Name: نقص الأكسجين يحددها درجة حرارة حمض الخليك على الموليبدينوم كربيد المحفزات (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-07T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 15 s
Description: تعلم تقييم أداء محفز كربيد الموليبدينوم في إزالة الأكسجين من حمض الخليك باستخدام طريقة التفاعل المبرمج حرارياً. تتيح هذه التقنية اختبار النشاط والانتقائية عبر درجات حرارة متعددة في تجربة واحدة.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

تم دعم هذا العمل من قبل مكتب تقنيات الطاقة الحيوية التابع لوزارة الطاقة بموجب العقد رقم. دي إيه سي 36 - 08 - GO28308. تحتفظ حكومة الولايات المتحدة بالناشر، من خلال قبول المقال للنشر، تقر بأن حكومة الولايات المتحدة تحتفظ بترخيص عالمي غير حصري أو مدفوع أو غير قابل للإلغاء لنشر أو إعادة إنتاج الشكل المنشور لهذا العمل، أو السماح للآخرين بالقيام بذلك، لأغراض حكومة الولايات المتحدة.

<ol><li>Cvetanović, R. J., Amenomiya, Y. Application of a Temperature-Programmed Desorption Technique to Catalyst Studies. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360056408606860">Adv. Catal</a>. 17, 103-149 (1967).</li>
<li>Falconer, J. L., Schwarz, J. A. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/01614948308079666?journalCode=lctr20">Temperature-Programmed Desorption and Reaction: Applications to Supported Catalysts.</a> Catal. Rev. - Sci. Eng. 25 (2), 141-227 (1983).</li>
<li>Hurst, N. W., Gentry, S. J., Jones, A., McNicol, B. D. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/03602458208079654">Temperature Programmed Reduction.</a> Catal. Rev. - Sci. Eng. 24 (2), 233-309 (1982).</li>
<li>Sanchez, A., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp9935992">When Gold Is Not Noble: Nanoscale Gold Catalysts.</a> J. Phys. Chem. A. 103 (48), 9573-9578 (1999).</li>
<li>Alayoglu, S., Nilekar, A. U., Mavrikakis, M., Eichhorn, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ru-Pt+core-shell+nanoparticles+for+preferential+oxidation+of+carbon+monoxide+in+hydrogen%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Ru-Pt core-shell nanoparticles for preferential oxidation of carbon monoxide in hydrogen.</a> Nat Mater. 7 (4), 333-338 (2008).</li>
<li>Wachs, I. E., Madix, R. J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0039602878901139">The oxidation of methanol on a silver (110) catalyst.</a> Surf. Sci. 76 (2), 531-558 (1978).</li>
<li>Topsoe, N. Y., Topsoe, H., Dumesic, J. A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002195178571024X">Vanadia/Titania Catalysts for Selective Catalytic Reduction (SCR) of Nitric-Oxide by Ammonia.</a> J Catal. 151 (1), 226-240 (1995).</li>
<li>Clarke, D. B., Bell, A. T. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021951785711736">An Infrared Study of Methanol Synthesis from CO2 on Clean and Potassium-Promoted Cu/SiO2.</a> J Catal. 154 (2), 314-328 (1995).</li>
<li>Schaidle, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.5b01930">Experimental and Computational Investigation of Acetic Acid Deoxygenation over Oxophilic Molybdenum Carbide: Surface Chemistry and Active Site Identity.</a> ACS Catal. 6 (2), 1181-1197 (2016).</li>
<li>Ruddy, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/gc/c3gc41354c#!divAbstract">Recent advances in heterogeneous catalysts for bio-oil upgrading via "ex situ catalytic fast pyrolysis": catalyst development through the study of model compounds.</a> Green Chem. 16 (2), 454-490 (2014).</li>
<li>Dutta, A., Schaidle, J. A., Humbird, D., Baddour, F. G., Sahir, A. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1007/s11244-015-0500-z">Conceptual Process Design and Techno-Economic Assessment of Ex Situ Catalytic Fast Pyrolysis of Biomass: A Fixed Bed Reactor Implementation Scenario for Future Feasibility.</a> Top. Catal. 59 (1), 2-18 (2016).</li>
<li>Venkatakrishnan, V. K., Delgass, W. N., Ribeiro, F. H., Agrawal, R. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/gc/c4gc01746c/#!divAbstract">Oxygen removal from intact biomass to produce liquid fuel range hydrocarbons via fast-hydropyrolysis and vapor-phase catalytic hydrodeoxygenation.</a> Green Chem. 17 (1), 178-183 (2015).</li>
<li>Bej, S. K., Thompson, L. T. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926860X04000031">Acetone condensation over molybdenum nitride and carbide catalysts.</a> Appl. Catal., A. 264 (2), 141-150 (2004).</li>
<li>Sullivan, M. M., Held, J. T., Bhan, A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021951715000810">Structure and site evolution of molybdenum carbide catalysts upon exposure to oxygen.</a> J Catal. 326, 82-91 (2015).</li>
<li>Lee, W. S., Kumar, A., Wang, Z. S., Bhan, A. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.5b00713">Chemical Titration and Transient Kinetic Studies of Site Requirements in Mo2C-Catalyzed Vapor Phase Anisole Hydrodeoxygenation.</a> ACS Catal. 5 (7), 4104-4114 (2015).</li>
<li>Ren, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+Hydrodeoxygenation+of+Biomass-Derived+Oxygenates+to+Unsaturated+Hydrocarbons+using+Molybdenum+Carbide+Catalysts%5BTitle%5D)+AND+%22Chemsuschem%22%5BJournal%5D)">Selective Hydrodeoxygenation of Biomass-Derived Oxygenates to Unsaturated Hydrocarbons using Molybdenum Carbide Catalysts.</a> Chemsuschem. 6 (5), 798-801 (2013).</li>
<li>Grob, R. L., Kaiser, M. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGrob%2C+RL+%22Modern+Practice+of+Gas+Chromatography%22">Modern Practice of Gas Chromatography</a>. , John Wiley & Sons, Inc. 403-460 (2004).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030147700870085X">Journal of Chromatography Library</a>. Guiochon Georges,, Guillemin Claude, L. 42, Elsevier. 563-586 (1988).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301477008700861">Journal of Chromatography Library</a>. Guiochon Georges,, Guillemin Claude, L. 42, Elsevier. 587-627 (1988).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301477008700873">Journal of Chromatography Library</a>. Guiochon Georges,, Guillemin Claude, L. 42, Elsevier. 629-659 (1988).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301477008700885">Journal of Chromatography Library</a>. Guiochon Georges,, Guillemin Claude, L. 42, Elsevier. 661-687 (1988).</li>
<li>Baddour, F. G., Nash, C. P., Schaidle, J. A., Ruddy, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+%CE%B1-MoC1-x+Nanoparticles+with+a+Surface-Modified+SBA-15+Hard+Template%3A+Determination+of+Structure-Function+Relationships+in+Acetic+Acid+Deoxygenation%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.%2C+Int.+Ed.+n%2Fa-n%2Fa%22%5BJournal%5D)">Synthesis of α-MoC1-x Nanoparticles with a Surface-Modified SBA-15 Hard Template: Determination of Structure-Function Relationships in Acetic Acid Deoxygenation.</a> Angew. Chem., Int. Ed. n/a-n/a. , (2016).</li>
<li>Habas, S. E., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.5b02140">A Facile Molecular Precursor Route to Metal Phosphide Nanoparticles and Their Evaluation as Hydrodeoxygenation Catalysts.</a> Chem. Mater. 27 (22), 7580-7592 (2015).</li>
<li>Zhang, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deconvolution+and+quantification+of+hydrocarbon-like+and+oxygenated+organic+aerosols+based+on+aerosol+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Deconvolution and quantification of hydrocarbon-like and oxygenated organic aerosols based on aerosol mass spectrometry.</a> Environ Sci Technol. 39 (13), 4938-4952 (2005).</li>
<li>Ko, E. I., Benziger, J. B., Madix, R. J. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/255123365_Reactions_of_methanol_on_W100_and_W100-5_x_1C_surfaces">Reactions of Methanol on W(100) and W(100)-(5 X 1)C Surfaces.</a> J Catal. 62 (2), 264-274 (1980).</li>
<li>Pestman, R., Koster, R. M., Pieterse, J. A. Z., Ponec, V. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021951797916237">Reactions of carboxylic acids on oxides: 1. Selective hydrogenation of acetic acid to acetaldehyde.</a> J Catal. 168 (2), 255-264 (1997).</li>
<li>Pestman, R., Koster, R. M., Van Duijne, A., Pieterse, J. A. Z., Ponec, V. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021951797916249">Reactions of carboxylic acids on oxides: 2. Bimolecular reaction of aliphatic acids to ketones.</a> J Catal. 168 (2), 265-272 (1997).</li>
<li>NIST Standard Reference Database Number 69. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22NIST+Chemistry+WebBook%22">NIST Chemistry WebBook</a>. , NIST Mass Spce Data Center, S.E.S., director (2016).</li>
<li>Ausloos, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+critical+evaluation+of+a+comprehensive+mass+spectral+library%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Soc.+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">The critical evaluation of a comprehensive mass spectral library.</a> J. Am. Soc. Mass Spectrom. 10 (4), 287-299 (1999).</li>
<li>Barwick, V., Langley, J., Mallet, T., Stein, B., Webb, K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBarwick%2C+V+%22Best+Practice+Guide+for+Generating+Mass+Spectra%22">Best Practice Guide for Generating Mass Spectra</a>. , LGC. (2006).</li>
<li>Lecchi, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Method+for+Monitoring+and+Controlling+Reproducibility+of+Intensity+Data+in+Complex+Electrospray+Mass+Spectra%3A+A+Thermometer+Ion-based+Strategy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Soc.+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">A Method for Monitoring and Controlling Reproducibility of Intensity Data in Complex Electrospray Mass Spectra: A Thermometer Ion-based Strategy.</a> J. Am. Soc. Mass Spectrom. 20 (3), 398-410 (2009).</li>
</ol>

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

طريقة TPRxn هو أداة قوية لفحص المواد الحفازة، وتوفير المعلومات حول النشاط والانتقائية عامل حفاز بوصفها وظيفة من درجة حرارة التفاعل. يمكن أن أساليب أخرى يحددها درجة الحرارة مثل طن يوميا، TPO وTPR تقديم معلومات عن قوة امتصاص المواد المتفاعلة، وعدد من المواقع الامتزاز، ومحفز إجراءات ما قبل العلاج المناسب، ولكن لا توفر بيانات الأداء الحفازة مباشرة. من المهم أن نلاحظ أن طريقة TPRxn بالتفصيل في هذا العمل لا يقيس معدلات التفاعل ثابتة للدولة، وبالتالي، يمكن أن تشمل البيانات رد فعل آثار اس...

درجة الحرارة المبرمجة رد فعل (TPRxn) هي واحدة من العديد من الأساليب درجة الحرارة المبرمجة، بما في ذلك الامتزاز (طن يوميا)، والأكسدة (TPO)، والحد من (TPR)، والعائدات عن طريق التعرض لمحفز لبالتزامن المتفاعلة مع أو تليها زيادة مطردة في درجة الحرارة. 1، 2، 3 TPRxn هو أسلوب عابرة التي توفر معلومات حول نشاط محفز والانتقائية بوصفها وظيفة من درجة حرارة التفاعل. 4، 5، 6 وهو أيضا تقنية الشعبية: تفتيش &#39;في درجة الحرارة المبرمجة رد فعل &quot;الكلمات الرئيسية في عائدات الأدب أكثر من 1،000 مصادر نقلا عن استخدامه. وعادة ما يتم إجراء تجارب TPRxn في نظام microreactor، ومجهزة مطياف الكتلة (MS) للتحليل في الوقت الحقيقي من النفايات السائلة المفاعل وارتباط صerformance مع درجة الحرارة. ويمكن إدخال الغازات المتفاعلة باستخدام وحدات التحكم السريان والسوائل يمكن إدخالها عن طريق ضخ حقنة أو الأبخرة التي ظهرت على السطح غاز خامل من خلال السائل. وغالبا ما قبل المعاملة حافزا في الموقع لتشكيل المرحلة الحفازة المطلوبة للتفاعل. وقد تم تجهيز بعض الأنظمة مع المعدات التحليلية إضافية، ما وراء مطياف الكتلة نموذجي، لتوفير المعلومات الكمية أو النوعية عن الانتقائية محفز، والأنواع السطحية الموجودة على محفز، أو آلية رد الفعل. على سبيل المثال، ودرجة الحرارة المبرمجة في فورييه الموقعي تحويل الأشعة تحت الحمراء الطيفي (FTIR) يقدم معلومات حول تطور الأنواع السطحية مع اختلاف درجة حرارة التفاعل. تم تجهيز 7، 8 نظام وTPRxn أثبت في هذا العمل مع اللوني الغاز (GC) بالإضافة إلى MS أكثر نموذجية. هذا GC، ومجهزة أربعة أعمدة موازية، ويسمح لquanti أكثر دقةfication من المنتجات رد فعل، ولكن يقتصر في وتيرة تحليل من الوقت الذي يستغرقه المنتجات إلى أزل من خلال الأعمدة. وهكذا، فإن الجمع بين MS و GC يمكن أن يكون مفيدا بشكل خاص لاقتران تحديد الوقت الحقيقي مع التقدير الدقيق الكواشف والمنتجات. هنا، ونحن نطبق منهجية TPRxn لدراسة نقص الأكسجين من حامض الخليك على المحفزات الموليبدينوم كربيد. هذا هو رد فعل للاهتمام ومهم في البحث محفز، مثل حمض الخليك هو التناظرية مفيدة للعديد من الأحماض الكربوكسيلية موجودة في الأبخرة الكتلة الحيوية الانحلال الحراري. 9 محتوى الأكسجين العالي في الأبخرة الانحلال الحراري الكتلة الحيوية يتطلب إزالة الأكسجين لإنتاج الوقود الهيدروكربوني، 10، 11، 12 و المحفزات الموليبدينوم كربيد أظهرت واعدة أداء نقص الأكسجين للعديد من الكتلة الحيوية الانحلال الحراري نماذج مركبات بخار، بما في ذلك فورفورال، 1-بروبانول،الفينول وحمض الخليك. 9، 13، 14، 15، 16 ومع ذلك، فإن النشاط والانتقائية من المحفزات كربيد الموليبدينوم في التفاعلات نقص الأكسجين يعتمد على بنية الحافز والتكوين، وأنواع التفاعل وظروف التفاعل. وتظهر البيانات التي تم جمعها من TPRxn من حمض الخليك أن المحفزات الموليبدينوم كربيد تنشط لردود الفعل نقص الأكسجين فوق كاليفورنيا. 300 درجة مئوية، وعندما يقترن المعلومات محفز توصيف يسمح لتقدير حجم النشاط المحفز بوصفها وظيفة من درجة الحرارة عن طريق حساب معدلات دوران حامض الخليك. وأظهرت النتائج أن TPRxn (أي، CO السندات كسر) منتجات نقص الأكسجين هي المفضلة في درجة حرارة أقل من كاليفورنيا. 400 درجة مئوية، وdecarbonylation (أي سي سي السندات كسر) المنتجات هي FAVOالأحمر في درجات حرارة أعلى من كاليفورنيا. 400 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك، دراسات TPRxn توضح التغيرات في النشاط والانتقائية من المحفزات الموليبدينوم كربيد المنتجة باستخدام إجراءات الاصطناعية المختلفة (أي إنتاج مختلف هياكل الموليبدينوم كربيد حافزا والتراكيب). ومع ذلك، فإن قيمة هذه المعلومات، وبشكل أعم، التطبيق الناجح من البيانات التجريبية TPRxn نحو تصميم محفز وتحسين العمليات هو وظيفة نوعية البيانات التي تم الحصول عليها. دراسة متأنية ومعرفة الصعوبات المحتملة والقيود سلط الضوء في جميع أنحاء الداخلي TPRxn هو الهدف الأسمى.

<table><tbody><tr><td>حمض الخليك الجليدي</td><td>Cole-Parmer</td><td>EW-88401-62</td><td>مورد بديل مقبول إذا كانت درجة نقاء ACS. انظر بيان التحذير في البروتوكول للحصول على معلومات السلامة</td></tr><tr><td>UHP He</td><td>Airgas</td><td>HE R300SS</td><td>المورد البديل مقبول if&nbsp; >99.99٪ نقاء</td></tr><tr><td>UHP Ar</td><td>Arigas</td><td>AR R200</td><td>مورد بديل مقبول إذا&nbsp; >99.99٪ نقاء</td></tr><tr><td>الأسيتون</td><td>VWR الدولية</td><td>BDH1101-4LP</td><td>مورد بديل مقبول إذا &nbsp ؛ >99.5٪</td></tr><tr><td>رقائق الكوارتز</td> النقاء <td>Powder Technology Inc.</td><td>الكوارتز المسحوق</td><td>المنخل 180-300 & مايكرو ؛ م ، مكلس في الهواء عند 500 درجة ؛ C مطياف الكتلة بين عشية وضحاها</td></tr><tr><td>- مضخة فراغ توربو</td> يتم التحكم في مطياف الكتلة <td>Pfeiffer Vacuum</td><td>TSU 071</td><td>باستخدام حزمة برامج LabVIEW 2010 (الأدوات الوطنية)</td></tr> <tr><td>مطياف الكتلة - مضخة فراغ توربو</td><td>أنظمة أبحاث ستانفورد</td><td>RGA100</td><td></td></tr><tr><td>كروماتوجراف الغاز الصغير</td><td>Agilent</td><td>CP740388</td><td>490 مايكرو جي سي. نظام 4 قنوات القناة 1: 494001360 Molseive 10m ، تدفق عكسي ساخن القناة 2: 494001460 PPU 10 أمتار ، تدفق عكسي ساخن القناة 3: 490040 AL2O3 / KCL 10 + 0.2 م ، تدفق عكسي ساخن خاص القناة 4: 492005750 5CB 15 م ، برنامج GC ساخن</td></tr><tr><td></td><td>Aglient</td><td>OpenLAB CDS EZChrom Edition</td><td></td></tr><tr><td>فلاتر الغاز النظيفة</td><td>Agilent</td><td>CP17974</td><td>للاستخدام على الغازات الحاملة GC (هو ، Ar)</td></tr> <tr><td>مفاعل الكوارتز "U-tube"</td><td>n / زجاج</td><td></td><td>منفوخ يدويا ، مصمم خصيصا لطلب</td></tr><tr><td>الفقاعات</td><td>n / مخصص</td><td></td><td>مصمم لطلب</td></tr><tr><td>فرن السيراميك</td><td>توقف Watlow</td><td></td><td>جزء فرن مماثل #: VC401J12A-B000R</td></tr><tr><td>وحدة تحكم الشريط الحراري</td><td>N / a</td><td></td><td>مخصص بنيت مع شريط حراري لأجزاء منطقة Watlow</td></tr><tr><td></td><td>EZ أوميغا</td><td>FGH051-060</td><td>المورد البديل لشريط الحرارة ذات درجة الحرارة القصوى</td></tr> الشريط <tr><td>الحراري العزل</td> مقبول <td>JEGS</td><td>710-80809</td><td>المورد البديل</td></tr><tr><td>المزدوجة الحرارية</td><td>المقبولة أوميغا</td> <td>< م > على سبيل المثال < / م > ، KMQSS-062U-18</td><td>المزدوجات الحرارية من النوع K ؛ قد تكون هناك حاجة إلى أحجام بديلة</td></tr> مزدوجة <tr><td>حرارية O-ring</td><td>Swagelok</td><td>VT-7-OR-001-1 / 2</td><td>المطاط المشبع بالفلور (فلوروكربون FKM) يا الدائري</td></tr><tr><td>2 & م مرشح المواد الصلبة ، حشية VCR</td><td>Swagelok</td><td>SS-4-VCR-2-2M</td><td></td></tr><tr><td>1 & micro ؛ م فتحة ، حشية VCR</td><td>ليزر لينوكس</td><td>SS-4-VCR-2</td><td>لفتحة مطياف الكتلة</td></tr><tr><td>316 / 316L أنابيب ووصلات الفولاذ المقاوم للصدأ</td> يختلف <td>Swagelok</td><td></td><td>انظر كتالوجات Swagelok "VCR Metal Gasket Face Seal Fittings" و "أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الملحومة وأنظمة دعم الأنبوب" لمزيد من المعلومات</td></tr><tr><td>316 / 316L أنابيب ووصلات الفولاذ المقاوم</td> للصدأ <td>يختلف Swagelok</td><td></td><td>راجع كتالوجات Swagelok "صمامات الإبرة المتكاملة ذات غطاء المحرك" و "الصمامات المختومة المنفاخ" و "الصمامات الكروية ذات القطعة الواحدة" لمزيد من المعلومات</td></tr></tbody></table>

نقص الأكسجين يحددها درجة حرارة حمض الخليك على الموليبدينوم كربيد المحفزات

Temperature-programmed Deoxygenation of Acetic Acid on Molybdenum Carbide Catalysts

درجة حرارة التفاعل المبرمج (TPRxn) هو أداة بسيطة لكنها قوية لفحص أداء محفز قوي في مجموعة متنوعة من الظروف. ويشمل نظام TPRxn على مصادر المفاعل، فرن الغاز والبخار، والتحكم في التدفق، أجهزة لقياس نواتج التفاعل (على سبيل المثال، الكروماتوجرافي الغاز)، وأجهزة لمراقبة رد الفعل في الوقت الحقيقي (على سبيل المثال، مطياف الكتلة). هنا، ونحن نطبق منهجية TPRxn لدراسة المواد الحفازة كربيد الموليبدينوم لنقص الأكسجين من حامض الخليك، رد فعل مهم بين الكثيرين في الارتقاء / استقرار الأبخرة الكتلة الحيوية الانحلال الحراري. يستخدم TPRxn لتقييم نشاط محفز والانتقائية ولاختبار مسارات رد فعل افتراضية (على سبيل المثال، decarbonylation، تحول كيتوني، والهدرجة). وتشير نتائج الدراسة TPRxn من نقص الأكسجين حمض الخليك أن الموليبدينوم كربيد هي محفز فعال لهذا التفاعل عند درجة حرارة أعلى كاليفورنيا. 300 درجة مئوية، والتي تفضل رد فعل(أي، CO السندات كسر) منتجات نقص الأكسجين عند درجة حرارة أقل كاليفورنيا. 400 درجة مئوية، وdecarbonylation (أي سي سي السندات كسر) المنتجات في درجة حرارة أعلى من كاليفورنيا. 400 درجة مئوية.

يوفر MS الانترنت القدرة على تحليل تركيبة الغاز عند مخرج المفاعل في الوقت الحقيقي. لا يقترن MS عبر الإنترنت مع أي جهاز لفصل المنتجات السابقة للتحليل، وبالتالي تحديد الأنواع تتحدى عندما التفريق بين المركبات مع تداخل أنماط تجزئة كتلة. كما هو مبين في الجدول رقم 2، العديد من المنتجات الشائعة من حمض الخليك التجارب TPRxn تتميز متعددة إشارات م / ض المشتركة. Deconvolution البيانات MS (م / ض = 1-100 بوصفها وظيفة من درجة الحرارة) يسمح للبيانا...

المقدمة هنا هو بروتوكول لتشغيل مفاعل يحددها درجة الحرارة الصغيرة الحجم لتقييم أداء الحفاز من كربيد الموليبدينوم خلال نقص الأكسجين حمض الخليك.

Temperature programmed reaction (TPRxn) is a simple yet powerful tool for screening solid catalyst performance at a variety of conditions. A TPRxn system ...

الهدف العام من طريقة التفاعل المبرمج بدرجة الحرارة هذه هو تحديد أداء إزالة الأكسجين لمحفز كربيد الموليبدنيوم باستخدام حمض الأسيتيك كمركب نموذجي لزيت التحلل الحراري. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على أسئلة رئيسية في مجال الترقية في الطور البخاري باستخدام المحفزات غير المتجانسة، مثل تلك المتعلقة بالنشاط التحفيزي والانتقائية للمركبات النموذجية لزيت التحلل الحراري. وتتمثل المزايا الرئيسية لهذه التقنية في القدرة على اختبار الأداء التحفيزي عبر نطاق من درجات الحرارة في تجربة واحدة.بينما يمكن لهذه الطريقة أن توفر رؤية حول الأداء التحفيزي مع أبخرة حمض الأسيتيك، فإنه يمكن تطبيقها أيضاً على مركبات نموذجية أخرى من زيت الانحلال الحراري مثل ألدهيد الحمض، والإيثانول، والميثانول، والأنيسول. أولاً، قم بإخراج مفاعل أنبوبي من الكوارتز على شكل حرف U نظيف وجاف من فرن التجفيف. وبمجرد أن يبرد المفاعل إلى درجة حرارة الغرفة، قم بوضع كمية صغيرة من صوف الكوارتز بداخله باستخدام الحد الأدنى من الكمية اللازمة لدعم طبقة العامل الحفاز.باستخدام أداة دك من سلك معدني صلب ونظيف، ادفع الصوف برفق إلى أسفل أنبوب الكوارتز حتى نهاية القسم المستقيم. بعد ذلك، اخلط 50 مليجرام من محفز كربيد الموليبدنيوم مع 200 مليجرام من رقائق الكوارتز المكلّسة والمنخولة لمنع حدوث القنوات وضمان ثبات درجة الحرارة عبر طبقة المحفز. وباستخدام ورق وزن وقمع نظيف، اسكب خليط المحفز ورقائق الكوارتز داخل المفاعل بحيث تستقر طبقة المحفز فوق دعم صوف الكوارتز.بعد ذلك، ادفع برفق قطعة صغيرة ثانية من الصوف الكوارتزي فوق طبقة المحفز لتثبيت طبقة المحفز في مكانها. ومن المهم التأكد من تجانس خليط رقائق الكوارتز والمحفز؛ حيث يمكن أن تؤدي الخلائط غير المتجانسة إلى حدوث التوجيه القنوي، وتدرجات حرارية، وانخفاض مفرط في الضغط عبر طبقة المحفز.قم بتركيب المفاعل عن طريق توصيل وإحكام ربط الوصلة الموجودة في الجانب العلوي (upstream) من طبقة المحفز، وهي الجزء المستقيم من أنبوب المفاعل. بعد ذلك، قم بتوصيل وإحكام ربط الوصلة الموجودة في الجانب السفلي (downstream) من طبقة المحفز. ثم، اضبط موضع المزدوجة الحرارية للمفاعل عن طريق دفع المزدوجة الحرارية عبر وصلة مثقوبة بحيث تستقر نهاية المزدوجة الحرارية على الحافة العلوية لطبقة المحفز.قم بتركيب العزل حول القسم العلوي من المفاعل، ثم ارفع الفرن بعناية إلى أعلى مستوى يسمح به مفاعل أنبوب-U بحيث لا تلمس الحافة العلوية للفرن المفاعل. ابدأ بتطهير النظام عن طريق تدفق الهيليوم عالي النقاء للغاية بمعدل 40 sccm من خلال جهاز التحكم في تدفق الكتلة المعاير، أو MFC. بعد ذلك، افتح صمام فتحة مطياف الكتلة، أو MS، للسماح للغاز بالوصول إلى مصدر أيونات MS.بعد فتح صمامات الإبرة الخاصة بأسطوانة خزان الهيدروجين والمنظم، ابدأ بتدفق الهيدروجين عالي النقاوة، وذلك بفتح صمام إغلاق خط النظام الموجود مباشرة بعد مقياس تدفق الكتلة (MFC) للهيدروجين وضبط مقياس تدفق الكتلة على تدفق قدره 1.3 sccm. بعد ذلك، اضبط تدفق الهيليوم على 36 sccm، بحيث تكون نسبة الهيدروجين في الخليط الغازي 3.5%. وبمجرد استقرار تركيزات المرحلة الغازية للهيدروجين والهيليوم، أدخل برنامج درجة الحرارة في وحدة التحكم في الفرن، ثم ابدأ تنفيذ برنامج درجة الحرارة.بالنسبة للتفاعل المبرمج حرارياً، ابدأ بتمرير أبخرة حمض الأسيتيك عبر المفاعل عن طريق فتح صمامات المشبع عند المدخل والمخرج، ثم إغلاق صمام تجاوز المشبع. قم بتوجيه تدفق الغاز إلى جهاز الكروماتوغرافيا الغازية الدقيق، أو micro GC، عن طريق تحويل الصمام ثلاثي الاتجاهات الموجود بعد المفاعل إلى وضعية micro GC. بعد السماح لضغط النظام وتركيز حمض الأسيتيك في الطور الغازي بالاستقرار، قم ببرمجة وحدة التحكم في درجة حرارة الفرن لترتفع من درجة حرارة الغرفة إلى 600 °C بمعدل 10 °C في الدقيقة.ابدأ الآن بجمع عينات الـ micro GC بأكبر تكرار ممكن. ابدأ برنامج درجة الحرارة فور البدء في جمع عينات الـ micro GC. وعندما يكتمل برنامج درجة الحرارة، قم بإيقاف جمع عينات الـ micro GC.باستخدام برنامج الكمبيوتر المرتبط بمطياف الكتلة (MS)، قم بإيقاف تشغيل مصدر أيونات مطياف الكتلة، ثم أغلق صمام فتحة مطياف الكتلة البالغ قطرها واحد ميكرومتر. بعد اكتمال تحليل آخر عينة بواسطة جهاز الكروماتوغرافيا الغازية الدقيقة (micro GC)، قم بتحميل طريقة تضبط درجات حرارة العمود على الحد الأقصى المسموح به وفقاً لتوصيات الشركة المصنعة. أوقف تدفق الهيدروجين عن طريق ضبط متحكم التدفق الكتلي (MFC) للهيدروجين على 0 sccm وإغلاق صمام قطع الهيدروجين.أوقف تدفق أبخرة حمض الأسيتيك إلى المفاعل عن طريق فتح صمام تحويل المشبع وإغلاق صمامي مدخل ومخرج المشبع. وبعد ترك المفاعل ليبرد حتى درجة الحرارة المحيطة، أوقف تدفق الهيليوم بضبط جهاز التحكم في التدفق الكتلي (MFC) للهيليوم على 0 sccm، ثم أغلق صمام الإيقاف الموجود مباشرة بعد جهاز الـ MFC للهيليوم. وبمجرد وصول النظام إلى الضغط المحيط، وجه الغاز إلى نظام التهوية العادم المحلي باستخدام الصمام ثلاثي الاتجاهات.قم بفك المفاعل عن طريق فصل الوصلة الموجودة في الجانب المصب من المفاعل أولاً، وهي الوصلة المتصلة بأنبوب الفولاذ المقاوم للصدأ المرن. وأخيراً، افصل الوصلة الموجودة في الجانب المنبع من المفاعل. وكما هو موضح هنا، تتميز العديد من النواتج الشائعة الناتجة عن تجارب تفاعل حمض الأسيتيك المبرمجة حرارياً بإشارات نسبة كتلة إلى شحنة مشتركة في مطيافية الكتلة، وبالتالي فإن عملية فك التلافيف الإشارية (signal deconvolution) تكون مطلوبة.بعد عملية فك الالتفاف (deconvolution)، يمكن استخدام بيانات مطيافية الكتلة (MS) المعيرة والمصححة بشكل شبه كمي لجمع معلومات، مثل التحويل التفاعلي وتركيز المنتج النسبي كدالة في درجة حرارة التفاعل. تُعرض هنا بيانات تمثيلية من دراسة تقارن أداء إزالة الأكسجين لعدة محفزات من كربيد الموليبدينوم في تفاعل حمض الخليك المبرمج حرارياً. أظهر محفز كربيد الموليبدينوم المكون من جسيمات نانوية ذات قالب معدل معدل دوران أعلى لحمض الخليك مقارنة بنظيره غير المـُقالب، وكذلك معدلات دوران مماثلة لحمض الخليك مقارنة بمحفزات كربيد الموليبدينوم الكتلية عند درجات حرارة أقل من 400 degrees Celsius.عند درجات حرارة أعلى من 400 درجة مئوية، أظهرت المحفزات المعتمدة على القوالب معدل دوران لحمض الأسيتيك أكبر من أي من المحفزات الأخرى التي تمت دراستها. وكانت معدلات دوران الهيدروجين في المحفزات النانوية أقل منها في المحفزات الكتلية عند جميع درجات الحرارة. كما أظهرت كلتا المادتين النانوية انتقائية أعلى لمنتجات الكيتونة فوق 400 درجة مئوية مقارنة بنظيراتها الكتلية، وهو ما عُزي إلى زيادة في كسر المواقع الحمضية القوية بالنسبة للمواد الكتلية.علاوة على ذلك، تم تحديد نسبة المواقع الحمضية إلى مواقع تنشيط الهيدروجين كخاصية رئيسية في تحديد أداء نزع الأكسجين من حمض الأسيتيك. يمكن تنفيذ هذه التقنية في أقل من أربع ساعات، مما يجعل طريقة التفاعل المبرمج حرارياً أداة فعالة لفحص أداء المواد الحفازة وظروف تفاعلها المختلفة. بعد مشاهدة هذا الفيديو، سيكون لديك فهم جيد لكيفية تشغيل التفاعل المبرمج حرارياً باستخدام أبخرة حمض الأسيتيك بشكل آمن وفعال.

temperature-programmed-deoxygenation-acetic-acid-on-molybdenum

Research

JoVE Journal

Chemistry

الكيمياء

التوليف، والتنشيط، وتوصيف المواد الإطار المعدني العضوي مصممة عمدا هو أمر صعب، خاصة عندما تكون لبنات بناء وفضلت الكريات البيضاء غير متوافقة أو غير المرغوب فيها على أشكال الديناميكا الحرارية المطلوبة. وصفنا كيف تطبيقات بمساعدة المذيبات الصرف رابط، مسحوق حيود الأشعة السينية في الشعيرات الدموية وتفعيل عبر فوق الحرجة CO 2 التجفيف، ويمكن معالجة بعض هذه التحديات.

أطر توليف وتوصيف بين functionalized المعدنية العضوية

نقدم تركيب ومقرها العضوية وferrimagnet الفاناديوم تيتراسيانويثيلين (V [TCNE] خ، س ~ 2) عن طريق ترسيب الأبخرة الكيميائية درجة حرارة منخفضة (الأمراض القلبية الوعائية). هذه الوصفة الأمثل ينتج زيادة في درجة حرارة كوري من K 400 إلى أكثر من 600 K وتحسن كبير في خصائص الرنين المغناطيسي.

ترسيب الأبخرة الكيميائية لمغناطيس العضوي، والفاناديوم تيتراسيانويثيلين

يتم توليف هياكل عمودية أكسيد الزنك في شكل قضبان عبر مساعدة الهباء الجوي بخار الكيميائية ترسب دون الاستخدام المودعة قبل البذور محفز جزيئات. هذا الأسلوب للتحجيم ومتوافقة مع مختلف ركائز تستند أما السليكون أو الكوارتز أو البوليمرات.

الهباء الجوي-ساعد ترسب البخار الكيميائي للهياكل المعدنية المؤكسدة: قضبان أكسيد الزنك

الأغشية الرقيقة (100-1000 Å) ثاني أكسيد الفاناديوم (فو2) تم إنشاؤها بواسطة ترسيب طبقة الذرية (المدة) على ركائز الياقوت. وفي أعقاب ذلك، اتسمت الخصائص البصرية من خلال انتقال معدن-عازل صوتي2. من الخصائص الضوئية المقاسة، تم إنشاء نموذج لوصف الانكسار الانضباطي فو2.

ترسيب طبقة الذرية ثاني أكسيد الفاناديوم ونموذج بصرية تعتمد على درجة الحرارة

الأطر المعدنية العضوية فعالة في مخزن للغاز والحفز غير المتجانس، ولكن نتيجة أساليب توليف نموذجية في مساحيق فضفاض يصعب على إدماج المواد الذكية. علينا أن نظهر أسلوب أول طلاء الأقمشة مع أكاسيد معدنية محددة المدة، أسفر عن الأفلام الامتثالي من وزارة المالية على الأقمشة خلال التوليف سولفوثيرمال.

أودعت توليف سولفوثيرمال من شركة مالونغوشي-96 والارجان-66-NH2 في ذرية طبقة الطلاء أكسيد المعدن على حصائر الألياف

نقدم هنا بروتوكولا للقيام بردود فعل في أوعية التفاعل بسيطة تحت ضغوط منخفضة إلى متوسطة من CO2. ردود الفعل التي يمكن أن يؤديها في مجموعة متنوعة من السفن ببساطة إدارة ثاني أكسيد الكربون في شكل الثلج الجاف، دون الحاجة إلى معدات مكلفة أو معقدة أو التكوينات.

تحقيق ضغوط معتدلة في سفن مختومة باستخدام الثلج الجاف كمصدر2 CO الصلبة

نقدم بروتوكوللتحسين أداء CO2 photoreduction إلى CH4 من خلال زيادة كثافة ضوء الحادث من خلال تركيز تكنولوجيا الطاقة الشمسية.

CO2 Photoreduction إلى CH4 الأداء تحت تركيز الضوء الشمسي

ويقدم بروتوكول لاستنفاد سلائف الانبعاثات من الكتلة الاحيائيه المنخفضة الجودة بواسطة الموجات الصغريه المنخفضة الحرارة التي تساعد في معالجه الكربون الحراري المائي. يتضمن هذا البروتوكول معلمات الميكروويف وتحليل المنتج الحيوي والمياه المعالجة.

الحد من انبعاثات الوقود الخشب الصفصاف بدرجه حرارة منخفضه الميكروويف بمساعده الكربون الحراري

يتم تقديم بروتوكول لتركيب HNbWO6، HNbMoO6، HTaWO6 ورقة نانوية حمض صلب تعديل Pt / CNTs.

ضبط حموضة محفزات Pt/CNTs للإثير ثنائي الفينيل

هنا ، نقدم بروتوكولا للتحقق من صحة الموقع النشط من العوامل المحفزة للإطار المعدني العضوي عن طريق مقارنه ردود الفعل الكربوكسيل والمحفزة لمعرفه ما إذا كان رد الفعل يحدث علي السطح الداخلي أو الخارجي للأطر المعدنية العضوية.

تطوير المواد الحفازه غير المتجانسة الاختيارية التي تستخدم الأطر المعدنية العضوية (MOFs)

هذا البروتوكول تفاصيل سهلة، توليف وعاء واحد من أكسيد المنغنيز (MnO) النانوية عن طريق التحلل الحراري من المنغنيز (II) acetylacetonate في وجود أوليلامين وeeee. وقد استخدمت الجسيمات النانوية MnO في تطبيقات متنوعة بما في ذلك التصوير بالرنين المغناطيسي، واستنشاق النفايات، والحفز، والبطاريات، ومعالجة مياه الصرف الصحي.

أكسيد المنغنيز توليف الجسيمات النانوية بواسطة التحلل الحراري من المنغنيز (II) Acetylacetonate

تعلم تقييم أداء محفز كربيد الموليبدينوم في إزالة الأكسجين من حمض الخليك باستخدام طريقة التفاعل المبرمج حرارياً. تتيح هذه التقنية اختبار النشاط والانتقائية عبر درجات حرارة متعددة في تجربة واحدة.

نقص الأكسجين يحددها درجة حرارة حمض الخليك على الموليبدينوم كربيد المحفزات

استكشف المزيد من الفيديوهات