Phương pháp khử chương trình nhieơt đoơ (TPR) là phương pháp được sử dúng phoơ biên đeơ xác định tính chât cụa xúc tác. TPR cung câp những thođng tin định tính lăn định lượng veă các xúc tác kim lối. Ứng dúng TPR được mở roơng nhieău hơn do nó có theơ kêt hợp với các kỹ thuaơt thực nghieơm khác như phương pháp khử hâp phú chương trình nhieơt đoơ (TPD), phạn ứng beă maịt theo chương trình nhieơt đoơ (TPSR).
Biên thieđn naíng lượng tự do tieđu chuaơn (G0) là moơt hàm sô theo nhieơt đoơ cụa phương trình phạn ứng:
M2On(beă maịt) + (m/2) H2(beă maịt) nM(beă maít) + mH2O(khí)
Thực nghieơm cho thây đôi với moơt sô oxít kim lối thì G0 ađm, có nghĩa là veă maịt đoơng hĩc quá trình có theơ xạy ra. Tuy nhieđn quá trình khử Vanadium, thiêc, canxi văn xạy ra maịc dù G0 dương cho ba quá trình. Vieơc này có theơ xạy ra là do trong phương pháp TPR, tât cạ lượng nước hình thành đeău được lối bỏ khỏi vùng phạn ứng do đó phương trình:
G = G0 + RTln(PH2O/PH2)
Giá trị RTln(PH2O/PH2) trở neđn ađm khi PH2O đụ thâp và lối trừ luođn tác đoơng dương cụa G0. Vì vaơy G thâp và quá trình khử có theơ xạy ra.
Đoơng hĩc quá trình khử có dáng chung tương tự nhau cho cạ các oxít kim lối tređn chât mang và oxít đa loê xôp, khođng sử dúng chât mang. Xem khử là quá trình trong đó moơt khôi caău oxít kim lối được khử thành kim lối bởi dòng khí hydro. Mức đoơ khử , hàm phú thuoơc vào thời gian (t) ứng với các nhieơt đoơ và áp suât Hydro khác nhau là thođng sô được quan tađm.
TPR được ứng dúng đeơ xác định sô câu tử có khạ naíng bị khử có trong xúc tác. Nó cũng xác định nhieơt đoơ mà tái đó quá trình xạy ra. Beđn cánh đó pha tieăn xúc tác tređn chât mang và tương tác cụa nó với chât mang có theơ được nhaơn dáng. Phađn tích TPR baĩt đaău baỉng cách cho dòng khí phađn tích (5% H2 trong khí mang trơ) thoơi qua mău thử. Thành phaăn cụa dòng khí qua mău sẽ được theo dõi theo sự thay đoơi tuyên tính nhieơt đoơ, nhờ đaău dò Catharometer được sử dúng đeơ xác định sự thay đoơi trong thành phaăn khí.
Kêt quạ TPR được thành laơp dưới dáng phoơ. Vị trí peak quyêt định bởi mođi trường và tính chât hóa hĩc cụa thành phaăn có khạ naíng khử. Dieơn tích peak phạn ánh lượng H2 tieđu thú cho quá trình khử. TPR thường được tiên hành ở áp suât rieđng phaăn cụa khí hốt hóa thâp. Do đó ta có theơ nhaơn biêt được phạn ứng trung gian dựa vào tôc đoơ thay đoơi nhieơt đoơ, noăng đoơ khí phạn ứng và tôc đoơ dòng khí. Dựa vào các peak thu được ở các nhieơt đoơ khử khác nhau ta có theơ xác định các kim lối lieđn kêt yêu hay mánh ở tráng thái phađn tử (nguyeđn tử) cụa nó.
2.3.2.2 Quy trình thực nghieơm:
Thiêt bị phađn tích TPR là máy CHEMBET 3000, sử dúng phaăn meăm xử lý sô lieơu Quanta Chrome. Mău xúc tác được cho vào bình thách anh trước tieđn phại qua giai đốn xử lý baỉng dòng khí Nitơ trong 2h ở 3000C nhaỉm làm sách hoàn toàn beă maịt mău. Sau đó cho dòng khí H2 5% trong N2 qua mău và nađng nhieơt đoơ từ nhieơt đoơ phòng đên 9000C với tôc đoơ 100C/phút đeơ thực hieơn giai đốn khử.
Hình 2-11: MáyChemisorption - ChemBET® 3000 TPR / TPD