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: Belirtilmemiş.
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
- Atık polietilentereftalattan özel blok kopolimerler ve çevre dostu alkid reçine üretimi
Production of special block copolymers and environmental friendly alkyd resins from PET wastes
OĞUZ MECİT
- Characterization of pyrrole and thiophene containing polymers and their copolymers
Pirol ve tiyofen içeren polimer ve kopolimerlerin karakterizasyonu
GÜRSEL SÖNMEZ
Doktora
İngilizce
2002
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- Siloksan ve ketonik reçine içeren beş bloklu kopolimerlerin sentezi ve karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
HÜSEYİN YALÇINKAYA
- Nanoboyutlu bakır içeren ikili katalizörlerin hazırlanması ve tanımlanması
Preparation and characterization of nanosized bimetallic copper catalysts
TUBA GÜRKAYNAK ALTINÇEKİÇ
Doktora
Türkçe
2007
Mühendislik Bilimleriİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. İSMAİL BOZ
- Synthesis and characterization of buffer layers and yttrium barium copper oxide superconducting coatings by chemical solution deposition method
Ara katmanların ve itriyum baryum bakır oksit süperiletken filmlerin kimyasal çözelti depozitleme yöntemi ile sentezlenmesi ve karakterizasyonu
IŞIL KAYATEKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Metalurji MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDAL ÇELİK