Un,Adsorbeur chimique entièrement automatiqueFonctions de base et méthodes expérimentales

Le chimisorbeur entièrement automatique permet une caractérisation précise du site actif du catalyseur grâce à l'intégration de technologies telles que la chimisorption pulsée, la désorption programmée à température élevée (TPD), la réduction programmée à température élevée (TPR), l'oxydation programmée à température élevée (TPO), etc.:

Chimisorption pulsée

Principe: Injection pulsée continue de gaz adsorbant dans l'échantillon (par exemple, h₂, CO)， Le nombre de sites actifs est calculé par la quantité de gaz non adsorbé.

Application:

Les impulsions h₂ déterminent la dispersion des composants actifs métalliques (par exemple, catalyseurs supportés).

Les impulsions de co distinguent les différences de Valence des métaux de transition (par exemple, ni²⁺ par rapport à ni⁰).

Points opérationnels:

La stabilisation du pic d'impulsion (qui ne varie plus) est considérée comme une Adsorption saturée.

La quantité d'échantillon entrant doit être ajustée en fonction de la surface spécifique de l'échantillon (par exemple, bet 200 m² / g de volume d'échantillon d'environ 0,2 g).

Désorption programmée par réchauffement (TPD)

Principe: après Adsorption cryogénique de l'adsorbant, la température programmée de la désorption, la distribution de l'intensité du site actif est analysée par le pic de désorption.

Application:

Nh₃ - TPD distingue les sites acides forts et faibles (acides forts, acides moyens, acides faibles).

Le co₂ - TPD analyse la distribution de la masse alcaline totale et de la force alcaline du tamis moléculaire alcalin.

Points opérationnels:

Prétraitement: purge à 400°C pendant 1 heure sous gaz inerte (par exemple AR) 30 ml / min.

Adsorption: injection de nh₃ / co₂ à saturation, purge d'hélium à 100°C pendant 2 heures.

Désorption: 10°C / min jusqu'à 600°c (nh₃ - TPD) ou 900°c (co₃ - TPD).

Réduction programmée du réchauffement (TPR)

Principe: les gaz réducteurs (par exemple h₂) se réchauffent pour réduire les oxydes métalliques, analyser les interactions du métal avec le support par des pics de réduction.

Application:

Déterminer l'effet des adjuvants sur les interactions métal - support dans les catalyseurs polymétalliques.

Contrastant les propriétés réductrices des catalyseurs frais et régénérés, inférez la cause de l'inactivation.

Points opérationnels:

Prétraitement: purge à 400°C pendant 1 heure sous atmosphère ar, refroidissement à 100°C.

Réduction: mélange h₂ - AR à 10%, 10°C / min jusqu'à 800°c.

Oxydation programmée de la température (TPO)

Principe: analyse du type et de la quantité de carbone de la surface du catalyseur par le pic d'oxydation.

Application:

Déterminer la quantité de charbon accumulé, la force du charbon accumulé et le processus de régénération.

Étude du mécanisme de génération de l'accumulation de charbon et des voies de résistance à l'accumulation de charbon.

Points opérationnels:

Prétraitement: l'atmosphère de He est portée à 150°c pendant 0,5 heure et est descendue à 50°C.

Oxydation: mélange o₂ / He à 5%, montée à 900°c à 10°C / min.

II. Processus opérationnels et considérations

Démarrage et préparation

Inspection des voies de gaz: Assurez - vous que le débit de gaz porteur (par exemple ar, he) est stable et que la connexion est correcte.

Paramètres du logiciel:

Déverrouillez le programme principal (entrez un mot de passe comme Demo ou Altamira).

Vérifiez que le gaz du port correspond à la connexion réelle.

Détection de fuite de ligne:

Réglez le gaz ar 25cc pour faire passer le circuit de gaz à travers le tube en U par la vanne à trois voies et la vanne à six voies.

Les fuites sont détectées à l'extrémité supérieure du tube en U et à la fixation du thermocouple.

Installation d'échantillons

Peser l'échantillon:

La masse du tube vide est enregistrée comme M1, M2 après l'ajout de l'échantillon, la quantité d'échantillon est de 0,05 à 0,1 G.

Installation du tube échantillon:

Les extrémités grossières et fines installent un manteau fixe, un manchon de carte, un O - ring.

Alignez les fentes de carte verticalement, serrez le manchon de carte et fermez la porte du four.

Paramètres expérimentaux

Programme de température:

Adsorption: thermostatée à 60°C pendant 2 heures.

Purge: thermostatée à 100°C pendant 1 heure.

Désorption / réduction: 100°C à 700°c (10°C / min).

Débit de gaz:

Gaz porteur: 30 ml / MIN (par exemple AR).

Gaz de réaction: mélange h₂ - AR à 10% 30 ml / min.

Exécution expérimentale et surveillance

Fonctionnement automatique:

Sélectionnez la méthode de test, définissez le chemin d'enregistrement des données.

Entrez la qualité de l'échantillon et cliquez sur immediate START.

Surveillance en temps réel:

Observer si les pics de désorption ou de réduction sont conformes aux attentes.

En cas d'anomalie (par exemple, des fluctuations de pression), arrêtez immédiatement l'inspection.

Fin de l'expérimentation et nettoyage

Étapes d'arrêt:

Lorsque le pic est terminé et que la ligne de base est stable, fermez le TCD.

Éteignez l'alimentation de l'unité principale, le logiciel d'exploitation et le gaz.

Nettoyage du tube échantillon:

Retirez le tube en U et rincez - le avec de l'eau purifiée ou de l'éthanol.

Conservation des données:

Exportez les données au format.Tp (fichier de données dédié) ou.Txt (format texte).

Iii. Analyse et interprétation des données

Analyse des données TPD / TPO

Résolution du pic de désorption:

Température de crête: caractérise la Force centrale acide / alcaline (plus la température est élevée, plus la force est élevée).

Surface du pic: représente le nombre de positions acide / base (plus la surface est grande, plus le nombre est élevé).

Exemple:

Dans le nh₃ - TPD, les deux pics de désorption représentent les deux types de centres acides.

Dans le TPO, les différents pics de température représentent les espèces de carbone accumulé (par exemple, carbone dur, carbone mou).

Analyse des données TPR

Résolution du pic de réduction:

Nombre de pics: nombre de centres de réduction (par exemple, les pics doubles représentent deux métaux à l'état d'oxydation).

Zone de la courbe: consommation d'hydrogène (reflétant la difficulté de réduction des oxydes métalliques).

Exemple:

Dans les catalyseurs supportés, l'addition d'adjuvant entraîne un décalage de la température du pic de réduction, indiquant une interaction accrue.

Analyse des données d'adsorption pulsée

Calcul de la dispersion:

La proportion d'exposition du composant actif métallique est calculée à partir de la quantité d'adsorption pulsée de h₂.

Exemple:

La dispersion du catalyseur à base de ni a été déterminée par impulsions de h₂ et les résultats sont en accord avec la caractérisation TEM.

Iv. Questions fréquemment posées et solutions

Instabilité de la base

Causes: fluctuations du débit de gaz porteur, pollution TCD.

Solution: Vérifiez l'étanchéité des voies d'air, lavez ou Remplacez le TCD.

Anomalie du pic de désorption

Cause: prétraitement incomplet de l'échantillon, quantité insuffisante d'adsorbant injecté.

Solution: prolonger le temps de prétraitement et augmenter le nombre d'impulsions.

Mauvaise répétabilité des données

Cause: volume d'échantillon inégal, faible précision du contrôle de la température.

Solution: Assurez - vous que l'échantillon est pulvérisé en dessous de 200 Mesh, calibrez le capteur de température.