H2高压对氧化物还原温度的影响

人们普遍认为,在高H处还原氧化物2压力显着降低了降低温度,1因此,最大程度地减少或减少了分散在固体表面上的活性物种的烧结。2,3,4,5

每个人都认识到成长的颗粒是烧结活跃物种的必要条件。yabo214这减少了通常发生反应的活动表面积。如果活性区域减少,则催化剂的活性较小。

为了跟踪H的耗竭2减少期间流动反应堆(FR)连接到MKS CIRRUS II质谱仪用于对银氧化物的微生物参考材料进行大量还原实验(Ag2o)。

观察结果记录到,虽然使用了可还原混合物的高压,但质谱仪的反应延迟了,这表明预期结果的结果相反。这意味着,随着可减少气压的增加,人们预计温度降低。

可以想象,反应堆内部的高压会导致流出分子延迟到达质谱仪。因此,MS显示的还原温度是伪影。

作为解决此问题的一种手段,进行了许多测试,以校准MS信号并将信号降低到预期的正常值。作为所有测试的参考,使用了可还原混合物的每分钟50 mL的流速。对应于一氧化碳(CO)的质谱仪的质量仪为28。

第一个测试持续了大约630秒,涉及注入约0.5 mL CO的脉冲并观察MS响应。随后的步骤涉及将压力增加到5条,同时保持相同的气体流速(每分钟50 mL)。

再一次,有一个由CO制成的脉冲,质量为28。响应持续了750秒。为了同步响应时间,流量增加到每分钟250 mL,以产生相同的响应时间630秒。

在表1中显示了上述10条和20个条的重复上述过程,并显示了相应的流速。当压力上升时,观察到还原温度的变化。想象混合物的更高流速和高压直接影响氧化物的还原是有道理的。

因此,必须得出结论,具有最小的烧结作用,材料的降低温度较低会对活性物质的减少产生积极影响。

表格1。该表显示了在每个被考虑的压力下对流量进行调整之前和之后所得的降低温度。

流动
ml/min
压力
(酒吧)
减少
温度。(C)
回复
时间
50
50
250
1
5
5
130
145
125
630
750
600
50
480
10
10
160
120
810
570
50
925
20
20
170
120
870
570

该图显示了用于这些实验的设备,就像双头热电偶一样。

图1。该图显示了用于这些实验的设备以及双头热电偶。

实验

流动反应堆(FR)用9毫米ID SS直管反应器进行所有测试。For these experiments, a double-headed thermocouple was used, as depicted in Figure 1. One of the thermocouple’s heads was connected to the mass spectrometer and the other was used to control and heat the oven where the reactor was situated, in order to pick up both of the required reduction temperatures.

如蓝色图所示,在质谱仪的温度曲线图上出现的初始检测到的温度是在从放热反应的曲线区域处拍摄的。

当将热电偶插入催化剂床中时,该温度被认为是实际的还原温度。因此,它能够检测到任何温度波动。

如红色图所示,在峰的顶峰处采取第二次还原温度,该温度通过质谱仪下的质量2下面的质量2检测到。

该图证明了当氢耗尽信号进入仪器分析室时被发现的温度变化。FR的液体气体分离器具有冷却至3°C至4°C之间的温度,用于捕获还原过程中产生的水。

为了达到最终降低温度,烤箱的温度以每分钟10°C的速度升高。冷陷阱后,将Cirrus II MKS质谱仪连接到反应堆的排气。在所有还原实验中,这将遵循H的质量22。为了校准目的,它设置为质量28。

Micromeritics微动态程序用于减少所有数据。除了检测到的每个峰的最高温度外,还可以集成峰值。

结果

这项研究的结果证实了实验的初始假设,即高压导致还原温度的变化,必须校正以获得精确的降低温度。

表1所示是在调整流动之前的氧化银还原温度的行为。从图2中绘制的实验中可以看出,随着压力的增加,所有还原温度都会升高。

图3显示了一旦根据校准调整了流量后获得的预期降低温度。在本实验中获得的所有结果表明,随着反应器内部的压力在所研究样品所在的位置增加,由于质谱仪的延迟响应,还会降低温度的变化。

该图显示了与氧化银的基本还原温度相比,随着压力的增加,质谱仪检测到的还原温度的明显变化。

图2。该图显示了与氧化银的基本还原温度相比,随着压力的增加,质谱仪检测到的还原温度的明显变化。

该图显示了根据文本中提到的校准调整流量后质谱仪检测到的降低温度。

图3。该图显示了根据文本中提到的校准调整流量后质谱仪检测到的降低温度。

结论

本文表明任何氧化物样品的还原温度受H的高压影响2。随着氧化物在较低温度下的降低,在表面上遇到的活性颗粒不会经历重大转化。yabo214因此,固体的活性仍然处于最佳条件。

但是,如果在较高的氢压下进行实验,则将延迟在检测装置上耗尽的氢的响应,并可能产生错误的数据。通过增加和校准H2流量,将产生预期的结果 - 即,较低的降低温度是氧化物样品床上压力增加的函数。

参考和进一步阅读

  1. 在高压下的氢还原二氧化锗* r.haregawa,T。Kurosawa和T. Yagihashi。J. Japan Inst。金属。34(1970),481
  2. 精细粒子技术中的分析方法。P. Webb和C. Orr。Micromeritics Inst。Corp. 1995。
  3. 减少CuO和Cu2o h2:H嵌入和动力学作用在亚氧化物的形成中。Jae Y. Kim,†JoséA。Rodriguez,*†Jonathan C. Hanson,†Anatoly I. Frenkel,§和Peter L. Lee‡。J. Am。化学Soc。,2003,125(35),pp 10684–1069
  4. 关于还原氧化铜。H.P.Wang和C.T.Yeh。J.Chinese Chem。Soc。,30,139-143,(1983)
  5. 减少MGO支持的氧化铁:Fe/MgO催化剂的形成和表征。G. Bond,K。C。Molloy和F.S.石头。固态离子学,卷101-103,第2部分,1997年11月,第697-705页

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