-Temperatuur geprogrammeerde deoxygenation azijnzuur op Molybdeen Carbide Catalysts

Het algemene doel van deze temperatuurgeprogrammeerde reactiemethode is om de deoxygeneringsprestaties van molybdeencarbidkatalysator te bepalen vanuit het pyrolyse-olie modelverbinding azijnzuur. Deze methode kan helpen om belangrijke vragen in het veld van fase-upgraden in de gasvorm met behulp van heterogene katalysatoren te beantwoorden, zoals die met betrekking tot katalytische activiteit en selectiviteit van pyrolyse-olie modelverbindingen. De belangrijkste voordelen van deze techniek is de mogelijkheid om de katalytische prestaties over een reeks temperaturen in een enkel experiment te testen.

Hoewel deze methode inzicht kan geven in de katalytische prestaties met azijnzuurdampen, kan deze ook worden toegepast op andere pyrolyse-olie modelverbindingen zoals zuuraldehyde, ethanol, methanol en anisol. Verwijder eerst een schone, droge kwarts U-buis reactor uit een droogoven. Zodra de reactor is afgekoeld tot kamertemperatuur, laad een kleine hoeveelheid kwartswol erin met behulp van de minimale hoeveelheid die nodig is om de katalysatorbed te ondersteunen.

Gebruik een schone, stijve metalen draad om voorzichtig de wol door de kwartsbuis naar het einde van het rechte gedeelte te duwen. Meng vervolgens 50 milligram molybdeencarbidkatalysator met 200 milligram gezeefde gecalcineerde kwartskorrels om kanalisering te voorkomen en om een consistente temperatuur door het katalysatorbed te garanderen. Gebruik weegpapier en een schone trechter om het katalysator- en kwartskorrelmengsel in de reactor te gieten zodat het katalysatorbed bovenop het kwartswolondersteuning zit.

Duw vervolgens voorzichtig een tweede klein stuk kwartswol op het katalysatorbed, om het katalysatorbed op zijn plaats te bevestigen. Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat het katalysator-kwartskorrelmengsel homogeen is. Heterogene mengsels kunnen leiden tot kanalisering, temperatuurgradienten en een overmatige drukval over het katalysatorbed.

Installeer de reactor door eerst de fitting aan de stroomopwaartse zijde van het katalysatorbed, dat is het rechte gedeelte van de reactorbuis, aan te sluiten en vast te draaien. Verbind vervolgens de fitting aan de stroomafwaartse zijde van het katalysatorbed. Pas vervolgens de positie van de reactorthermokoppel aan door de thermokoppel door een doorboord fitting te duwen, zodat de punt van de thermokoppel op de bovenrand van het katalysatorbed zit.

Installeer isolatie rond het bovenste gedeelte van de reactor en verhoog vervolgens voorzichtig de oven tot het hoogste niveau dat is toegestaan door de U-buis reactor, zodat de bovenrand van de oven de reactor niet raakt. Begin met het purgen van het systeem door ultrazuiver helium bij 40 sccm door de gekalibreerde massaflowcontroller, of MFC, te laten stromen. Hierna opent u het massaspectrometer, of MS oriƫce klep, om gas toe te laten tot de MS ionenbron.

Nadat u de waterstoftankcilinder en de regelaarnaaldenkleppen hebt geopend, begint u met het laten stromen van ultrazuivere waterstof, maar opent u onmiddellijk de systeemlijnafsluitklep stroomafwaarts van de waterstof MFC en stelt u de MFC in om met 1,3 sccm te stromen. Pas vervolgens de heliumstroom aan tot 36 sccm, zodat het gasmengsel 3,5% waterstof is. Zodra de concentraties van de gasfase waterstof en helium zijn gestabiliseerd, voert u het temperatuurprogramma in de ovenregelaar in en begint u met het temperatuurprogramma.

Voor de temperatuurgeprogrammeerde reactie begint u met het laten stromen van azijnzuurdampen door de reactor door de inlaat- en uitlaat saturatieregekleppen te openen en vervolgens de saturatierondeleidingklep te sluiten. Leid de gasstroom naar de microgaschromatograaf, of micro GC, door de driewegklep stroomafwaarts van de reactor naar de micro GC-positie te schakelen. Nadat u de systeemdruk van de azijnzuurgasfaseconcentratie hebt laten stabiliseren, programmeert u de oventemperatuurregelaar om van kamertemperatuur tot 600 graden Celsius te variëren met tien graden Celsius per minuut.

Begin nu met het verzamelen van micro GC-monsters zo vaak mogelijk. Begin met het temperatuurprogramma onmiddellijk nadat u bent begonnen met het verzamelen van de micro GC-monsters. Wanneer het temperatuurprogramma is voltooid, stopt u met het verzamelen van micro GC-monsters.

Gebruik de computersoftware die is gekoppeld aan de MS, zet de MS-ionenbron uit en sluit vervolgens de één micrometer MS-oriƫceklep. Nadat het laatste micro GC-monster is voltooid, laadt u een methode die de kolomtemperaturen instelt op de maximaal toegestane limiet zoals aanbevolen door de fabrikant. Schakel de waterstofstroom uit door de waterstof MFC op nul sccm in te stellen en de waterstofafsluitklep te sluiten.

Schakel de stroom van azijnzuurdampen naar de reactor uit door de saturatierondeleidingklep te openen en de inlaat- en uitlaat saturatieregekleppen te sluiten. Nadat u de reactor hebt laten afkoelen tot kamertemperatuur, schakelt u de heliumstroom uit door de helium MFC op nul sccm in te stellen en sluit u de afsluitklep direct stroomafwaarts van de helium MFC. Zodra het systeem de omgevingsdruk heeft bereikt, leidt u het gas naar de lokale afvoerlucht met behulp van de driewegklep.

Demonteer de reactor door eerst de fitting aan de stroomafwaartse zijde van de reactor los te koppelen, dat is de fitting die is verbonden met de flexibele roestvrijstalen buis. Koppel tenslotte de fitting aan de stroomopwaartse zijde van de reactor los. Zoals hier wordt getoond, worden veel van de veel voorkomende producten van azijnzuur temperatuurgeprogrammeerde reactie-experimenten gekenmerkt door gemeenschappelijke massa-lading signalen in massaspectrometrie, en dus is signaal deconvolutie vereist.

Na deconvolutie kunnen de genormaliseerde en gecorrigeerde MS-gegevens semi-kwantitatief worden gebruikt om informatie te verzamelen, zoals reactieve conversie en relatieve productconcentratie als functie van reactietemperatuur. Representatieve gegevens van een studie die de deoxygeneringsprestaties van verschillende molybdeencarbidkatalysatoren vergelijkt in een azijnzuur temperatuurgeprogrammeerde reactie zijn hier getoond. Een getemplatede nanodeeltjes molybdeencarbidkatalysator vertoonde een hogere azijnzuur