Методика определения удельной поверхности и каталитической активности металлического молибдена

Методика определения удельной поверхности и каталитической активности металлического молибдена.

Для определения поверхности металлического молибдена использовали 0,15-0,2 мм фракцию катализаторов массой 0.1 г. Восстановление катализаторов проводили в токе водорода при температуре восстановления 250°С.

Определение величины удельной поверхности молибдена основано на реакции разложения N₂O:

MoO₂+N₂O_gas → MoO₃ +N₂ ,

при этом на 1 атом молибдена приходится одна молекула N₂О. Для определения количества адсорбированной закиси азота реакцию разложения N₂О проводили при ~250°С.

Количество прореагировавшей закиси азота может быть вычислено следующим образом:

, где

 - калибровочный коэффициент, моль/мм;

h₀ - высота хроматографического пика, соответствующая всей закиси азота, поданной на катализатор, мм;

h_i - высота хроматографического пика, соответствующая непрореагировавшей части закиси азота, мм;

 - фактор нормальных условий, где Т_н.у. и P_н.у. – температура и давление при нормальных условиях, Т_х.р. и Р_х.р. - температура и давление при окислении молибдена;

 - масса катализатора загруженного в реактор, г;

0.1 - объём петли в кране-дозаторе, мл.

Определение удельной поверхности молибдена было проведено с применением импульсного метода с хроматографическим анализом. Реактор помещен в термостат, позволяющий вести активацию катализатора в широком интервале температур. Реактор включен в газовую схему через шестиходовой кран, что позволяет производить переход с импульсного режима работы на непрерывный для проведения предварительного восстановления катализатора водородом.

Расход газов устанавливали регуляторами потоков. В работе использовали N₂О, гелий и водород. Пуск импульсов осуществляли с помощью петли шестиходового крана, в который подавался N₂О. Анализ выходящего газа осуществляли хроматографическим методом с использованием детектора по теплопроводности на хроматографе. Ток детектора был равен 130 mA. Для разделения продуктов использовали колонку, заполненную силикогелем. Температура термостатирования колонки составляла 95°С.

Предварительно катализатор активировали в токе водорода при атмосферном давлении и температуре 250°С. Далее восстановленный катализатор охлаждали до комнатной температуры. После этого переходили к измерению количества поверхностного металлического молибдена в реакции разложения N₂О. Из величины сигнала при выбранных значениях температуры с учетом чувствительности детектора рассчитывали текущую концентрацию продуктов реакции.