FT-IR spectroscopic characyerization of the intermediates in the selective catalytic reduction of no with methane on Pd/ZrO2-Wox catalyst
Pd/ZrO2-Wox katalizör üzerinde methane ile seçici katalitik indirgenmede oluşan ara ürünlerin FT-IR spektroskopik karakterizasyonu
- Tez No: 184700
- Danışmanlar: PROF. MARGARİTA KANTCHEVA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: NO and NO/O2 adsorpsiyonu, in-situ FT-IR specktroskopi, tungstenlenmiş zirconyum, Pd depolanmış tungstenlenmiş zirconyum, NO'numetan ile seçici katalitik indirgenmesi, Mekanizma, Nitrometan, Adsorption of NO and NO/O2, In situ FT-IR spectroscopy, tungstatedzirconia, Pd supported on tungstated zirconia, NO selective catalytic reduction bymethane, Mechanism, Nitromethane
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 82
Özet
Bu çalışma metan ile NO'nun seçici katalitik indirgenmemekanizmasını açıklamak için Pd/tungstenlenmiş zirkonyum yüzeyindekuvvetlice bağlanmış NOx komplekslerinin methane varlığında oluşmasının,kompozisyonun ve termal kararlılığının in-situ FT-IR spektroskopik çalışmasınıiçermektedir. Yüzey alanını geniş elde etmek için tungstenlenmiş zirkonyumun(ağırlıkça18.6 % WO3 nominal içerikli) hazırlanmasında Sol-gel polimer-templatesentezi seçilmiştir. İmpregnasyon yöntemi kullanılarak Pd(II) iyonları (ağırlıkça0.1%) depolanmıştır. PXRD karakterizasyonu katalizörün tetragonal vemesoporus fazlarını içerdiğini göstermiştir.Tungstenlenmiş zirkonyum üzerine oda sıcaklığında NO adsorpsiyonukoordinasyona açık Zr4+ iyonlarının olduğunu göstermiştir. Pd içeren numuneninNO adsorpsiyonu iki çeşit Pd(II)'nin bulunduğunu açığa çıkarmış vekoordinasyona açık Zr4+ iyonları gözlenmemiştir. İki numune üzerindeki NOxtürleri (N2O3, nitro and nitrito iyonları) oda sıcaklığında NO'nun W6+=Ogruplarıyla oksitlenmesi sonucu üretilmiştir. Pd/tungstenlenmiş zirkonyumüzerinde paladyum(II) 623 K de NO'yu NO2'ye oksitleyebilmektedir.NO ve O2 karışımının oda sıcaklığında, çalışılan numunelereadsorpsiyonu, koordinasyonları farklı olan çeşitli yüzey nitratlarının oluşmasınıviisağlamıştır.Her iki numunede de oluşan nitratların termal kararlılıkları benzerdir.673 K deki dinamik vakumlama sonrasında nitratlar yok olmuşlardır. Bununlaberaber Pd/tungstenlenmiş zirkonyum üzerinde oluşan yüzey nitratlarının düşükkonsantrasyonu, nitratların tungstenlenmiş zirkonyuma koordinasyonunubelirtmektedir.Adsorbe olmuş NOx türlerinin yokluğunda iki numune de hidrokarbonuaynı sıcaklıkta aktifleştirmiş olmasına rağmen, deneysel sonuçlar metanın NOx iledaha önce kaplanmış tungstenlenmiş zirkonyum ve Pd/tungstenlenmişzirkonyumun farklı şekillerde etkileştiğini göstermiştir. Tungstenmişzirkonyumda yüzey nitratları metanın oksidasyonunu bastırırken, NOx ile dahaönce kaplanmış Pd/tungstenlenmiş zirkonyum nitrometan oluşmasınıkatalizlemektedir. Nitrometan, NO'nun metan ile seçici katalitik indirgenmesindeanahtar ara ürün olarak düşünülmektedir. Hidrokarbonun direk activasyonunuiçeren ve seçici indirgenme ürünlerini (N2, CO2 and H2O) oluşturan birmekanizma önerilmiştir.
Özet (Çeviri)
This work involves in situ FT-IR spectroscopic study of the routes offormation, composition and thermal stability of strongly bound NOx complexes onthe surface of Pd/tungstated zirconia, and transformation of the surface NOxcomplexes in the presence of methane in order to elucidate the mechanism ofselective catalytic reduction of NO with methane. Sol-gel polymer-templatesynthesis was chosen to obtain high surface area in the preparation of thetungstated zirconia used as support (WO3 nominal content of 18.6 wt %). ThePd(II) ions (0.1 wt%) have been deposited by impregnation. PXRDcharacterization shows that the support and the catalyst are tetragonal and containmesoporous phase.The adsorption of NO at room temperature on the tungstated zirconiashows presence of coordinatively unsaturated Zr(IV) ions. The spectrum of NOadsorbed on palladium modified on tungstated zirconia reveals the existence oftwo types of Pd(II) sites. No exposed Zr(IV) ions are observed. The surface NOxspecies (N2O3, nitro and nitrito ions) on both samples are produced at roomtemperature by oxidation of NO with the W6+=O species. In the case of thePd/tungstated zirconia, palladium(II) can oxidize NO to NO2 at 623 K.vThe adsorption of NO/O2 mixture at room temperature on the samplesstudied leads to formation of various kinds of surface nitrates characterized bydifferent modes of coordination. The thermal stability of the nitrate speciesformed on both samples is comparable: They disappear after dynamic evacuationat 673 K. However, lower concentration of the surface nitrates on thePd/tungstated zirconia compared to that on the tungstated zirconia indicates that inthe former case the nitrates are coordinated to the support.The experimental results show that methane interacts differently withthe NOx-precovered tungstated zirconia and Pd/tungstated zirconia although bothmaterials are able to activate methane at the same temperature in absence ofadsorbed NOx species. In the case of the tungstated zirconia the surface nitratessuppress the oxidation of methane, whereas the NOx-precovered Pd/tungstatedzirconia catalyzes the formation of nitromethane. The latter compound isconsidered as a key intermediate in the selective catalytic reduction of NO withmethane in excess oxygen. A mechanism, which involves direct activation ofmethane by the catalyst, leading to the products of the selective reduction (N2,CO2 and H2O) is proposed.
Benzer Tezler
- Biyolojik uygulamalara yönelik ftalosiyanin-BODIPY konjugatlarının sentezi
Synthesis of phthalocyanine-BODIPY conjugates for biological applications
HANDE TELSEREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESİN HAMURYUDAN
- Yakıt eldesi için yeni nano katalizörlerin geliştirilmesi ve katalitik uygulamaları
Development of new nanocatalysts for fuel generation and catalytic applications
SİMAY İNCE
Doktora
Türkçe
2023
KimyaMersin ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA KEMAL YILMAZ
- 2-4 dimetilpirol temelli bodipy türevlerinin sentezi karakterizasyonu ve spektroskopik özelliklerinin incelenmesi
2-4 dimethylpyrrole based bodipy derivatives synthetic characterization and investigation of the spectroscopic properties
ÇAĞLA DURSUN ANAÇOĞLU
- Fenoksi grubu içeren schiff bazları ve bazı metal komplekslerinin sentezi, karakterizasyonu ve katalitik özelliklerinin incelenmesi
Synthesis, characterization and investigation catalytic properties of some metal complexes of new phenoxy-imine schiff bases
ALİ ÇAPAN
- Stronsiyum kobaltitin sentezi sırasında oluşan termal bozunma adımlarının incelenmesi ve ürünlerin karakterizasyonu
Investigation of thermal decomposition steps occurred during synthesis of strontium cobaltite and characterization of products
CEMAL ASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM YUSUFOĞLU