Name: טמפרטורה מתוכנתת הרחקת חמצן של חומצה אצטית על זרזי קרביד מוליבדן (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-07T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 15 s
Description: חקור את ביצועי הדה-חמצון של קרביד מוליבדן כזרז הטרוגני בטמפרטורה מתוכנתת. השיטה מאפשרת הערכת פעילות וסלקטיביות על פני טווח טמפרטורות בניסוי אחד.

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

עבודה זו נתמכה על ידי משרד טכנולוגיות ביו-אנרגיה של משרד האנרגיה תחת חוזה מס. DE-AC36-08-GO28308. ממשלת ארה"ב שומרת על הרישיון והמוציא לאור, על ידי קבלת המאמר לפרסום, מכיר בכך שממשלת ארה"ב שומרת על רישיון לא בלעדי, בתשלום, בלתי חוזר, כלל עולמי לפרסם או לשכפל את הצורה שפורסמה של יצירה זו, או לאפשר לאחרים לעשות זאת, למטרות ממשלת ארה"ב.

<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>

למחברים אין מה לחשוף.

שיטת TPRxn היא כלי רב עצמה עבור הקרנה של חומרים קטליטיים, מתן מידע על הפעילות סלקטיביות של זרז כפונקציה של טמפרטורת תגובה. טמפרטורה המתוכנתת אחרות שיטות כגון TPD, TPO ו TPR יכולות לספק מידע על כוח הספיחה של מגיבים, מספר אתרי ספיחה, ונהלים לטיפול מקדים זרז מתאימים, אבל לא מספקות נתוני ביצועי קטליטי ישירים. חשוב לציין כי שיטת TPRxn המפורטת בעבודה זו לא למדוד את שיעורי תגובה יציבים, ובכך, נתוני תגובה עשויים לכלול את ההשפעות של ייצוב זרז, שחרור משרות ומגבלות תחבורה. עם זאת, מחקרי TPRx...

תגובה מתוכנת טמפרטורה (TPRxn) היא אחת שיטות מתוכנות טמפרטורה רבות, כולל desorption (TPD), חמצון (TPO), והפחתה (TPR), ואת תמורה באמצעות חשיפה של זרז זאת במקביל מגיב עם או ואחריו עלייה מתמדת טמפרטורה. 1, 2, 3 TPRxn היא טכניקה חולפת המספקת מידע אודות פעילות זרז סלקטיביות כפונקציה של טמפרטורת תגובה. 4, 5, 6 גם זוהי טכניקה פופולרית: חיפוש של &quot;תגובה מתוכנת הטמפרטורה של המילים בתשואות הספרות למעלה מ -1,000 מקורות בצטטו את השימוש בו. ניסויים TPRxn בדרך כלל מבוצעים במערכת microreactor, מצויד ספקטרומטר מסה (MS) לניתוח בזמן אמת של הקולחים הכור ואת המתאם של performance עם הטמפרטורה. גזים מגיבים יכולים להיות מוצגים באמצעות בקרי זרימה המוניים ונוזלים ניתן הציגו באמצעות משאבת מזרק או כמו אדים ידי מבעבע גז אינרטי דרך נוזל. הזרז הוא לעתים קרובות מראש שטופלו באתרו כדי ליצור את שלב קטליטי הרצוי עבור התגובה. חלק מהמערכות מאובזרים בציוד אנליטי נוספים, מעבר ספקטרומטר מסה טיפוסית, כדי לספק מידע כמותי או איכותי על סלקטיביות זרז, מינים פני השטח הנוכחי על זרז, או מנגנון התגובה. לדוגמא, הטמפרטורה המתוכנת הפורה באתרו Transform ספקטרוסקופיה אינפרא האדום (FTIR) מספקת מידע על האבולוציה של מיני משטח עם משתנה טמפרטורת תגובה. מערכת 7, 8 TPRxn הפגינו בעבודה זו מצוידת הכרומתוגרמה גז (GC) בנוסף MS טיפוסי יותר. GC זה, מצויד בארבעה טורים מקבילים, מאפשר לכמת מדויק יותרfication של תוצרי התגובה, אך היא מוגבלת תדירות ניתוח על ידי הזמן שלוקח את המוצרים elute בכל העמודות. לכן, השילוב של MS ו- GC יכול להיות שימושי במיוחד עבור צימוד זיהוי בזמן אמת עם כימות מדויק של מגיבים ומוצרים. הנה, אנחנו מיישמים את המתודולוגיה TPRxn ללמוד את הרחקת חמצן של חומצה אצטית על מחוללי קרביד מוליבדן. זוהי תגובה מעניינת וחשובה במחקר זרז, כמו חומצה אצטית היא אנלוגית שימושי עבור חומצות קרבוקסיליות רבות נוכחי אדי פירוליזה ביומסה. 9 תכולת החמצן הגבוהה אד פירוליזה ביומסה מחייבת הסרת חמצן כדי לייצר דלק פחמימני, 10, 11, 12 ו זרזי קרביד מוליבדן הראה מבטיח ביצועי הרחקת חמצן עבור תרכובות מודל אדי פירוליזה רבות ביומסה, כולל furfural, 1-propanol,phenolics וחומצה אצטית. 9, 13, 14, 15, 16 עם זאת, הפעילות סלקטיביות של זרזי קרביד מוליבדן בתגובות הרחקת חמצן תלויים במבנה הזרז ורכב, המין מגיב ואת תנאי התגובה. הנתונים שנאספו TPRxn של חומצה אצטית מראה כי זרזים קרביד מוליבדן פעילים לתגובות הרחקת חמצן מעל בקירוב 300 ° C, וכאשר בשילוב עם מידע אפיון זרז מאפשר כימות של פעילות הזרז כפונקציה של הטמפרטורה באמצעות חישוב שיעורי תחלופה חומצה אצטית. תוצאות TPRxn מראות כי הרחקת חמצן (כלומר, CO-שביר bond) מוצרים הם העדיפו בטמפרטורות נמוכות בקירוב 400 ° C ו decarbonylation (כלומר, CC-שביר bond) מוצרים הם Favoאדום בטמפרטורות מעל בקירוב 400 ° C. בנוסף, מחקרים TPRxn להמחיש את השינויים שחלו בפעילותו סלקטיביות של זרזים קרביד מוליבדן הופק באמצעות נהלים סינתטיים שונים (כלומר, ייצור מבנים זרז קרביד מוליבדן שונים וקומפוזיציות). ובכל זאת, את הערך של המידע הזה, ובאופן כללי יותר, היישום המוצלח של נתוני ניסוי TPRxn כלפי עיצוב זרז ואופטימיזציה תהליך הוא פונקציה של איכות הנתונים מתקבל. שיקול וידע זהירים של קשיי הפוטנציאל והמגבלות הדגישו לאורך כל הליך TPRxn הוא בעל חשיבות עליון.

<table><tbody><tr><td>חומצה אצטית קרחונית</td><td>Cole-Parmer</td><td>EW-88401-62</td><td>ספק חלופי מקובל אם דרגת טוהר ACS. ראה הצהרת אזהרה בפרוטוקול למידע בטיחות</td></tr><tr><td>UHP He</td><td>Airgas</td><td>HE R300SS</td><td>ספק חלופי מקובל אם&nbsp; >99.99% טוהר</td></tr><tr><td>UHP Ar</td><td>Arigas</td><td>AR R200</td><td>ספק חלופי מקובל אם&nbsp; >99.99% טוהר</td></tr><tr><td>אצטון</td><td>VWR International</td><td>BDH1101-4LP</td><td>ספק חלופי מקובל אם&nbsp; >99.5%</td></tr><tr><td>טוהר שבבי קוורץ</td><td>Powder Technology Inc.</td><td>קוורץ כתוש</td><td>מנופה 180-300 ומיקרו; m, מסוייד באוויר ב-500 מעלות; </td></tr><tr><td>ספקטרומטר מסה לילה C - משאבת ואקום טורבו</td> ספקטרומטר מסה <td>של פייפר ואקום</td><td>TSU 071</td><td>נשלט באמצעות חבילת התוכנה LabVIEW 2010 (National Instruments)</td></tr><tr><td>ספקטרומטר מסה - משאבת טורבו ואקום</td><td>סטנפורד מערכות מחקר</td><td>RGA100</td><td></td></tr><tr><td>מיקרו גז כרומטוגרף</td><td>Agilent</td><td>CP740388</td><td>490 מיקרו GC; מערכת 4 ערוצים ערוץ 1: 494001360 Molseive 10 מ', שטיפה אחורית מחוממת ערוץ 2: 494001460 PPU 10 מ', שטיפה אחורית מחוממת ערוץ 3: 490040 AL2O3/KCL 10+0.2 מ', שטיפה אחורית מחוממת SPECIAL ערוץ 4: 492005750 5CB 15 מ', תוכנת GC מחוממת</td></tr><tr><td></td><td>Aglient</td><td>OpenLAB CDS EZChrom Edition</td><td></td></tr><tr><td>מסנני גז נקי</td><td>Agilent</td><td>CP17974</td><td>לשימוש בגזי נשא GC (הוא, Ar)</td></tr> <tr><td>כור קוורץ "U-tube"</td><td>n/a</td><td>זכוכית מנופחת ביד, נבנה בהתאמה אישית להזמנת</td>מבעבע n/a נבנה בהתאמה אישית להזמנת תנור קרמי Watlow הופסק חלק תנור דומה #: בקר סרט חום VC401J12A-B000R n/a נבנה בהתאמה אישית עם סרט חום של Watlow EZ-zone סרט חום אומגה <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>FGH051-060</td><td>ספק חלופי לסרט חום בטמפרטורה קיצונית</td></tr><tr><td>בידוד סרט חום</td> מקובל <td>JEGS</td><td>710-80809</td><td>ספק חלופי</td></tr><tr><td>צמד תרמי</td> מקובל <td>Omega</td><td>למשל , KMQSS-062U-18</td><td>צמדים תרמיים מסוג K; ייתכן שיידרשו גדלים חלופיים</td></tr><tr><td>צמד תרמי טבעת O</td><td>Swagelok</td><td>VT-7-OR-001-1/2</td><td>perfluoroelastomer (fluorocarbon FKM) טבעת O</td></tr><tr><td>2 ומיקרו; מסנן מוצקים m, אטם VCR</td><td>Swagelok</td><td>SS-4-VCR-2-2M</td><td></td></tr><tr><td>1 ומיקרו; מ פתח, אטם VCR</td><td>לייזר לנוקס</td><td>SS-4-VCR-2</td><td>לספקטרומטר מסה פתח</td></tr><tr><td>316 / 316L צינורות ואביזרי נירוסטה</td><td>Swagelok</td><td>משתנה</td><td>ראה Swagelok 'אביזרי איטום פנים אטם מתכת VCR' ו'מערכות צינורות ותמיכה בצינורות חלקים מנירוסטה' למידע נוסף</td></tr><tr><td>316 / 316L צינורות ואביזרי נירוסטה</td><td>Swagelok</td><td>משתנה</td><td>ראה קטלוגים של Swagelok 'שסתומי מחט מצנפת אינטגרלית', 'שסתומים אטומים במפוח' ו'שסתומי כדור מכשור מקשה אחת' למידע נוסף</td></tr></tbody></table>

טמפרטורה מתוכנתת הרחקת חמצן של חומצה אצטית על זרזי קרביד מוליבדן

Temperature-programmed Deoxygenation of Acetic Acid on Molybdenum Carbide Catalysts

תגובה מתוכנת טמפרטורה (TPRxn) היא כלי פשוט אך רב עצמה עבור הקרנת ביצועי זרז מוצקים למגוון מצבים. מערכת TPRxn כולל הכור, תנור, מקורות גז ואדים, בקרת זרימה, מכשור לכמת תוצרי התגובה (למשל, כרומטוגרפיה גזית), ומכשור לניטור התגובה בזמן אמת (למשל, ספקטרומטר מסה). הנה, אנחנו מיישמים את המתודולוגיה TPRxn ללמוד זרזי קרביד מוליבדן עבור הרחקת החמצן של חומצה אצטית, תגובה חשובה בקרב רב בשדרוג / הייצוב של אדי פירוליזה ביומסה. TPRxn משמש להערכת זרז לפעילות סלקטיביות וכדי לבדוק שבילי תגובה היפותטי (למשל, decarbonylation, ketonization, ו הידרוגנציה). התוצאות של מחקר TPRxn של הרחקת חמצן באמצעות חומצה אצטית מראות כי קרביד מוליבדן הוא זרז פעיל עבור התגובה הזו בטמפרטורות מעל בקירוב 300 ° C ו שהתגובה הטובההרחקת חמצן (כלומר, CO-שביר bond) מוצרים בטמפרטורות נמוכות בקירוב 400 ° C ו decarbonylation (כלומר, CC-שביר bond) מוצרים בטמפרטורות מעל בקירוב 400 ° C.

של MS באינטרנט מספק את היכולת לנתח את הרכב הגז במוצא הכור בזמן אמת. של MS באינטרנט הוא לא בשילוב עם כל מכשיר להפריד מוצרים עוברים ניתוח, ולכן זיהוי מינים מאתגר כאשר הבחנה בין תרכובות עם חפיפת דפוסי פיצול המוני. כפי שניתן לראות בטבלה 2, רבים מהמוצרים הנפוצים מחומצה אצטית ניסויים TPRxn מאופיינים אותות מ &#39;/ z נפוץ מרובים. Deconvolution של נתוני MS (m / z = 1 - 100 כפונקציה של טמפרטורה) מאפשר שיופקו נתונים וכמותיות כי עוצמת אות MS ...

אנו מציגים כאן פרוטוקול להפעלת כור מייקרו בקנה מידה מתוכנת טמפרטורה להערכת ביצועי קטליטי של קרביד מוליבדן במהלך הרחקת חמצן באמצעות חומצה אצטית.

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

המטרה הכללית של שיטת תגובה זו, המבוססת על תוכנית טמפרטורה, היא לקבוע את ביצועי דה-אוקסיגנציית הזרז מוליבדן קרביד מתוך חומצה אצטית, המשמשת כתרכובת מודל לשמן פירוליזה. שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחום השדרוג בשלב השאיפה באמצעות זרזים הטרוגניים, כגון שאלות הנוגעות לפעילות קטליטית ולסלקטיביות של תרכובות מודל משמן פירוליזה. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא היכולת לבחון ביצועים קטליטיים בטווח של טמפרטורות בניסוי בודד.בעוד ששיטה זו עשויה לספק תובנות לגבי ביצועים קטליטיים עם אדי חומצה אצטית, ניתן להחיל אותה גם על תרכובות מודל אחרות של שמן פירוליזה, כגון אלדהיד חומצי, אתנול, מתנול ואניסול. ראשית, הוצאו ריאקטור נקי ויבש בצורת צינור U מקוורץ מתנור ייבוש. לאחר שהריאקטור התקרר לטמפרטורת החדר, טענו לתוכו כמות קטנה של צמר קוורץ, תוך שימוש בכמות המינימלית הדרושה לתמיכה במצע הקטליסט.בעזרת מוט דחיסות מחוט מתכת קשיח ונקי, דחפו בעדינות את הצמר למטה בתוך צינור הקוורץ עד לסוף המקטע הישר. לאחר מכן, ערבבו 50 milligrams של זרז מוליבדן קרבייד עם 200 milligrams של שבבי קוורץ קלצינרים מנופים, כדי למנוע תעלול ולהבטיח טמפרטורה עקבית לאורך שכבת הזרז. בעזרת נייר שקל ומשפך נקי, שפכו את תערובת הזרז ושבבי הקוורץ לתוך הריאקטור, כך ששכבת הזרז תישב על תמיכת צמר הקוורץ.לאחר מכן, דחפו בעדינות פיסה קטנה שנייה של צמר קוורץ מעל שכבת הזרז, כדי לקבע את שכבת הזרז במקומה. חשוב לוודא שתערובת הזרז ושבבי הקוורץ הומוגנית. תערובות לא הומוגניות עלולות להוביל לתעלול (channeling), למדרגי טמפרטורה ולמפל לחץ מופרז לאורך שכבת הזרז.התקינו את הריאקטור על ידי חיבור והדקה ראשונית של המחבר בצד המעלה (upstream) של מיטת הזרז, שהוא החלק הישר של צינור הריאקטור. לאחר מכן, חברו והדקו את המחבר בצד המורד (downstream) של מיטת הזרז. בשלב הבא, כווןו את מיקום התרמוקפל של הריאקטור על ידי דחיפת התרמוקפל דרך מחבר מחורר, כך שקצה התרמוקפל ינח על הקצה העליון של מיטת הזרז.התקינו בידוד מסביב לחלק העליון של הכור, ולאחר מכן העלו בזהירות את התנור לרמה הגבוהה ביותר המותרת על ידי כור ה-U-tube, כך שהקצה העליון של התנור לא י touches את הכור. התחילו בניקוי המערכת על ידי זרימה של הליום בטוהר גבוה במיוחד (ultra-high purity) בקצב של 40 sccm דרך בקר זרימה מסית (mass flow controller) מכויל, או MFC. לאחר מכן, פתחו את שסתום הפתח של ספקטרומטר המסות (mass spectrometer), או ה-MS orifice valve, כדי לאפשר לגז להגיע למקור היונים של ה-MS.לאחר פתיחת שסתומי המחט של בלוני המימן והווסת, התחילו בזרימה של מימן בטוהר גבוה במיוחד (ultra-high purity hydrogen), על ידי פתיחת שסתום הסגירה של קו המערכת מיד לאחר ה-MFC של המימן והגדרה של ה-MFC לזרימה של 1.3 sccm. לאחר מכן, כוון את זרימת ההליום ל-36 sccm, כך שתערובת הגז תכיל 3.5% מימן. מרגע שהריכוזים של המימן וההליום בשלב הגז התייצבו, הזינו את תוכנית הטמפרטורה לבקר הכיר ואז התחילו בביצוע תוכנית הטמפרטורה.עבור התגובה בתוכנית טמפרטורה, התחילו את זרימת אדי חומצה אצטית דרך הריאקטור על ידי פתיחת שסתומי הרוויה של הכניסה והיציאה, ובשלב הבא סגירת שסת המעקף שלKסרוויה. נתיבו את זרימת הגז למיקרו-גז כרומטוגרף, או micro GC, על ידי העברת השסת התלת-כיוונית במורד הריאקטור למצב micro GC. לאחר שהמתנתם להתייצבות לחץ המערכת של ריכוז חומצה אצטית בשלב הגזי, תכנתו את בקר הטמפרטורה של התנור לעלייה מטמפרטורת החדר עד 600 °C בקצב של 10 °C לדקה.כעת התחילו באיסוף דגימות micro GC בתדירות הגבוהה ביותר האפשרית. התחילו את תוכנית הטמפרטורה מיד לאחר תחילת איסוף דגימות ה-micro GC. עם השלמת תוכנית הטמפרטורה, הפסיקו את איסוף דגימות ה-micro GC.באמצעות תוכנת המחשב הנלווית ל-MS, כבו את מקור היונים של ה-MS, ולאחר מכן סגרו את שסתום הפתח של ה-MS בעל מיקרון אחד. לאחר סיום דגימת ה-micro GC האחרונה, טענו שיטה המגדירה את טמפרטורות העמודה לגבול המקסימלי המותר כפי שהומלץ על ידי היצרן. הפסיקו את זרימת המימן על ידי הגדרת ה-MFC של המימן ל-0 sccm וסגירת שסתום הניתוק של המימן.הפסיקו את זרימת אדי חומצה אצטית אל הריאקטור על ידי פתיחת שסתום המעקף (bypass) של המרווה וסגירת שסתומי הכניסה והיציאה של המרווה. לאחר קירור הריאקטור לטמפרטורת הסביבה, כבו את זרימת ההליום על ידי הגדרת ה-MFC של ההליום ל-0 sccm, ולאחר מכן סגרו את שסתום הסגירה הממוקם מיד לאחר ה-MFC של ההליום. ברגע שהמערכת הגיעה ללחץ הסביבה, נתבו את הגז למערכת האוורור המקומית באמצעות השסתום התלת-דרכי.נתקו את הכור תחילה על ידי ניתוק המחבר בצד המורד של הכור, שהוא המחבר המחובר לצינור הפלדה הגמיש. לבסוף, נתקו את המחבר בצד המעלה של הכור. כפי שמוצג כאן, רבים מהתוצרים הנפוצים בניסויי תגובה של חומצה אצטית בתוכנית טמפרטורה מאופיינים באותים נפוצים של מסה למטען בספקטרומטריית מסות, ולכן נדרשת דה-קונבולוציה של האות.בעקבות דה-קונבולוציה, ניתן להשתמש בנתוני ה-MS הנורמליים והמתוקנים באופן חצי-כמותי כדי לאסוף מידע, כגון המרה תגובתית וריכוז יחסי של תוצרים כפונקציה של טמפרטורת התגובה. מוצגים כאן נתונים מייצגים ממחקר המשווה את ביצועי הדה-חמצון של מספר זרזי מוליבדן קרבייד בתגובה של חומצה אצטית עם טמפרטורה מתוכננת. זרז מוליבדן קרבייד בעל ננו-חלקיקים מתובנית הפגין קצב מחזור גבוה יותר של חומצה אצטית בהשוואה למקבילו ללא תבנית, ובקצבי מחזור דומים של חומצה אצטית בהשוואה לזרזי מוליבדן קרבייד במצב גושים (bulk) בטמפרטורות הנמוכות מ-400 degrees Celsius.מעל 400 מעלות צלזיוס, הזרזים בעלי התבנית הראו קצב תחלופיות (turnover rate) של חומצה אצטית גבוה יותר מכל אחד מהזרזים האחרים שנבחנו. קצבי התחלופיות של המי היו נמוכים יותר בזרזי הננו-חלקיקים מאשר בזרזי ה-bulk בכל הטמפרטורות. שני חומרי הננו-חלקיקים הראו סלקטיביות גבוהה יותר לתוצרי קטוניזציה מעל 400 מעלות צלזיוס מאשר מקביליהם ב-bulk, דבר שיוחס לעלייה בחלקם של אתרי החומצה החזקים ביחס לחומרי ה-bulk.בנוסף, היחס בין אתרים חומציים לאתרים להפעלת מימן זוהה כמאפיין מפתח בקביעת ביצועי דאוקסיגנציה של חומצה אצטית. ניתן לבצע טכניקה זו בפחות מארבע שעות, מה שהופך את שיטת התגובה בתוכנית טמפרטורה לכלי יעיל לסריקת ביצועים של חומרים קטליטיים ותנאי תגובה שונים שלהם. לאחר צפייה בסרטון זה, תהיה לכם הבנה טובה לגבי אופן ההפעלה הבטוחה והיעילה של תגובה בתוכנית טמפרטורה באמצעות אדי חומצה אצטית.

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

סינתזה, הפעלה, ואפיון של חומרי מסגרת מתכת אורגנית במכוון נועדו הוא מאתגרת, במיוחד כאשר אבני בניין הוא הפולימורפים לא תואמים או לא רצויים הם העדיפו thermodynamically על צורות הרצויות. אנו מתארים כיצד יישומים של שער סייע ממס מקשר, עקיפה X-ray אבקה בנימים והפעלה באמצעות CO 2 ייבוש סופר קריטי, יכולים לתת מענה לחלק מהאתגרים האלה.

מסגרות סינתזה ואפיון של פונקציונליות מתכת אורגנית

אנו מציגים את הסינתזה של tetracyanoethylene נדיום ferrimagnet מבוסס האורגני (V [TCNE] x, x ~ 2) באמצעות תצהיר נמוך אדים כימיים בטמפרטורה (CVD). מתכון מותאם זה מניב עלייה בטמפרטורת קירי מ 400 K ליותר מ 600 K ושיפור דרמטי בנכסי תהודה מגנטיים.

כימית החמקן הפקדת של מגנט אורגני, ונדיום Tetracyanoethylene

תחמוצת אבץ טורי מבנים בצורת מוטות הם מסונתז דרך בתצהיר אדים כימיים בסיוע תרסיס ללא השימוש של חלקיקי הזרז-זרע הפקיד מראש. שיטה זו היא מדרגית ותואמת סובסטרטים שונים על בסיס סיליקון, קוורץ או פולימרים.

תרסיס בסיוע בתצהיר אדים כימיים של תחמוצת מתכת מבנים: תחמוצת אבץ מוטות

סרטים רזה (100-1000 Å) של ונדיום דו-חמצני (VO2) נוצרו על ידי אטומי-שכבה התצהיר (אלד) על מצעים ספיר. בעקבות זאת, המאפיינים אופטי מאופיינים המעבר מתכת-מבודד של VO2. מן התכונות האופטיות, מדוד מודל נוצר כדי לתאר את tunable מקדם שבירה של VO2.

שכבות אטומיות בודדות בתצהיר של ונדיום דו חמצני ודגם אופטי תלוית טמפרטורה

מסגרות מתכת-אורגנית יעילים אחסון גז, זרז הטרוגנית, אבל התוצאה שיטות הסינתזה האופיינית אבקות רופף שקשה לשלב חומרים חכמים. נדגים שיטה של הראשון ציפוי בדים עם תחמוצות מתכת אלד, וכתוצאה מכך קונפורמיים הסרטים MOF על הבדים במהלך סינתזה solvothermal.

Solvothermal סינתזה של מיליון-96 ו UiO-66-NH2 בשכבה אטומי שהופקדו תחמוצת מתכת ציפוי על מחצלות סיבים

כאן אנו מציגים פרוטוקול לביצוע תגובות התגובה פשוט כלי תחת לחצים נמוכה עד בינונית של CO2. התגובות יכול להתבצע במגוון כלי פשוט על-ידי ניהול הפחמן הדו חמצני בצורה של קרח יבש, ללא הצורך בציוד יקר או משוכללים או set-ups.

להשגת לחצים מתונה בכלי אטום באמצעות קרח יבש כמקור2 CO מוצק

אנו מציגים פרוטוקול לשיפור הביצועים של CO2 photor, כדי CH4 על ידי הבהרה של עוצמת אור האירוע באמצעות ריכוז טכנולוגיה סולארית אנרגיה.

CO2 פוטותורזציה ל-CH4 ביצועים תחת ריכוז אור סולארי

פרוטוקול עבור דלדול הפליטה מקודמן ביומסה באיכות נמוכה על ידי מיקרוגל טמפרטורה נמוכה בסיוע הידרותרמי טיפול בקרנון מוצג. פרוטוקול זה כולל את הפרמטרים של המיקרוגל ואת הניתוח של מוצר ביו-פחם והדפסת מים.

הפחתת הדלק של ווילו ווד על ידי מיקרוגל טמפרטורה נמוכה בסיוע הידרותרמי פחמון

פרוטוקול לסינתזה של HNbWO6, hnbwo6, hnbwo6 מוצק ננוגיליון הננו שונה Pt/cnts מוצג.

כוונון החומציות של מזרזים Pt/CNTs להידרוחמצון אתר

כאן, אנו מציגים פרוטוקול עבור אימות האתר הפעיל של מתכת-אורגני מסגרת זרזים על ידי השוואת stoichiometric והתגובות קטליטיים-ene קטליטי כדי לגלות אם התגובה מתרחשת על פני השטח הפנימי או החיצוני של מתכת-אורגני מסגרות.

פיתוח זרזים הטרוגנית אנאנטיוניקטיביים באמצעות מתכת כיאלית-אורגנית מסגרות (MOFs)

פרוטוקול זה מפרט את התזה, סיר אחד של תחמוצת מנגן (MnO) חלקיקים על ידי ריקבון תרמי של מנגן (II) acetylacetonate בנוכחות אולילאמין ו dibenzyl אתר. חלקיקי MnO נוצלו ביישומים מגוונים כולל הדמיית תהודה מגנטית, רגישות ביולוגית, זליזה, סוללות, וטיפול בשפכים.

סינתזה ננו-חלקיקים תחמוצת מנגן על ידי ריקבון תרמי של מנגן(II) אצטילאצט

חקור את ביצועי הדה-חמצון של קרביד מוליבדן כזרז הטרוגני בטמפרטורה מתוכנתת. השיטה מאפשרת הערכת פעילות וסלקטיביות על פני טווח טמפרטורות בניסוי אחד.

טמפרטורה מתוכנתת הרחקת חמצן של חומצה אצטית על זרזי קרביד מוליבדן

גלה סרטונים נוספים