a. Nguyên tắc
2.2.4. Phương pháp khử hấp phụ amoniac theo chương trình nhiệt độ NH3 TPD
NH3 - TPD
a. Nguyên tắc
Trong nghiên cứu TPD mẫu xúc tác trước tiên được hấp phụ bão hồ bởi một chất khí ở điều kiện xác định và được đưa vào giải hấp theo chương trình nhiệt độ. Khi các phần tử khí được giải hấp ra khỏi bề mặt xúc tác, nhờ
dịng khí trơ chúng được đưa đến detectơ để định lượng. Trong trường hợp này detectơ có thể là detectơ dẫn nhiệt (TCD), ion hoá ngọn lửa (FID) hoặc phổ khối (MS).
Khi sử dụng phương pháp TPD để xác định độ axit của bề mặt xúc tác, người ta thường sử dụng NH3 là chất hấp phụ bão hoà trên các tâm axit của bề mặt ở khoảng nhiệt độ hấp phụ hoá học của vật liệu rắn xốp. Lực hấp phụ NH3 tại các tâm axit mạnh lớn hơn tại các tâm axit yếu, do đó nó khó bị giải hấp hơn. Khi tăng nhiệt độ tuyến tính sẽ xảy ra sự giải hấp NH3, lượng khí NH3 thốt ra sẽ được dịng khí trơ đưa đến detectơ để định lượng. Trong quá trình giải hấp NH3 theo nhiệt độ, trên những tâm axit yếu sẽ giải hấp phụ NH3 trước, trên những tâm axit mạnh sẽ giải hấp phụ NH3 sau. Như vậy các tâm axit mạnh sẽ có Tmax lớn và ngược lại. Tổng diện tích pic NH3 cho biết lượng khí bị hấp phụ và từ đó có thể tính được số tâm axit trên một đơn vị khối lượng xúc tác (ml/gam xúc tác). Dựa trên nhiệt độ giải hấp phụ NH3 ta có thể phân loại các tâm axit như sau :
+ Các tâm giải hấp phụ NH3 tại nhiệt độ Tmax 200oC: Tâm axit yếu. + Các tâm giải hấp phụ NH3 tại nhiệt độ 200o Tmax 400o: Tâm axit trung bình.
+ Các tâm giải hấp phụ NH3 tại nhiệt độ Tmax 400oC: Tâm axit mạnh. Phương pháp này cho phép xác định độ axit tổng trên bề mặt xúc tác, nhưng không phân biệt được tâm Lewis và tâm Bronsted.
b. Thực nghiệm
Phương pháp khử hấp phụ NH3 theo chương trình nhiệt độ thực hiện tại Trường Đại Học Bách Khoa – Hà Nội.