืดหยุ่นของวิธีการที่ใช้
วัสดุทั้งหมดที่ศึกษามีโหมด ATPD ที่ซับซ้อนในช่วง 423-873K ยกเว้นซีเรียม ซึ่งแสดงจุดสูงสุดของการคายออกที่แคบและละเอียด ซึ่งบ่งชี้ถึงความเป็นกรดต่ำที่สม่ำเสมอ ข้อมูลเชิงปริมาณบ่งชี้ถึงความแตกต่างในการดูดซับแอมโมเนียระหว่างวัสดุอื่นและซิลิกามากกว่าหนึ่งลำดับความสำคัญ เนื่องจากการกระจายตัวของ ATPD ของซีเรียมเป็นไปตามเส้นโค้งเกาส์เซียนโดยไม่คำนึงถึงการปกคลุมพื้นผิวและอัตราการให้ความร้อน พฤติกรรมของวัสดุที่ศึกษาจึงถูกอธิบายว่าเป็นเส้นตรงของฟังก์ชันเกาส์เซียนสี่แบบที่เกี่ยวข้องกับกลุ่มไซต์ระดับปานกลาง อ่อน แข็งแรง และแข็งแรงมาก เมื่อรวบรวมข้อมูลทั้งหมดแล้ว การวิเคราะห์แบบจำลอง ATPD ถูกนำมาใช้เพื่อช่วยให้ได้ข้อมูลเกี่ยวกับพลังงานการดูดซับของโมเลกุลโพรบเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิการคายออกแต่ละระดับ การกระจายตัวของพลังงานสะสมตามตำแหน่งแสดงค่าความเป็นกรดต่อไปนี้ โดยอ้างอิงจากค่าพลังงานเฉลี่ย (ในหน่วย kJ/mol) (เช่น การปกคลุมพื้นผิว θ = 0.5)
โพรพีนถูกนำไปผ่านกระบวนการคายน้ำไอโซโพรพานอลเพื่อทดสอบปฏิกิริยา เพื่อให้ได้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของวัสดุที่ศึกษา ผลที่ได้สอดคล้องกับการวัด ATPD ก่อนหน้านี้ในแง่ของความแข็งแรงและปริมาณของจุดกรดบนพื้นผิว และยังทำให้สามารถแยกแยะจุดกรดระหว่าง Brønsted และ Lewis ได้อีกด้วย
รูปที่ 1 (ซ้าย) การดีคอนโวลูชันของโปรไฟล์ ATPD โดยใช้ฟังก์ชันเกาส์เซียน (เส้นประสีเหลืองแสดงถึงโปรไฟล์ที่สร้างขึ้น จุดสีดำคือข้อมูลการทดลอง) (ขวา) ฟังก์ชันการกระจายพลังงานการดูดซับแอมโมเนียที่ตำแหน่งต่างๆ
Roberto Di Cio คณะวิศวกรรมศาสตร์, University of Messina, Contrada Dee Dee, Sant'Agata, I-98166 Messina, Italy
Francesco Arena, Roberto Di Cio, Giuseppe Trunfio (2015) “การประเมินเชิงทดลองของวิธีการแยกสารออกด้วยอุณหภูมิแอมโมเนียเพื่อตรวจสอบคุณสมบัติกรดของพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน” Applied Catalysis A: บทวิจารณ์ 503, 227-236
ซ่อนการวิเคราะห์ (9 กุมภาพันธ์ 2565) การประเมินเชิงทดลองของวิธีการกำจัดแอมโมเนียแบบตั้งโปรแกรมอุณหภูมิเพื่อศึกษาคุณสมบัติกรดของพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอของตัวเร่งปฏิกิริยา AZ. สืบค้นเมื่อ 7 กันยายน 2566 จาก https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016
ซ่อนการวิเคราะห์ “การประเมินเชิงทดลองของวิธีการแยกแอมโมเนียแบบตั้งโปรแกรมอุณหภูมิเพื่อศึกษาคุณสมบัติกรดของพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีลักษณะไม่เหมือนกัน” AZ. 7 กันยายน 2023 .
ซ่อนการวิเคราะห์ “การประเมินเชิงทดลองของวิธีการแยกแอมโมเนียแบบตั้งโปรแกรมอุณหภูมิเพื่อศึกษาคุณสมบัติกรดของพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีลักษณะไม่เหมือนกัน” AZ. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016. (เข้าถึงเมื่อ: 7 กันยายน 2566)
Hide Analytics. 2022. การประเมินเชิงทดลองของวิธีการแยกแอมโมเนียแบบตั้งโปรแกรมอุณหภูมิเพื่อศึกษาคุณสมบัติเป็นกรดของพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาที่ต่างชนิดกัน AZoM, เข้าถึงเมื่อ 7 กันยายน 2023, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016.