Методика определения концентрации и силы кислотных центров катализаторов методом адсорбции и термопрограммированной десорбции аммиака

Основы метода

Кислотные свойства образцов изучали методом термопрограммированной десорбции (ТПД) с использованием в качестве зонда молекул аммиака. Хроматографический вариант программированной термодесорбции заключается в том, что образец катализатора, с предварительно адсорбированными на нем молекулами вещества-зонда, подвергается нагреванию с определенной постоянной скоростью в токе газа-носителя. При десорбции вещество в газовой фазе проходит через ячейку катарометра. Полученный при этом сигнал записывается на диаграммном листе потенциометра.

Экспериментальная методика

Схема термодесорбционной установки представлена на рисунке 4.

0,2 г образца помещали в стеклянный реактор (слой образца 4 мм), тренировали в течение 2-х часов в потоке газа-носителя (гелия). Расход газа-носителя - 20 мл/мин. Температура тренировки Т=550⁰С. Полноту удаления десорбируемых при этом веществ определяли хроматографически. Затем образец охлаждали до комнатной температуры в потоке гелия и насыщали аммиаком в течение 40 мин. Аммиак предварительно очищали от СО₂ и влаги, пропуская через осушители. Расход регулировался по объему петли крана-дозатора. При температурах 20-100⁰С десорбируется аммиак, адсорбированный на слабокислотных центрах, не принимающих участие в катализе. Поэтому данный аммиак удаляли в изотермическом режиме при температуре 100⁰С.

После этого осуществляли температурно-программированную десорбцию аммиака в интервале температур 100 – 550⁰С, для чего терморегулятором задавали скорость подъема температуры 10⁰С/мин. Температуру в зоне катализатора записывали регистратором, соединенным термопарой. Десорбирующийся аммиак поступал на катарометр хроматографа и выписывался в виде спектра ТПД. При определенных температурах, пропорциональных теплоте адсорбции NH₃, спектр ТПД имел ярко выраженные максимумы, которые характеризовали кислотные центры катализатора. Количество аммиака, десорбирующегося в соответствующем температурном интервале, определяли по площадям пиков, предварительно установив, какому количествуNH₃ соответствует единица площади, а также путем вымораживания в ловушках на выходе из катарометра с последующим титрованием кислотой.

Рис.4 Принципиальная схема лабораторной установки изучения адсорбции и ТПД аммиака: 1-реактор; 2-катализатор; 3-элсктрообогреватель; 4-терморегулягор обогрева; 5-регистратор КСП-4; 6-блок катарометра; 7,8-шестиходовой кран-дозатор; 9-осушители; 10-обратный холодильник; 11-колба с аммиачной водой; 12-терморегулируемый колбонагреватель; 13-двухкоординатный регистратор ЛКД

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: