Приготовление катализаторов. Характеристика свойств катализаторов. Методика исследований методом ЭПР, страница 5

Для регулирования и контроля температуры катализатора использовали модифицированную приставку TEL-2 (производство ГДР). В резонаторе ЭПР спектрометра (рис. 2.2,позиция-2) закрепляли дьюаровскую трубку (рис. 2.2, позиция-4), в которую помещали ампулу с катализатором (рис. 2.2, позиция-1). Ампула через переходы кварц-стекло и ковар-стекло припаивалась к вакуумной системе. Для поддержания высоких или низких температур образец обдували, соответственно, горячим воздухом или парами жидкого азота через отверстие в дьюаровской трубке (рис. 2.2, позиция-6). Для контроля и поддержания температуры использовали термопару хромель-копель (рис. 2.2, позиция-3) и регулятор температуры Р-133. Компенсационный спай термопары поддерживали при 273 К термостатом Нуль-В. Так как температура потока газа (воздух, азот) различна в точке спая термопары (рис. 2.2, позиция-3) и в области образца (рис. 2.2, позиция-1), в работе использовали калибровочные кривые. Интервал изменения температуры на катализаторе составляет от 90 К до 853 К. Точность задания температуры на образце ±1 К.

Система термостатирования предусматривала возможность линейного изменения температуры образца с характерными временами от 4 минут до нескольких суток. Для этого использовали задатчик температуры ЗТА-3.

§2.3.4 Осветительное устройство

В работе использовали осветительное устройство, собранное на базе светосильного монохроматора "МДР-2" (рис.2.1, позиция-4) и источника света с ртутной лампой "ДРШ-1000" (рис.2.1, позиция-5). Слабо расходящийся пучок света на выходе монохроматора собирали линзой из оптического кварца (рис.2.2, позиция-5) и фокусировали на входном отверстии резонатора ЭПР спектрометра. Интенсивность монохроматического излучения ртутных линий на выходе монохроматора в диапазоне энергий квантов от 2 эВ до 4 эВ измеряли микрокалориметром КИМ-2 с погрешностью 5%, она составляла 10¹⁶-10¹⁷фотон/с. При этом на ампулу с образцом, находящуюся в резонаторе, падало около 10-15% светового потока с выхода монохроматора.

В связи с тем, что нам не известны ни освещаемая поверхность катализатора, ни его коэффициент поглощения, приводимые в дальнейшем спектральные зависимости будут нормированы на количество падающих квантов.

§2.3.5. Процедура эксперимента

Для удаления адсорбированной воды катализаторы откачивали при медленном разогреве (10 K/мин) до 300 К. Тренировка катализатора, проводимая для очистки его поверхности от органических загрязнений, воды и др. состояла из чередующихся прогревов в кислороде (10-20 торр) и в вакууме (~10^-7 торр) при 823 К. Завершающим этапом тренировки являлся прогрев в кислороде (20 торр, 2 часа) с последующим охлаждением в нем до 573 К и откачкой при этой температуре в течение 1 часа.

Степень очистки при регенерации образца контролировали как по интенсивности спектров ЭПР коксовых отложений, так и по количеству вымороженных продуктов окисления Н₂О, СО₂.

Используемый в работе органические реагенты имели квалификацию чистоты "х.ч". Пентан был предварительно очищен от олефинов и ароматических примесей согласно [259]. Предварительно обезгаженную жидкость непосредственно перед адсорбцией очищали трехкратным перемораживанием под откачкой.

Кислород получали разложением перманганата калия квалификации "х.ч". Перманганат обезгаживали под откачкой при нагревании до 470 К и первые порции кислорода откачивали. Дополнительная очистка кислорода от СО₂, Н₂О и других газов, конденсирующихся при температуре жидкого азота, осуществляли при пропускании кислорода через U-образную ловушку (рис.2.1, позиция-9).

Адсорбция реагентов на тренированный катализатор проводилась в условиях контролируемого давления при комнатной или пониженной температуре.