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본 논문은 산화물 촉매 및 지지체(γ-Al2O3, CeO2, ZrO2, SiO2, TiO2, HZSM5 제올라이트)의 표면 산성도 특성과 온도 프로그래밍 암모니아 탈착(ATPD) 측정을 통한 표면의 비교 분석에 중점을 두고 있습니다. ATPD는 저온에서 암모니아로 포화된 표면의 온도 변화를 통해 프로브 분자의 탈착 및 온도 분포를 유도하는 신뢰성 있고 간단한 방법입니다.
탈착 패턴의 정량 및/또는 정성 분석을 통해 탈착/흡착 에너지와 표면에 흡착된 암모니아의 양(암모니아 흡수량)에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 기본 분자인 암모니아는 표면의 산성도를 측정하는 프로브로 사용할 수 있습니다. 이러한 데이터는 시료의 촉매 거동을 이해하고 새로운 시스템의 합성을 미세 조정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 작업에는 기존의 TCD 검출기 대신, 가열된 모세관을 통해 시험 장치에 연결된 사중극자 질량 분석기(Hiden HPR-20 QIC)를 사용했습니다.
QMS를 사용하면 분석에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 화학적 또는 물리적 필터나 트랩을 사용하지 않고도 표면에서 탈착된 다양한 종을 쉽게 구분할 수 있습니다. 기기의 이온화 전위를 적절하게 설정하면 물 분자의 파편화와 이로 인한 암모니아 m/z 신호 간섭을 방지하는 데 도움이 됩니다. 온도 프로그래밍된 암모니아 탈착 데이터의 정확성과 신뢰성은 이론적 기준과 실험적 시험을 통해 분석되었으며, 데이터 수집 모드, 운반 가스, 입자 크기 및 반응기 구조의 영향을 강조하여 사용된 방법의 유연성을 입증했습니다.
연구된 모든 물질은 423-873K 범위에 걸쳐 복잡한 ATPD 모드를 가지지만, 세륨은 균일한 낮은 산도를 나타내는 분해된 좁은 탈착 피크를 나타냅니다.정량적 데이터는 다른 물질과 실리카 사이의 암모니아 흡수에 10배 이상의 차이가 있음을 나타냅니다.세륨의 ATPD 분포는 표면 피복 및 가열 속도에 관계없이 가우스 곡선을 따르므로 연구 중인 물질의 거동은 중간, 약함, 강함 및 매우 강한 부위 그룹의 조합과 관련된 네 가지 가우스 함수의 선형성으로 설명됩니다.모든 데이터가 수집된 후 ATPD 모델링 분석을 적용하여 각 탈착 온도의 함수로서 프로브 분자의 흡착 에너지에 대한 정보를 얻는 데 도움이 되었습니다.위치별 누적 에너지 분포는 평균 에너지 값(kJ/mol)을 기반으로 다음 산도 값을 나타냅니다(예: 표면 피복 θ = 0.5).
탐침 반응으로서, 프로펜을 이소프로판올의 탈수 반응에 적용하여 연구 대상 물질의 기능성에 대한 추가 정보를 얻었습니다. 얻어진 결과는 표면 산점의 강도와 풍부함 측면에서 이전의 ATPD 측정 결과와 일치했으며, 브뢴스테드 산점과 루이스 산점을 구분할 수 있었습니다.
그림 1. (왼쪽) 가우시안 함수를 사용한 ATPD 프로파일의 디컨볼루션(노란색 점선은 생성된 프로파일을 나타내고, 검은색 점은 실험 데이터를 나타냄) (오른쪽) 다양한 위치에서의 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 산 특성 조사를 위한 암모니아 온도 프로그램 탈착법의 실험적 평가" Applied Catalysis A: Review 503, 227-236
분석 내용 숨기기. (2022년 2월 9일). 촉매의 불균일 표면 산 특성을 연구하기 위한 온도 프로그래밍 암모니아 탈착법의 실험적 평가. AZ. 2023년 9월 7일 https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016에서 검색함.
분석 숨기기. "불균일 촉매 표면의 산 특성 연구를 위한 온도 프로그래밍 암모니아 탈착법의 실험적 평가". AZ. 2023년 9월 7일
분석 숨기기. "불균일 촉매 표면의 산 특성 연구를 위한 온도 프로그래밍 암모니아 탈착법의 실험적 평가". AZ. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016. (접속일: 2023년 9월 7일).
분석 숨기기. 2022. 불균일 촉매 표면의 산성 특성 연구를 위한 온도 프로그래밍 암모니아 탈착법의 실험적 평가. AZoM, 2023년 9월 7일 접속, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016.
게시 시간: 2023년 9월 7일
