催化剂载体和沸石

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本文重点研究了氧化物催化剂和载体（γ-Al2O3、CeO2、ZrO2、SiO2、TiO2、HZSM5沸石）的表面酸性特性，并通过测量程序升温氨脱附（ATPD）对它们的表面进行了比较检测。ATPD是一种可靠而简单的方法，该方法在低温下将表面饱和于氨后，发生温度变化，从而导致探针分子的脱附并测量温度分布。
通过对解吸模式进行定量和/或定性分析，可以获得关于解吸/吸附能量以及表面吸附氨量（氨吸收量）的信息。作为基本分子，氨可以作为探针测定表面的酸度。这些数据有助于理解样品的催化行为，甚至有助于微调新体系的合成。本次实验没有使用传统的TCD检测器，而是使用了四极杆质谱仪（Hiden HPR-20 QIC），并通过加热毛细管连接到测试装置。
使用四极杆质谱仪 (QMS)，我们可以轻松区分从表面解吸的不同物质，而无需使用任何可能对分析产生不利影响的化学或物理过滤器和捕集器。正确设置仪器的电离电位有助于防止水分子碎裂，从而避免对氨m/z信号的干扰。我们利用理论标准和实验测试分析了程序升温氨解吸数据的准确性和可靠性，重点关注了数据采集模式、载气、粒径和反应器几何形状的影响，证明了该方法的灵活性。
所有研究材料均有复杂的 ATPD 模式，跨越 423-873K 范围，铈除外，它表现出分辨的窄解吸峰，表明均匀的低酸度。定量数据表明，其他材料和二氧化硅之间的氨吸收差异超过一个数量级。由于铈的 ATPD 分布遵循高斯曲线，与表面覆盖率和加热速率无关，因此所研究材料的行为被描述为与中等、弱、强和非常强位点组组合相关的四个高斯函数的线性。收集到所有数据后，应用 ATPD 建模分析来帮助获取有关探针分子吸附能与每个解吸温度的关系的信息。按位置的累积能量分布基于平均能量值（以 kJ/mol 为单位）（例如，表面覆盖率 θ = 0.5）表示以下酸度值。
作为探针反应，丙烯与异丙醇脱水，以获得有关所研究材料功能性的更多信息。所得结果与之前的ATPD测量结果在表面酸位强度和丰度方面一致，并且能够区分布朗斯台德酸位和路易斯酸位。
图1. （左）使用高斯函数对ATPD曲线进行反卷积（黄色虚线代表生成的曲线，黑点为实验数据）（右）不同位置的氨解吸能量分布函数。
Roberto Di Cio 墨西拿大学工程学院，Contrada Dee Dee, Sant'Agata, I-98166 Messina, 意大利
Francesco Arena、Roberto Di Cio、Giuseppe Trunfio（2015）“用于研究非均相催化剂表面酸性的氨程序升温脱附方法的实验评估”《应用催化A：评论》503，227-236
隐藏分析。（2022年2月9日）。氨程序升温脱附法研究催化剂异质表面酸性的实验评估。AZ。2023年9月7日检索自https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016。
隐藏分析。“程序升温氨脱附法研究非均相催化剂表面酸性的实验评估”。AZ。2023年9月7日 .
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