Caracterizarea suprafeței active a catalizatorilor

Keywords

reductibilitatea unui solid (TPR), aria suprafeţei active catalitic, desorbţie la temperatură programată (TPD), aciditatea/bazicitatea suprafeţei solidelor

Applications

Domenii de aplicabilitate:

√ cercetare-dezvoltare − pentru caracterizarea funcţională a oricărui material cu potenţiale proprietăţi catalitice

√ producţie − pentru controlul calităţii catalizatorilor preparaţi sau eficientizarea proceselor de dezvoltare/diversificare/scalare de noi materiale catalitice

Sisteme:

 i. catalizatori de tipul metal/suport: Ni/Al₂O₃, Co/Al₂O₃, Pt/TiO₂, Rh/ZrO₂

ii. materiale de tip zeolitic naturali sau de sinteză

iii. materiale noi cu potenţiale proprietăţi catalitice (ex. Metal Organic Framework (MOF), grafene, nanostructuri de carbon, compozite diverse)

Industrii: industria chimică, energie, mediu/depoluare,  industria farmaceutică

Infrastructura

Laboratorul de cataliză heterogenă este dotat cu un  aparat de caracterizare al catalizatorilor TPDRO 1100 Series dotat cu detector de  termoconductivitate (TCD) (Thermo Scientific, USA) cuplat cu un spectrometru de masă quadrupolar (QMS) (PrismaPlus, Pfeiffer Vacuum, Germany).  Sistemul experimental astfel obţinut este superior aparatelor comerciale uzuale deoarece combina informaţiile obţinute de la doi detector, TCD şi QMS,  furnizând astfel rezultate mai clare şi complete.

Aplicații uzuale - exemple

Determinarea ariei catalitic active  pentru procesele cu implicarea hidrogenului (sau a moleculelor care conţin hidrogen ca de exemplu CH₄). Cataliza   este un proces de suprafaţă pentru care eficienţa adsorbţiei şi activării moleculelor reactante depinde şi de mărimea suprafeţei active disponibile. Determinarea selectivă a ariei catalitic active se face prin măsurarea cantităţii de hidrogen adsorbit/desorbit de pe aceasta. Materialele pentru care  această metodă este foarte potrivită sunt de tipul metal/suport. Determinarea temperaturii optime de reducere (activare) a unui precursor catalitic. Reducerea oxidului (precursorul) la metalul activ catalitic este una  dintre etapele importante ale preparării unui catalizator de tipul metal/oxid. O temperatură de reducere prea mică nu generează suficientă fază activă  catalitic, iar o temperatură prea mare poate duce la sinterizarea pe suport a nanoparticulelor metalice; în ambele cazuri se obţin catalizatori cu performanţe scăzute. Cu ajutorul Reducerii la Temperatură Programată (TPR) se stabileşte intervalul optim de temperatură pentru obţinerea unui  material cu performanţe catalitice cât mai bune. Determinarea naturii şi tăriei centrilor catalitc activi reprezintă unele dintre cele mai uzuale şi necesare informaţii în dezvoltarea şi fabricarea unui catalizator, indiferent de natura acestuia. Aceasta se realizează prin adsorbţia/desorbţia la temperatură controlată a unor molecule probă (care sunt fie reactanţii vizaţi, fie molecule cu structura asemănătoare cu cea a reactanţilor). Aranjamentul experimental pe care îl deţine INCDTIM, și anume cuplajul TPDRO-QMS, oferă avantajul folosirii unei game mai largi de molecule probă, atât simple cât şi mai complexe.

Benefits

• INCDTIM oferă servicii CDI de caracterizare a suprafeței active a catalizatorilor, utilizată de sine stătător sau în combinație cu alte tehnici de  caracterizare a solidelor (difracţie de raze X, microscopie optică şi electronică), care acoperă aproape toată gama de caracterizări structurale și funcționale
• Înainte de încheierea unei relații contractuale oferim consultanță pentru a defini cât mai exact nevoile clientului / partenerului și, în caz că sunt necesare, efectuăm teste preliminare gratuite
• Dotarea şi experienţa existentă ne permit să caracterizăm cea mai mare parte dintre materialele cu potenţial catalitic
• Dispunem de personal specializat în centre de cercetare de mare prestigiu din străinătate, capabil să acopere cu cel mai înalt profesionalism toate etapele  unei colaborări contractuale: definirea problemei care va trebui soluționată, designul experimental, colectarea datelor, interpretarea rezultatelor și corelarea lor cu alte informații complementare, dacă este cazul.

Fișa expertiză

Download pdf format

Costuri estimative

Costul unei determinări este de 300-350 lei/probă (în funcţie de complexitate) şi este format din

√ timpul de utilizare al aparatului

√ manoperă, care include cheltuielile de personal și pe cele indirecte asociate cu operațiunile de preparare a probelor, analiza și interpretarea   rezultatelor, elaborarea raportului de analiză/cercetare.