נשא זרז וזאוליט

אנו משתמשים בקובצי Cookie כדי לשפר את חוויית הגלישה שלך. על ידי המשך גלישה באתר זה, הנך מסכים לשימוש שלנו בקובצי Cookie. מידע נוסף.
מאמר זה מתמקד בתכונות חומציות פני השטח של זרזים ותומכים של תחמוצת (γ-Al2O3, CeO2, ZrO2, SiO2, TiO2, זאוליט HZSM5) ובזיהוי השוואתי של פני השטח שלהם על ידי מדידת ספיגת אמוניה מתוכנתת בטמפרטורה (ATPD). ATPD היא שיטה אמינה ופשוטה שבה פני השטח, לאחר רוויה באמוניה בטמפרטורה נמוכה, עוברים שינוי טמפרטורה, המוביל לספיחת מולקולות גשש וכן לפיזור טמפרטורה.
באמצעות ניתוח כמותי ו/או איכותני של דפוס הספיחה, ניתן לקבל מידע על אנרגיית הספיחה/ספיחה וכמות האמוניה הנספגת על פני השטח (קליטת אמוניה). כמולקולה בסיסית, אמוניה יכולה לשמש כגשש לקביעת חומציות המשטח. נתונים אלה יכולים לסייע בהבנת ההתנהגות הקטליטית של הדגימות ואף לסייע בכוונון מדויק של הסינתזה של מערכות חדשות. במקום להשתמש בגלאי TCD מסורתי, נעשה שימוש בספקטרומטר מסות קוואדרופולי (Hiden HPR-20 QIC) במשימה, המחובר למכשיר הבדיקה באמצעות קפילר מחומם.
השימוש ב-QMS מאפשר לנו להבחין בקלות בין מינים שונים הנספגים מפני השטח ללא שימוש במסננים ומלכודות כימיים או פיזיקליים שעלולים להשפיע לרעה על הניתוח. הגדרה נכונה של פוטנציאל היינון של המכשיר מסייעת במניעת פרגמנטציה של מולקולות המים וההפרעה הנובעת מכך לאות m/z של אמוניה. הדיוק והאמינות של נתוני ספיגת האמוניה המתוכנתים בטמפרטורה נותחו באמצעות קריטריונים תיאורטיים וניסויים, תוך הדגשת השפעות אופן איסוף הנתונים, גז הנשא, גודל החלקיקים וגיאומטריית הכור, והדגמת הגמישות של השיטה בה נעשה שימוש.
לכל החומרים שנחקרו יש מצבי ATPD מורכבים המשתרעים על פני הטווח 423-873K, למעט צריום, אשר מציג פיקי ספיחה צרים ורזולוציה המצביעים על חומציות נמוכה ואחידה. נתונים כמותיים מצביעים על הבדלים בספיחת אמוניה בין חומרים אחרים לסיליקה ביותר מסדר גודל. מכיוון שהתפלגות ה-ATPD של צריום עוקבת אחר עקומת גאוס ללא קשר לכיסוי פני השטח ולקצב החימום, התנהגות החומר הנחקר מתוארת כליניאריות של ארבע פונקציות גאוסיות הקשורות לשילוב של קבוצות אתרים בינוניות, חלשות, חזקות וחזקות מאוד. לאחר שכל הנתונים נאספו, יושם ניתוח מידול ATPD כדי לסייע בקבלת מידע על אנרגיית הספיחה של מולקולת הגשוש כפונקציה של כל טמפרטורת ספיחה. התפלגות האנרגיה המצטברת לפי מיקום מציינת את ערכי החומציות הבאים בהתבסס על ערכי אנרגיה ממוצעים (בקילו-ג'אול/מול) (למשל, כיסוי פני השטח θ = 0.5).
כתגובת בדיקה, פרופן עבר התייבשות של איזופרופנול כדי לקבל מידע נוסף על הפונקציונליות של החומרים הנחקרים. התוצאות שהתקבלו היו עקביות עם מדידות ATPD קודמות מבחינת חוזק ושפע של אתרי חומצה על פני השטח, וגם אפשרו להבחין בין אתרי חומצה של ברנסטד ולואיס.
איור 1. (שמאל) פירוק של פרופיל ATPD באמצעות פונקציה גאוסית (קו מקווקו צהוב מייצג את הפרופיל שנוצר, נקודות שחורות הן נתונים ניסיוניים) (מימין) פונקציית פיזור אנרגיית ספיגת אמוניה במיקומים שונים.
Roberto Di Cio הפקולטה להנדסה, אוניברסיטת מסינה, Contrada Dee Dee, Sant'Agata, I-98166 מסינה, איטליה
פרנצ'סקו ארנה, רוברטו די צ'ו, ג'וזפה טרונפיו (2015) "הערכה ניסויית של שיטת ספיחה מתוכנתת בטמפרטורה של אמוניה לחקירת תכונות חומציות של משטחי זרז הטרוגניים" קטליזה יישומית A: סקירה 503, 227-236
הסתר אנליטיקה. (9 בפברואר 2022). הערכה ניסויית של שיטת הספיחה המתוכנתת בטמפרטורה של אמוניה לחקר תכונות החומצה של משטחים הטרוגניים של זרזים. AZ. אוחזר ב-7 בספטמבר 2023 מ-https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016.
הסתר ניתוחים. "הערכה ניסיונית של שיטת ספיגת אמוניה מתוכנתת בטמפרטורה לחקר תכונות החומצה של משטחי זרז הטרוגניים". AZ. 7 בספטמבר 2023 .
הסתר ניתוחים. "הערכה ניסיונית של שיטת ספיגת אמוניה מתוכנתת בטמפרטורה לחקר תכונות חומציות של משטחי זרז הטרוגניים". AZ. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016. (גישה אחרונה: 7 בספטמבר 2023).
הסתר ניתוחים. 2022. הערכה ניסויית של שיטת ספיגת אמוניה מתוכנתת בטמפרטורה לחקר התכונות החומציות של משטחי זרז הטרוגניים. AZoM, גישה ב-7 בספטמבר 2023, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016.