Micromeritics Fachwissen über Chemisorption

Wir bieten leistungsstarke Chemisorptionsanalysatoren, die von erfahrenen Anwendungswissenschaftlern unterstützt werden Wissenschaftlernfür die Bewertung oberflächenaktiver Stellen, der Adsorptionsstärke und der Reaktivität von Pulvern und partikelförmigen Materialien.

Was ist Chemisorption?

Chemisorption oder chemische Adsorption ist ein Oberflächenphänomen, bei dem eine chemische Reaktion zwischen dem Adsorbat (Gas oder Dampf) und der freiliegenden Oberfläche eines festen Materials stattfindet. Dieser Prozess führt zur Bildung einer starken Bindung durch Elektronenaustausch und Valenzbindungen, wodurch an der Oberfläche eine eigene chemische Spezies entsteht. Im Gegensatz zur physikalischen Adsorption ist die Chemisorption sehr spezifisch und beinhaltet die Aufspaltung der adsorbierenden Gas- oder Dampfmoleküle in Atome, Radikale oder Ionen, die sich chemisch an bestimmte Adsorptionsstellen auf der Oberfläche binden.

Diese Wechselwirkung ist in der Regel durch eine hohe Bindungsenergie gekennzeichnet und ist unter Standardbedingungen irreversibel. Die Chemisorption spielt eine wichtige Rolle bei der Charakterisierung von Katalysatoren. Sie liefert wichtige Erkenntnisse über Eigenschaften wie die Reduktionstemperatur, bei der Metalle katalytisch aktiv werden, die Menge des für die Reaktion verfügbaren Oberflächenmetalls oder der aktiven Spezies, die Stärke spezifischer aktiver Stellen und die Leistung des Materials nach Reduktions- oder Oxidationszyklen.

Chemisorptionsinstrumente

Wir bieten zwei Instrumentaltechniken für die Chemisorptionsanalyse an: die statische volumetrische Technik und die dynamische Technik (strömendes Gas). Die statische Chemisorptionstechnik wird sowohl mit dem Micromeritics 3Flex als auch mit dem ASAP 2020 Plus durchgeführt, das über eine Reihe von Drücken arbeitet. Die dynamische Chemisorptionstechnik wird von den Geräten der Serien 3Flex, ChemiSorb und AutoChem angewandt. Diese drei Geräte nutzen die Impuls-Chemisorption in einem dynamischen Durchflusssystem zur Titration der aktiven Oberfläche.
Bei der statischen Adsorption werden im Allgemeinen zwei Adsorptionsisothermen (Menge des adsorbierten Gases als Funktion des Drucks bei konstanter Temperatur) bei subatmosphärischem Druck ermittelt: die erste stellt die Gesamtadsorption dar, die zweite die reversible Adsorption und die Differenz zwischen beiden die irreversible Adsorption (d. h. die "Chemisorption"). Diese Technik liefert Informationen über die Anzahl der Adsorptionsstellen, auf deren Grundlage weitere Berechnungen durchgeführt werden können. Wenn die Analyse der aktiven Oberfläche bei einer bestimmten Temperatur durchgeführt wird, spricht man von isothermer Chemisorption.

Bei der dynamischen Chemisorption können die Identität, die Menge und die Stärke der aktiven Stellen durch Adsorption, Desorption oder Reaktion unter isothermen oder temperaturprogrammierten Bedingungen quantifiziert werden. Bei der dynamischen Chemisorption werden verschiedene Techniken wie temperaturprogrammierte Reduktion (TPR), Oxidation (TPO), Desorption (PTD) und Puls-Chemisorption eingesetzt, um aktive Stellen in Materialien zu charakterisieren.

Beim dynamischen System kann je nach Experiment eine niedrigere Konzentration des aktiven Gases nur wenige Sekunden lang mit der Probe in Kontakt sein. Je nach Probe können die Gleichgewichtseinstellung und der Zugang des aktiven Gases zu den interessierenden Adsorptionsstellen im statischen System schneller erfolgen.

Unsere Lösungen

Instrumente

AutoChem III

Das führende Gerät für die dynamische Chemisorption von heterogenen Katalysatoren durch Puls-Chemisorption und temperaturprogrammierte Reaktionen (TPR, TPD, TPSR, TPO).

3Flex

Statische und dynamische Chemisorption kombiniert mit modernsten Hochvakuum-Gasadsorptionsmessungen zur vollständigen Oberflächencharakterisierung von porösen Materialien.

ASAP 2020 Plus

Durchgängige Oberflächencharakterisierung von der Probenvorbereitung bis zu physikalischen und chemischen Adsorptionsmessungen.

ICCS-Katalysator-Charakterisierung

Durchführung von In-situ-Messungen der Katalysatoreigenschaften durch Integration des ICCS mit einem flow reactor

Flow Reactor (FR)

Verringern Sie das Risiko für neue Katalysatoren und das Scale-up von Prozessen, indem Sie die Leistung unter Prozessbedingungen in einem automatisierten flow reactor demonstrieren und optimieren.

ChemiSorb HTP

Statische Chemisorption im Hochdurchsatzverfahren für zuverlässiges Screening und Prozesskontrolle

ChemiSorb Auto

Automated chemisorption analyzer for essential catalyst characterization measurements

Dienstleistungen

Wir bieten ein umfassendes Spektrum an Charakterisierungsdienstleistungen an, sei es die Analyse einer einzelnen Probe, eine komplexe Methodenentwicklung oder -validierung, die Bewertung neuer Produkte oder die Durchführung umfangreicher Herstellungsprojekte.

Verfügbare Optionen

Chemisorptionstests:

  • Volumetrische Chemisorptionsanalyse
  • Dynamische oder gepulste Chemisorptionsanalyse
  • Impuls-Chemisorption mit Flüssigkeitsdämpfen

Temperatur-programmierte Studien:

  • Temperaturprogrammierte Reduktion (TPR)
  • Temperaturprogrammierte Desorption (TPD)
  • Temperaturprogrammierte Oxidation (TPO)

Andere Chemisorptionsversuche:

  • Wärme der Desorption, Kinetik erster Ordnung
  • Isosterische Adsorptionswärme

FAQ

Einschlägige Ressourcen

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