Vorteile des Einsatzes der Micromeritics FR MicroReactor-Serie in der Katalyse

Übersicht

Die Herstellung eines guten Katalysators beginnt mit der Auswahl eines geeigneten Trägers, der über gute strukturelle Eigenschaften wie Oberfläche, Porosität und Porenvolumen verfügt. Der Katalysatorträger spielt eine wichtige Rolle für die Aktivität und Selektivität des Katalysators. Die Oberfläche ermöglicht einerseits die Beladung und Dispersion der aktiven Spezies, während die Porengröße des Trägers die Diffusion der Reaktionsmoleküle steuert, um die aktiven Spezies zu erreichen, die sich in den inneren Bereichen der Poren befinden. Daher muss die erste und wichtigste Aufgabe darin bestehen, mit Hilfe der Physisorptionstechnik die strukturellen Eigenschaften des Trägers aufzuklären. Die Chemisorptionstechniken - üblicherweise TPX-Techniken genannt - werden häufig eingesetzt, um die Rolle des Trägers bei der Stabilisierung und Dispersion der aktiven Spezies unter Reaktionsbedingungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck zu untersuchen, die leicht zu einer Versinterung der aktiven Partikel und damit zu einer schnellen Deaktivierung des Katalysators führen können.

In dieser Studie wurde die Sabatier-Reaktion durch Reduktion von CO₂ mit H₂ zur Herstellung von CH₄ unter Verwendung von Ni-gestützten Katalysatoren durchgeführt. Es wurden zwei Katalysatoren verwendet, die jeweils etwa 5 % Ni enthalten und auf Materialien mit unterschiedlicher Oberfläche aufgebracht sind. Durch langsames Erhöhen der Reaktortemperatur (ca. 2°C/min) von der Umgebungstemperatur aus und Online-Überwachung des Auftretens der Produkte mit einem Massenspektrometer kann die Entwicklung der Reaktion und das Auftreten der Produkte in Abhängigkeit von der steigenden Temperatur Schritt für Schritt verfolgt werden.

Die Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass der Katalysator mit der größeren Oberfläche eine größere Menge an CH₄ produzierte, eine geringere Sinterung der aktiven Spezies aufwies und somit die Online-Überwachung der Reaktionsentwicklung ermöglichte, um das Auftreten der Produkte in Abhängigkeit von der steigenden Temperatur Schritt für Schritt zu erklären.

Sprecher

Simon Yunes

Simon Yunes

Senior Anwendungswissenschaftler

Dr. Yunes erwarb seinen B.S. in Chemie an der Zentraluniversität von Venezuela. An der Katholischen Universität Louvain, Louvain-La-Neuve, Belgien, erwarb er sowohl den Master als auch den Doktortitel in Physikalischer Chemie mit "La Plus Grande Distinction", der höchsten Auszeichnung, die die Universität zu vergeben hat. Seine Doktorarbeit schrieb er unter der Leitung von Prof. Bernard Delmon, einer weltweiten Autorität auf dem Gebiet der Katalyse.

Dr. Yunes ist weltweit für seinen Beitrag zum Gebiet der Adsorption und der Anwendung von Adsorptionstechniken zur Charakterisierung von Feststoffen, insbesondere Katalysatoren, bekannt.

Während seines Studiums in Belgien gelang es Dr. Yunes, Hydrotreating-Katalysatoren (HDT) aus natürlichem Laterit und Bauxit (die in Venezuela reichlich vorhanden sind) zu synthetisieren, um Verunreinigungen aus venezolanischem Schweröl effizient zu entfernen und die Lebensdauer der in einem solchen Prozess verwendeten klassischen Katalysatoren zu verlängern. Sein Wissen und sein Interesse an der Adsorption begannen zu dieser Zeit. Alle synthetisierten Katalysatoren wurden mit Hilfe von Adsorptionstechniken charakterisiert, und zwar sowohl durch physikalische Adsorption, um die Struktur zu untersuchen, als auch durch Chemisorption, um die aktive Metalldispersion der Katalysatoren zu bestimmen.

Dr. Yunes kam im Mai 1984 zu Micromeritics, wo er als Anwendungswissenschaftler Experimente zur Adsorption durchführte, die Entwicklung neuer Produkte unterstützte und Anwendungshinweise schrieb. Seine Hauptaufgabe bei Micromeritics bestand darin, Kunden in aller Welt bei ihren Anwendungen zu unterstützen und neue Technologien zu finden oder bei deren Entwicklung mitzuwirken, um die Bedürfnisse der Kunden zu erfüllen.

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