La chimisorption est une méthode analytique couramment utilisée pour étudier les propriétés de surface des matériaux solides, en particulier des catalyseurs. Contrairement à l'adsorption physique, qui est causée par de faibles forces de Van der Waals, l'adsorption chimique est une interaction forte, telle qu'une liaison covalente ou ionique. Cette interaction est très spécifique, généralement irréversible et ne forme qu'une seule couche moléculaire adsorbée. Les interactions d'adsorption chimique dépendent principalement des propriétés chimiques des surfaces solides et des adsorbants.

Les techniques de chimisorption sont essentielles dans le domaine de la catalyse polyphasique et sont capables de fournir des informations telles que le nombre, la nature et la Force des sites actifs de surface des catalyseurs, qui peuvent être utilisées pour optimiser les performances des catalyseurs, déterminer la dispersion des métaux, évaluer la force d'adsorption, l'activité et La réactivité des catalyseurs et sont des paramètres centraux dans la conception et l'évaluation des performances des catalyseurs.

Plusieurs techniques de chimisorption sont largement utilisées pour la caractérisation des catalyseurs, y compris la chimisorption pulsée et l'analyse de la température programmée (par exemple, TPR, TPO, TPD et tpsr, entre autres). Dans cet article, micromeritics Pt / Al sera présenté sur un chimisorbeur automatique compact chemisorb auto₂O₃L'échantillon étalon est caractérisé par chimisorption pulsée.

Dans la technique de chimisorption pulsée, le H est d'abord₂/ AR mélange de gaz s'écoule dans le tube d'échantillon pour réduire l'échantillon à haute température. Maintien de la température constante pour purger le résidu h par un gaz inerte₂. par la suite, l'échantillon est refroidi à la température ambiante (p. ex., 35 °C). Enfin, on choisit un adsorbant approprié en fonction du type de métal actif (par example H₂de CO, O₂Ou n₂O, etc.), une quantité connue d'adsorbant dans l'anneau pulsé est injectée de façon pulsée dans le tube échantillon jusqu'à saturation de l'adsorption de l'échantillon. Le gaz adsorbé est éliminé et l'injection impulsionnelle du gaz qui n'a pas réagi passe dans le détecteur à conduction thermique (TCD), formant un pic d'impulsion dans le signal.

La chimisorption pulsée est une technique de caractérisation de surface largement utilisée pour quantifier le nombre de sites actifs et la dispersion des métaux sur des matériaux solides qui peuvent être utilisés pour des réactions chimiques, ainsi que pour étudier la surface des métaux actifs dans certaines applications.Le choix de l'adsorbant approprié est essentiel et deux principes de choix clés: le nombre stoechiométrique et l'affinité de liaison.

Pour les métaux tels que Cu, AG, etc., ils sont contre H₂L'affinité d'adsorption pour le co est faible et l'adsorption ne se produit pratiquement pas. Et adsorbant n₂Forte affinité de liaison entre O et Cu, AG, etc., est un adsorbant plus approprié pour la caractérisation chimique de l'adsorption de Cu, AG, etc.

O₂Il est couramment utilisé pour la caractérisation du titrage de l'hydroxyde dans les techniques de chimisorption pulsée. Pour les métaux tels que Pd, H₂Il est facile de former des hydrures avec lui, de sorte que le co est généralement plus approprié pour la caractérisation chimique par adsorption de métaux tels que PD. Lorsque le catalyseur est supporté sur un support carboné, H₂L'adsorbant peut s'adsorber significativement sur le support de carbone, ce qui entraîne des résultats inexacts.

Bien que le co soit plus approprié pour les métaux tels que le PD, il ne convient pas à toutes les expériences de chimisorption pulsée. Pour les métaux tels que ni, RH, etc., le co peut former avec lui des complexes carbonylés qui virulent les sites actifs et réduisent l'activité catalytique. Il faut donc être prudent lors du choix du co comme adsorbant. H₂Les adsorbants Co peuvent être utilisés pour l'adsorption chimique pulsée du PT, car ils peuvent tous deux adsorber à la surface du Pt. Le choix de l'adsorbant influe sur le nombre stoechiométrique utilisé dans le calcul de la dispersion du métal. H₂L'adsorption Dissociative se produit à la surface du PT, avec un nombre stoechiométrique de 2; Tandis que le co peut être adsorbé de manière linéaire, pontée ou même multiple, chaque voie correspondent à un nombre stoechiométrique différent. Pour Pt / AL₂O₃L'échantillon étalon, le co est adsorbé de manière linéaire et le nombre stoechiométrique correspondent est 1.

Dans cet article, utilisez chemisorb auto contre 0,5% Pt / AL₂O₃Caractérisation d'adsorption chimique d'étalons avec h séparément₂Et co comme adsorbant, la dispersion du métal a une plage de spécifications de 31,2% ± 5%.Figure 1AetFigure 1BUtiliser respectivement 10% H₂Carte d'adsorption chimique pulsée avec / AR et 10% CO / He comme adsorbant. Adoptez H ici₂/ AR le mélange est dû à H₂Et ar ont des conductivités thermiques par rapport à l'air respectivement de 7,07 et 0,68, H₂La différence significative entre et ar permet au TCD de distinguer efficacement le H qui n'a pas réagi₂. Le même principe utilise un mélange CO / He.

Dans certains cas, si 10% H ne peut être obtenu₂/ AR mélange de gaz, peut utiliser n₂Comme gaz porteur. En raison de n₂Conductivité thermique par rapport à l'air de 1,00, donc 10% H₂/ N₂Le mélange de gaz peut également être adapté à l'adsorption chimique pulsée.

CommeFigure 1AAvec 10% H₂/ AR comme adsorbant, le premier pic d'impulsion montre le H injecté₂L'adsorbant est totalement adsorbé par l'échantillon; Le deuxième pic d'impulsion montre que la majeure partie de l'adsorbant n'est pas adsorbée et détectée par le TCD; Lorsque la différence d'aire de crête entre les trois derniers pics d'impulsion est inférieure au seuil fixé (5%), cela indique que l'échantillon est saturé en adsorption et qu'il n'est pas nécessaire de poursuivre l'injection de gaz.

CommeFigure 1B, en utilisant 10% CO / He comme adsorbant, le premier pic d'impulsion indiquant que l'adsorbant Co injecté est presque complètement adsorbé par l'échantillon; Les deuxième et troisième pics d'impulsion montrent que l'adsorbant n'est pas totalement adsorbé et détecté par le TCD. Lorsque la différence d'aire de crête entre les trois derniers pics d'impulsion est inférieure au seuil fixé (5%), cela indique que l'échantillon est saturé en adsorption et qu'il n'est pas nécessaire de poursuivre l'injection de gaz.

L'intégration de la surface du pic d'impulsion et le calcul de la quantité de gaz adsorbée accumulée permettent d'obtenir des informations telles que la dispersion du métal, la surface du métal et la taille des grains.

Contre 0,5% Pt / AL₂O₃Les échantillons étalons ont été analysés six fois sur chemisorb auto, avec une dispersion moyenne du métal et un écart type tel queTableau 1- Oui.

0,5 % de Pt/Al₂O₃Les métaux moyennement chargés à 0,5% ne sont pas tous capables de participer à la réaction catalytique. La mesure de la dispersion des métaux est essentielle pour évaluer l'activité du catalyseur. Par exemple, H₂/ AR les résultats de chimisorption pulsée montrent une dispersion de 31,39%, indiquant que seulement 31,39% de PT est disponible pour H₂En contact et participant à la réaction de surface. Le PT restant peut être noyé à l'intérieur du support ou être enveloppé par la structure du support et ne peut pas participer à la réaction catalytique. La méthode de préparation du catalyseur a un impact significatif sur sa mise en contact. Dans certains cas, les particules métalliques actives peuvent être noyées dans le support, ce qui entrave l'exposition d'une partie du site actif.

Chemisorb auto compact, un adsorbeur chimique entièrement automatique capable de fournir des données précieuses telles que le pourcentage d'espèces réactives sur la surface du catalyseur. Plus la dispersion du métal est élevée, plus l'activité catalytique est généralement élevée. L'activité du catalyseur est testée avec précision pour aider les utilisateurs à prendre des décisions précises et efficaces lors de l'expansion d'un produit ou de la refonte des performances du catalyseur.

Nous contacter

Hotline de vente:

Support après - vente:

Boîte aux lettres de contact:info.fr