Experiencia en quimisorción de Micromeritics

Ofrecemos analizadores de quimisorción de alto rendimiento, respaldados por expertos expertos en aplicacionespara evaluar los sitios activos de la superficie, la fuerza de adsorción y la reactividad de polvos y materiales en partículas.

¿Qué es la quimisorción?

La quimisorción, o adsorción química, es un fenómeno de superficie en el que se produce una reacción química entre el adsorbato (gas o vapor) y la superficie expuesta de un material sólido. Este proceso da lugar a la formación de un fuerte enlace mediante el intercambio de electrones y enlaces de valencia, creando una especie química distinta en la superficie. A diferencia de la adsorción física, la quimisorción es muy específica e implica la división de las moléculas de gas o vapor adsorbente en átomos, radicales o iones que se unen químicamente a sitios de adsorción específicos de la superficie.

Esta interacción suele caracterizarse por una elevada energía de enlace y es irreversible en condiciones estándar. La quimisorción desempeña un papel fundamental en la caracterización de catalizadores, ya que proporciona información clave sobre propiedades como la temperatura de reducción a la que los metales se vuelven catalíticamente activos, la cantidad de metal superficial o de especies activas disponibles para la reacción, la fuerza de sitios activos específicos y el rendimiento del material tras someterse a ciclos de reducción u oxidación.

Instrumentos de quimisorción

Ofrecemos dos técnicas instrumentales para el análisis de quimisorción: la técnica volumétrica estática y la técnica dinámica (gas que fluye). La técnica de quimisorción estática se realiza tanto con el Micromeritics 3Flex como con el ASAP 2020 Plus, que funciona en un rango de presiones. La técnica de quimisorción dinámica es utilizada por las series de instrumentos 3Flex, ChemiSorb y AutoChem. Estos tres instrumentos utilizan la quimisorción por impulsos en un sistema de flujo dinámico para valorar la superficie activa.

Quimisorción estática

En la adsorción estática, generalmente se recogen dos "isotermas" de adsorción (cantidad de gas adsorbido en función de la presión a temperatura constante) a presiones inferiores a la atmosférica: la primera representa la adsorción total, la segunda la adsorción reversible y la diferencia entre ambas representa la adsorción irreversible (es decir, la "quimisorción"). Esta técnica proporciona información sobre la cantidad de sitios de adsorción, a partir de la cual se pueden realizar cálculos posteriores. Cuando el análisis de la superficie activa se realiza a una temperatura específica, se denomina quimisorción isotérmica.

Quimisorción dinámica

En la quimisorción dinámica, la identidad, cantidad y fuerza de los sitios activos pueden cuantificarse mediante adsorción, desorción o reacción en condiciones isotérmicas o de temperatura programada. La quimisorción dinámica utiliza una serie de técnicas como la reducción programada por temperatura (TPR), la oxidación (TPO), la desorción (PTD) y la quimisorción por impulsos para caracterizar los sitios activos de los materiales.

En el sistema dinámico, dependiendo del experimento, una concentración menor de gas activo puede estar en contacto con la muestra sólo durante unos segundos. Dependiendo de la muestra, el equilibrio y el acceso del gas activo a los sitios de adsorción de interés pueden ser más rápidos en el sistema estático.

Nuestras soluciones

Instrumentos

AutoChem III

El principal instrumento para la quimisorción dinámica de catalizadores heterogéneos mediante quimisorción por impulsos y reacciones programadas por temperatura (TPR, TPD, TPSR, TPO).

3Flex

Quimisorción estática y dinámica combinada con las mediciones más avanzadas de adsorción de gases en alto vacío para la caracterización completa de la superficie de materiales porosos.

ASAP 2020 Plus

Caracterización de superficies de principio a fin, desde la preparación de muestras hasta las mediciones físicas y químicas de adsorción.

Caracterización de catalizadores ICCS

Realizar mediciones in situ de las características del catalizador integrando el ICCS con un sistema de reactor de flujo.

Reactor de flujo (FR)

Reduzca el riesgo del nuevo catalizador y del escalado del proceso demostrando y optimizando el rendimiento en condiciones de proceso en un reactor de flujo automatizado de sobremesa.

ChemiSorb HTP

Quimisorción estática de alto rendimiento para un cribado y control de procesos fiables

Servicios

Ofrecemos una amplia gama de servicios de caracterización, ya se trate del análisis de una sola muestra, del desarrollo o validación de un método complejo, de la evaluación de nuevos productos o de abordar proyectos de fabricación a gran escala.

Opciones disponibles

Pruebas de quimisorción:

Análisis volumétrico de quimisorción
Análisis de quimisorción dinámico o por impulsos
Quimisorción por pulsos con vapores líquidos

Estudios programados por temperatura:

Reducción programada por temperatura (TPR)
Desorción programada por temperatura (TPD)
Oxidación programada por temperatura (TPO)

Otros experimentos de quimisorción:

Calor de desorción, cinética de primer orden
Calor isostérico de adsorción

PREGUNTAS FRECUENTES

¿Qué es un analizador de quimisorción?

Un analizador de quimisorción es un sofisticado instrumento científico utilizado para medir la interacción entre una superficie sólida y moléculas de gas, centrándose especialmente en los enlaces químicos. Desempeña un papel crucial en diversos sectores, como la catálisis, la ciencia de los materiales y la vigilancia del medio ambiente, ya que proporciona información detallada sobre las propiedades de las superficies y los mecanismos de reacción. Los analizadores de quimisorción utilizan técnicas precisas como la desorción programada por temperatura (TPD), la oxidación programada por temperatura (TPO), las reacciones superficiales programadas por temperatura (TPSR) y la quimisorción por impulsos para caracterizar catalizadores, adsorbentes y nanopartículas, lo que contribuye al desarrollo de materiales avanzados y procesos optimizados.
¿Cuáles son las técnicas de quimisorción?

Las técnicas de quimisorción abarcan una serie de sofisticados métodos empleados en la investigación científica y las aplicaciones industriales. Estas técnicas incluyen la desorción programada por temperatura (TPD), la oxidación programada por temperatura (TPO), las reacciones superficiales programadas por temperatura (TPSR) y la quimisorción por pulsos. Cada una de estas técnicas ofrece una visión única de la interacción entre las superficies sólidas y las moléculas de gas, lo que contribuye a la caracterización de catalizadores, adsorbentes y nanomateriales. Mediante el empleo de estas técnicas avanzadas, los investigadores e ingenieros pueden obtener valiosa información esencial para optimizar los procesos y desarrollar materiales innovadores en diversas industrias.
¿Cuánta muestra utilizar?/¿Cuál es el tamaño correcto de la muestra?

A partir de los últimos avances, el tamaño actual de la muestra para el análisis de quimisorción varía en función del instrumento específico y de los requisitos de la aplicación. Sin embargo, los analizadores de quimisorción modernos suelen admitir tamaños de muestra que oscilan entre unos pocos miligramos y varios gramos. Estos instrumentos versátiles son capaces de analizar una amplia gama de materiales, incluidos catalizadores, adsorbentes y nanopartículas, ofreciendo a los investigadores e ingenieros la flexibilidad necesaria para realizar estudios exhaustivos de caracterización de superficies y reacciones. Aprovechando el tamaño de muestra adecuado, los científicos pueden obtener datos precisos cruciales para optimizar los procesos y avanzar en la investigación en campos como la catálisis, la ciencia de los materiales y la vigilancia del medio ambiente.