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이 기사에서는 산화물 촉매 및 지지체(γ-Al2O3, CeO2, ZrO2, SiO2, TiO2, HZSM5 제올라이트)의 표면 산성도 특성과 온도 프로그래밍 암모니아 탈착(ATPD) 측정을 통한 표면 비교 검출에 중점을 둡니다. ATPD는 표면이 저온에서 암모니아로 포화된 후 온도 변화를 겪어 프로브 분자가 탈착되고 온도 분포가 발생하는 신뢰할 수 있고 간단한 방법입니다.
탈착 패턴의 정량적 및/또는 정성적 분석을 통해 탈착/흡착 에너지 및 표면에 흡착된 암모니아의 양(암모니아 흡수)에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 기본 분자인 암모니아는 표면의 산성도를 결정하는 탐침으로 사용될 수 있습니다. 이러한 데이터는 샘플의 촉매 작용을 이해하는 데 도움이 될 수 있으며 새로운 시스템의 합성을 미세 조정하는 데에도 도움이 될 수 있습니다. 기존 TCD 검출기를 사용하는 대신 가열된 모세관을 통해 테스트 장치에 연결된 4중극자 질량 분석기(Hiden HPR-20 QIC)가 작업에 사용되었습니다.
QMS를 사용하면 분석에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 화학적 또는 물리적 필터와 트랩을 사용하지 않고도 표면에서 탈착된 다양한 종을 쉽게 구별할 수 있습니다. 기기의 이온화 전위를 적절하게 설정하면 물 분자의 단편화와 그에 따른 암모니아 m/z 신호의 간섭을 방지하는 데 도움이 됩니다. 온도 프로그래밍된 암모니아 탈착 데이터의 정확성과 신뢰성은 이론적 기준과 실험 테스트를 사용하여 분석되었으며, 데이터 수집 모드, 운반 가스, 입자 크기 및 반응기 형상의 효과를 강조하고 사용된 방법의 유연성을 입증했습니다.
연구된 모든 물질은 423-873K 범위에 걸쳐 복잡한 ATPD 모드를 가지고 있습니다. 단, 세륨은 예외이며 균일한 낮은 산도를 나타내는 좁은 탈착 피크를 나타냅니다. 정량적 데이터는 다른 물질과 실리카 간의 암모니아 흡수 차이가 10배 이상 있음을 나타냅니다. 세륨의 ATPD 분포는 표면 적용 범위 및 가열 속도에 관계없이 가우스 곡선을 따르기 때문에 연구 중인 물질의 거동은 보통, 약함, 강함 및 매우 강한 부위 그룹의 조합과 관련된 4가지 가우스 함수의 선형성으로 설명됩니다. . 모든 데이터가 수집되면 ATPD 모델링 분석을 적용하여 각 탈착 온도의 함수로서 프로브 분자의 흡착 에너지에 대한 정보를 얻는 데 도움을 주었습니다. 위치별 누적 에너지 분포는 평균 에너지 값(kJ/mol 단위)을 기준으로 다음과 같은 산도 값을 나타냅니다(예: 표면 피복률 θ = 0.5).
탐침 반응으로 프로펜을 이소프로판올의 탈수 처리하여 연구 중인 물질의 기능성에 대한 추가 정보를 얻었습니다. 얻은 결과는 표면 산점의 강도와 풍부함 측면에서 이전 ATPD 측정과 일치했으며 Brønsted와 Lewis 산점을 구별하는 것도 가능했습니다.
그림 1. (왼쪽) 가우스 함수를 사용한 ATPD 프로파일의 디콘볼루션(노란색 점선은 생성된 프로파일을 나타내고 검은 점은 실험 데이터입니다.) (오른쪽) 다양한 위치의 암모니아 탈착 에너지 분포 함수.
Roberto Di Cio 공학부, University of Messina, Contrada Dee Dee, Sant'Agata, I-98166 Messina, 이탈리아
Francesco Arena, Roberto Di Cio, Giuseppe Trunfio(2015) "이종 촉매 표면의 산성 특성 조사를 위한 암모니아 온도 프로그래밍 탈착 방법의 실험적 평가" 적용된 촉매 A: 리뷰 503, 227-236
분석을 숨깁니다. (2022년 2월 9일). 촉매의 이종 표면의 산 특성을 연구하기 위해 온도 프로그래밍된 암모니아 탈착 방법에 대한 실험적 평가. AZ. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016에서 2023년 9월 7일에 검색함.
분석을 숨깁니다. "이종 촉매 표면의 산 특성 연구를 위한 온도 프로그래밍 암모니아 탈착 방법의 실험적 평가". AZ. 2023년 9월 7일
분석을 숨깁니다. “이종 촉매 표면의 산 특성 연구를 위한 온도 프로그래밍 암모니아 탈착 방법의 실험적 평가”. AZ. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016. (접속일: 2023년 9월 7일)
분석을 숨깁니다. 2022. 이종 촉매 표면의 산성 특성을 연구하기 위한 온도 프로그래밍 암모니아 탈착 방법의 실험적 평가. AZoM, 2023년 9월 7일 액세스, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016.
게시 시간: 2023년 9월 7일
