Name: モリブデンカーバイド触媒上の酢酸の昇温脱酸素化 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-07T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 15 s
Description: 学ぶモリブデンカーバイド触媒を用いた酢酸の昇温脱酸素化反応法。この手法は異種触媒による気相改質における触媒活性と選択性を評価し、熱分解油モデル化合物の改質技術の理解を深めるのに役立ちます。

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<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>

著者らは開示するものは何もない。

TPRxn方法は、反応温度の関数として触媒の活性及び選択性に関する情報を提供する、触媒物質のスクリーニングのための強力なツールです。このようなTPD、TPOおよびTPRのような他の昇温方法は、反応物質の吸着力、吸着サイトの数、および適切な触媒の前処理手順に関する情報を提供することができますが、直接触媒性能データを提供していません。なお、この作業で詳述TPRxn方法が定常状態反応速度を測定しない、したがって、反応データは、触媒の安定化、不活性化および輸送の制限の影響を含んでもよいことに留意することが重要です。しかし、TPRxn研究は、動機付け、より厳密な今後の研究を知らせることができ、触媒活性と選択に最初の洞察を提供し、定常状態の実験よりも、多くの場合、より高いスループットです。特定の反応指揮の下で炭化モリブデン触媒上での酢酸の脱酸素しながらitionsがこの仕事に詳述されている、TPRxn方法は、反応体化合物（ 例えば 、エタノール、メタノール、クロトンアルデヒド）、触媒材料（ 例えば 、ゼオライト、貴金属、金属酸化物）との反応条件（ 例えば 、反応物濃度の広い範囲に適用可能です、...

温度プログラム反応（TPRxn）を、反応物の同時に脱着（TPD）、酸化（TPO）、及び還元（TPR）を含む多くの昇温方法の一つであり、触媒の暴露を介して進行しているかが着実に増加が続きます温度。 1、2、3 TPRxnは、反応温度の関数としての触媒活性及び選択性に関する情報を提供する過渡的な技術です。 4、5、6また、人気の技術です：文学利回りその使用を理由に1000人以上のソース中のキーワード「昇温反応」の検索。 TPRxn実験は、典型的には、反応器流出物とpの相関のリアルタイム分析のために質量分析計（MS）を備えたマイクロリアクターシステムで実施されます温度とerformance。反応ガスは、マスフローコントローラと液体が液体を介して不活性ガスをバブリングすることにより、シリンジポンプを介して、又は蒸気として導入することができる使用して導入することができます。触媒は、多くの場合、反応のための所望の触媒相を形成するために、その場で前処理されます。いくつかのシステムは、触媒、または反応機構上に存在する触媒選択、表面種に関する定量的または定性的な情報を提供するために、典型的な質量分析計を超えて、追加の分析機器が装備されています。例えば、 その場フーリエ変換にプログラムされた温度は、赤外分光法（FTIR）を、反応温度を変化させた表面種の進化に関する情報を提供変換します。 図7に示すように 、この研究で実証8 TPRxnシステムは、より一般的なMSに加えて、ガスクロマトグラム（GC）を備えています。 4つの並列列を装備したこのGCは、より正確な定量化を可能にします反応生成物のfication、それはカラムを通って溶出する製品にかかる時間によって解析周波数に制限されています。したがって、MSおよびGCの組み合わせは、反応物及び生成物の正確な定量化のリアルタイム識別を結合するために特に有用であり得ます。 ここでは、炭化モリブデン触媒上での酢酸の脱酸素化を研究するためにTPRxnの方法論を適用します。酢酸はバイオマス熱分解蒸気中に存在する多くのカルボン酸のために有用なアナログであるように、これは、触媒の研究で興味深いと重要な反応です。 9バイオマス熱分解蒸気の高い酸素含有量は、炭化水素燃料を生成するために、酸素除去を必要と10、11、12、炭化モリブデン触媒は、フルフラールを含む多くのバイオマス熱分解蒸気のモデル化合物、1-プロパノールを約束脱酸素性能を示していますフェノールおよび酢酸。 9、13、14、15、16が、脱酸素反応における炭化モリブデン触媒の活性および選択性は、触媒の構造と組成、反応種と反応条件に依存します。 酢酸のTPRxnから収集されたデータは、炭化モリブデン触媒は、 約上記の脱酸素反応のために活性であることを示しています300℃であり、触媒の特性情報と組み合わせた酢酸の代謝回転率の計算を介して、温度の関数としての触媒活性の定量化を可能にします。 TPRxn結果は、脱酸素化（ すなわち 、COの結合破壊）製品は、約以下の温度で好まれていることを示しています400℃、脱カルボニル化（ すなわち 、CC結合破壊）製品はFAVOです約以上の温度での赤400°C。さらに、TPRxn研究は、種々の合成手順（ すなわち 、別のモリブデンカーバイド触媒の構造と組成物の製造）を用いて製造炭化モリブデン触媒の活性および選択性の変化を示します。それでも、この情報の値は、より一般的に、触媒の設計およびプロセスの最適化に向けTPRxn実験データの成功した適用は、得られるデータの質の関数です。 TPRxn手順を通して強調された潜在的な難しさや限界を慎重に検討し、知識が最も重要です。

<table><tbody><tr><td>氷酢酸</td><td>コールパー</td><td>マーEW-88401-62</td><td>は、ACS純度グレードの場合、許容できる代替サプライヤーです。安全情報については、プロトコルの注意文を参照してください</td></tr><tr><td>UHP He</td><td>エアガス</td><td>HE R300SS</td><td>代替サプライヤー 以下の場合&nbsp;>99.99% 純度</td></tr><tr><td>UHP Ar</td><td>Arigas</td><td>AR R200</td><td>代替サプライヤー 許容範囲 if&nbsp;>99.99%純度</td></tr><tr><td>のアセトン</td><td>VWRインターナショナル</td><td>BDH1101-4LP</td><td>代替サプライヤーは、次の場合に許容されます。純度>99.5%</td></tr><tr><td>石英チップ</td><td>パウダーテクノロジー(株)</td><td>砕いたクォーツ</td>は<td>180-300をふるいにかけました。m、500°Cで空気中で焼成。Cオーバーナイト</td></tr><tr><td>質量分析計 - ターボ真空ポンプ</td><td>ファイファー真空</td><td>TSU 071</td><td>質量分析計はLabVIEW 2010ソフトウェアパッケージで制御されています (National Instruments)</td></tr><tr><td>質量分析計 - ターボ真空ポンプ</td><td>スタンフォードリサーチシステム</td>ズ<td>RGA100</td><td></td></tr><tr><td>マイクロガスクロマトグラフ</td><td>アジレント</td><td>CP740388</td><td>490マイクロGC;4チャンネルシステム チャンネル1:494001360 Molseive 10m、加熱式バックフラッシュ チャンネル2:494001460 PPU 10m、加熱式バックフラッシュ チャンネル3:490040 AL2O3/KCL 10+0.2m、加熱式バックフラッシュ SPECIAL チャンネル4:492005750 5CB 15m、加熱</td></tr><tr><td>式GCソフトウェア</td><td>Aglient</td><td>OpenLAB CDS EZChrom Edition</td><td></td></tr><tr><td>クリーンガスフィルター</td> GCキャリアガス用<td>Agilent</td><td>CP17974</td>(<td>彼、 Ar)</td></tr><tr><td>石英「U字管」リアクター</td><td>n/a</td><td></td><td>手吹きガラス、カスタムメイド</td></tr><tr><td>バブラー</td><td>n/a</td><td></td><td>カスタムメイド</td></tr><tr><td>セラミック炉</td><td>Watlow</td><td>製造中止</td><td>同様の炉部品 #: VC401J12A-B000R</td></tr><tr><td>ヒートテープコントローラー</td><td>n/a</td><td></td><td>Watlow EZゾーンパーツ</td></tr><tr><td>ヒートテープ</td><td>オメガ</td><td>FGH051-060</td><td>極端な温度ヒートテープの代替サプライヤー 許容可能な</td></tr><tr><td>ヒートテープ断熱材</td><td>JEGS</td><td>710-80809</td><td>代替サプライヤー 許容可能な</td></tr><tr><td>熱電対</td><td>Omega</td><td>e.g.g.、KMQSS-062U-18</td><td>K 型熱電対; 別のサイズが必要な場合があります</td></tr><tr><td>熱電対 O リング</td><td>スウェージロック</td><td>VT-7-OR-001-1/2</td><td>パーフルオロエラストマー (フルオロカーボン FKM)Oリング</td></tr><tr><td>2&マイクロ;m固体フィルター、VCRガスケット</td>ス<td>ウェージロック</td><td>SS-4-VCR-2-2M</td><td></td></tr><tr><td>1 & マイクロ;mオリフィス、VCRガスケット</td><td>レノックスレーザー</td><td>SS-4-VCR-2</td><td>質量分析計用オリフィス</td></tr><tr><td>316/316Lステンレス鋼チューブおよび継手</td><td>スウェージロック</td><td>は変動</td> 詳細については、<td>スウェージロック「VCRメタルガスケットフェースシール継手」および「ステンレス鋼シームレスチューブおよびチューブサポートシステム」カタログを参照してください</td></tr><tr><td>316/316Lステンレス鋼チューブおよび継手</td><td>スウェージロック</td><td>は変動します</td><td>詳細については、Swagelokの'Integral-Bonnet Needle Valves'、'Bellows-Sealed Valves'、'One-Piece Instrumentation Ball Valves'のカタログをご覧ください。</td></tr></tbody></table>

モリブデンカーバイド触媒上の酢酸の昇温脱酸素化

Temperature-programmed Deoxygenation of Acetic Acid on Molybdenum Carbide Catalysts

温度プログラム反応（TPRxn）は、種々の条件で固体触媒性能をスクリーニングするためのシンプルで強力なツールです。 TPRxnシステムは、実時間（ 例えば 、質量分析計）で反応を監視するために、反応生成物（ 例えば 、ガスクロマトグラフ）、および計測を定量化するために、機器を制御するフロー反応器、炉、ガスおよび蒸気の供給源を含みます。ここでは、酢酸、バイオマス熱分解蒸気のアップグレード/安定化には多くの中で重要な反応の脱酸素化のためのモリブデン炭化物触媒を研究するTPRxnの方法論を適用します。 TPRxnは、触媒活性および選択性を評価し、仮想的な反応経路（ 例えば 、脱カルボニル化、ケトン化および水素化）をテストするために使用されます。酢酸脱酸素のTPRxn試験の結果は、炭化モリブデンは約以上の温度で、この反応のための活性な触媒であることを示し300℃、反応の好意こと約以下の温度で脱酸素化（ すなわち 、COの結合破壊）製品約以上の温度で400°Cと脱カルボニル化（ すなわち 、CCの結合破壊）製品400°C。

オンラインMSは、リアルタイムで反応器出口ガス組成を分析する能力を提供します。オンラインMS分析前に別々の製品への任意の装置と結合し、従って、重複質量断片化パターンを有する化合物とを区別する際に、種の識別が困難である。されていません表2に示すように 、酢酸TPRxn実験から共通の製品の多くは、複数の共通のm / zシグナルによって特徴付けられます。 MSデータのデコンボリューション - 所与の種のためのMSの信号強度が、その種の分圧にほぼ比例するため、半定量的データを取得するために（M / Z = 1、温度の関数としての100）を可能にします。デコンボリューション後26、27、データを正規化し、補正され、したがって、そのような反応の変換とする相対的な情報を収集するために、半定量的に使用することができます反応温度の関数としてのE生成物濃度（ 図4）。 </p...

酢酸の脱酸素中に、炭化モリブデンの触媒性能を評価するためのマイクロスケールの温度プログラム原子炉の運転のためのプロトコルは、ここに提示しました。

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

この昇温反応法の全体的な目的は、熱分解油のモデル化合物である酢酸を用い、モリブデンカーバイド触媒の脱酸素性能を決定することです。この手法は、不均一系触媒を用いた気相改質分野における、熱分解油モデル化合物からの触媒活性や選択性に関する重要な疑問を解決するのに役立ちます。この技術の主な利点は、1回の実験で幅広い温度範囲にわたる触媒性能を試験できることです。この手法は、酢酸蒸気を用いた触媒性能に関する知見を得るために有効ですが、酸性アルデヒド、エタノール、メタノール、アニソールなどの他の熱分解油モデル化合物にも適用可能です。まず、乾燥機から清潔で乾燥した石英U字管反応器を取り出します。反応器が室温まで冷却されたら、触媒層を保持するために必要最小限の量の石英ウールを充填します。清潔で硬い金属製のパッキングロッドを用いて、石英チューブ内のウールを直線部分の端までゆっくりと押し込みます。次に、チャネリングを防ぎ、触媒層全体で均一な温度を確保するため、50 mgの炭化モリブデン触媒と200 mgのふるい分けした焼結石英チップを混合します。量り紙と清潔な漏斗を使用して、触媒と石英チップの混合物をリアクターに注ぎ、触媒層が石英ウールの支持層の上に載るようにします。次に、触媒層の上に2つ目の小さな石英ウールをそっと押し込み、触媒層を固定します。触媒と石英チップの混合物が均質であることを確認することが重要です。混合が不均一であると、チャネリングや温度勾配が生じ、触媒層全体で過度な圧力損失を招く可能性があります。まず、リアクターチューブの直線部分である触媒層の上流側のフィッティングを接続し、締め付けてリアクターを設置します。次に、触媒層の下流側のフィッティングを接続し、締め付けます。続いて、熱電対を貫通フィッティングから押し込み、熱電対の先端が触媒層の上端に位置するように熱電対の位置を調整します。リアクターの上部に断熱材を設置し、その後、電気炉の上端がリアクターに触れないように注意しながら、Uチューブリアクターで許容される最高レベルまで電気炉を上昇させます。校正済みマスフローコントローラー（MFC）を用いて、超高純度ヘリウムを40 sccmで流し、システムのパージを開始します。続いて、質量分析計（MS）のオリフィスバルブを開き、ガスがMSイオン源に到達するようにします。水素タンクシリンダーとレギュレーターのニードルバルブを開いた後、水素MFCの直下流にあるシステムライン遮断バルブを開き、MFCを1.3 sccmに設定して、超高純度水素を流し始めます。次に、ガス混合比が3.5%水素となるように、ヘリウム流量を36 sccmに調整します。水素とヘリウムの気相濃度が安定したら、電気炉コントローラーに温度プログラムを入力し、温度プログラムを開始します。昇温プログラム反応を行うため、入口および出口の飽和器バルブを開き、続いて飽和器バイパスバルブを閉じることで、反応器への酢酸蒸気のフローを開始します。反応器下流の三方バルブをmicro GC位置に切り替え、ガスフローをマイクロガスクロマトグラフ（micro GC）へ導きます。酢酸気相濃度のシステム圧力が安定した後、電気炉の温度コントローラーを操作し、室温から600 °Cまで1分間に10 °Cの速度で昇温するように設定します。ここから、可能な限り高い頻度でmicro GCサンプルの採取を開始します。micro GCサンプルの採取開始直後に、温度プログラムを開始してください。温度プログラムが完了したら、micro GCサンプルの採取を停止します。MSに関連するコンピュータソフトウェアを使用して、MSイオン源をオフにし、次に1 µmのMSオリフィスバルブを閉じます。最後のマイクロGCサンプルの分析が完了したら、メーカーが推奨する最大許容限界にカラム温度を設定するメソッドをロードします。水素MFCを0 sccmに設定し、水素遮断バルブを閉じて、水素フローを停止させます。サチュレーターのバイパスバルブを開き、サチュレーターの入口バルブおよび出口バルブを閉じて、リアクターへの酢酸蒸気の供給を停止させます。リアクターが室温まで冷却された後、ヘリウムMFCを0 sccmに設定してヘリウム流量を停止させ、次いでヘリウムMFCの直後に位置する遮断バルブを閉じます。システムが大気圧に達したら、三方バルブを使用してガスを局所排気装置へ誘導します。まず、リアクターの下流側にあるフィッティング（フレキシブルステンレス鋼チューブに接続されているフィッティング）を取り外し、リアクターを脱着します。最後に、リアクターの上流側のフィッティングを取り外します。ここで示すように、酢酸の昇温反応実験から得られる一般的な生成物の多くは、質量分析において共通の質量電荷比（m/z）信号を示すため、信号のデコンボリューションが必要となります。デコンボリューション後、正規化および補正されたMSデータは、反応転化率や反応温度の関数としての相対的な生成物濃度などの情報を収集するために、準定量的に使用することができます。ここでは、酢酸の昇温反応における複数のモリブデンカーバイド触媒の脱酸素性能を比較した研究の代表的なデータを示します。テンプレートを用いたナノ粒子モリブデンカーバイド触媒は、400 °C以下において、バルクのモリブデンカーバイド触媒と比較して、またテンプレートを用いない触媒と比較して、より高い酢酸ターンオーバー率を示しました。400 °C以上において、テンプレートを用いた触媒は、検討した他のどの触媒よりも高い酢酸ターンオーバー速度を示しました。水素のターンオーバー速度は、すべての温度において、バルク触媒よりもナノ粒子触媒の方が低くなりました。どちらのナノ粒子材料においても、400 °C以上でバルク材料よりもケトン化生成物への選択性が高くなりましたが、これはバルク材料と比較して強酸点の割合が増加したためと考えられました。さらに、酸点と水素活性化点の比率が、酢酸の脱酸素性能を決定する重要な特性であることが特定されました。この手法は4時間以内に完了できるため、昇温反応法は触媒材料の性能およびさまざまな反応条件をスクリーニングするための効果的なツールとなります。このビデオを視聴することで、酢酸蒸気を用いた昇温反応を安全かつ効果的に操作する方法について、十分に理解できるはずです。

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モリブデンカーバイド触媒上の酢酸の昇温脱酸素化

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