nowe możliwości badawcze

(1)

Ewaryst Mendyk Grzegorz Słowik Witold Zawadzki Michał Rawski

Krzysztof Skrzypiec Andrzej Machocki

Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych

nowe możliwości badawcze

(2)

A A

Mikroskopy elektronowe w Laboratorium Analitycznym

Mikroskop skaningowy DualBeamQuanta™ 3D FEG

Mikroskop transmisyjny FEI Titan³ G2 60-300 Mikroskop skaningowy Phenom World

(3)

Dyfrakcja elektronów

STEM

Oddziaływanie elektronów z materią

EELS, EFTEM TEM

EDS

Techniki mikroskopii elektronowej

(4)

Katalizator reformingu parowego metanolu: 30Pt/carbon

A A TEM

STEM

powiększenie

Mikroskopia transmisyjna - porównanie TEM/STEM

(5)

Mikroskopia transmisyjna - TEM/STEM

Katalizator reformingu parowego metanolu 3Pt/TiO2

A A

TEM

STEM

0 10 20 30

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6

Frequency

Particle size [nm]

d^average = 1.5 nm

(6)

A A

SBA (pure)

SBA z nanocząstami Ag

STEM TEM

Widok z góry

Widok z boku

Adsorbenty mezoporowate SBA

Mikroskopia transmisyjna - obrazowanie TEM/STEM

(7)

1 0 n m - ¹

1 (ring)

16 (ring)

Ring Distance [Å] Phases hkl

1 3.125 CeO2 111

2 2.703 CeO2 200

3 2.451 Co3O4 311

4 2.02 Co3O4 400

5 1.914 CeO2 220

6 1.657 Co3O4 422

7 1.630 CeO2 311

8 1.560 Co3O4/CeO2 511/222

9 1.430 Co3O4 440

10 1.350 CeO2 400

11 1.241 CeO2 331

12 1.223 Co3O4 622

13 1.104 CeO2 422

14 1.042 CeO2 511

15 0.957 CeO2 440

16 0.915 CeO2 531

TEM image in bright field

Electron diffraction

Katalizator 2K10Co/CeO ₂ - Dyfrakcja elektronów

(8)

Obraz TEM w ciemnym polu

dystrybucja

krystalitów Co

₃

O

₄ 0

10 20 30 40 50 60

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

Frequency

Particle size [nm]

D^śr= 11.6 nm

Co₃O₄ krystality

Katalizator 2K10Co/CeO

₂

. Dyfrakcja elektronów z przesłoną selektywną (SA)

(9)

www.cnf.umcs.lublin.pl

A A

Identyfikacja fazowa

HR TEM FFT

Katalizator reformingu parowego metanolu: 15Pd/ZnO15Cr

PdZn (111) 2.21 Å Cr2O3 (104) 2.66 Å

Cr2O3 (104) 2.66 Å ZnCr2O4 (111) 4.78 Å

ZnO (101) 2.47 Å

ZnCr2O4 (311) 2.5 Å Cr2O3 (300) 1.42 Å

ZnO (110) 1.62 Å Pd (311)

1.17 Å

(10)

H R T E M

F F T

CeO

₂

Co

₃

O

₄

maska T

E M

H R T E M

Analiza strukturalna katalizatora 2K10Co/CeO ₂

(11)

CeO

₂

Co

₃

O

₄

n o ś n i k

F a z a

a k t y w n a

Analiza strukturalna katalizatora 2K10Co/CeO ₂

(12)

O – termination:

Obliczenia energii powierzchniowej wykazały, że struktura warstwy wierzchniej typu O-Ce-O, zakończona tlenem jest bardziej stabilna niż Ce- O-Ce.

Nośnik (CeO₂) Faza aktywna (w formie - Co₃O₄)

- O

^2- ,

- Co

²⁺,

- Co

³⁺.

Analiza strukturalna katalizatora 2K10Co/CeO ₂

(13)

Katalizator reformingu parowego metanolu: 15Pd/ZnO15Cr – Identyfikacja fazowa

www.cnf.umcs.lublin.pl

A A

ZnCr₂O₄(111) : 4.78 Å

ZnCr₂O₄(311) : 2.5 Å ZnO(101) : 2.47 Å

Cr₂O₃(104) : 2.66 Å

PdZn (111) : 2.19 Å Pd(311) : 1.17Å ZnO(110) : 1.62 Å Cr₂O₃(300) : 1.42 Å

(14)

Badania depozytu węglowego - dezaktywacja katalizatora

Włókno węglowe

FFT

T E M

Katalizator reformingu parowego etanolu 2K10Co/CeO

₂

po 33h pracy

(H

₂

O:EtOH = 9:1 mol/mol)

(15)

Badania depozytu węglowego - dezaktywacja katalizatora

A

Transformata FFT obrazu A

Depozyt węglowy otacza nanocząstki katalizatora Powłoki węgla

A Katalizator reformingu parowego etanolu 2K10Co/CeO

₂

- po 33h pracy

(H

₂

O:EtOH = 9:1 mol/mol)

(16)

Katalizator reformingu parowego etanolu 2K10Co/CeO₂

S E M

Element Weight % Atomic % Uncert. %

Co(K) 8.50 7.45 0.12

K(K) 1.53 2.02 0.04

Ce(K) 69.91 25.78 1.11

O(K) 20.04 64.73 0.23

T E M

STEM

W i d m

o

E D S

Zastosowanie mikroskopii elektronowej w katalizie -

jakościowa i ilościowa mikroanaliza rentgenowska EDS

(17)

Ce

Co

O

K

Ce+Co

Ce+O

Ce+Co+O Ce+K

Katalizator 2K10Co/CeO

₂

- Mikroanaliza STEM/EDS

(18)

1

(pierścień)

Badanie depozytów węglowych

C+Ce+Co O

b r a z

S T E M

S T E M - E D S

Badania katalizatora 2K10Co/CeO

₂

po 33h pracy reformingu parowego etanolu

(H

₂

O:EtOH = 9:1) - Mapowanie chemiczne

(19)

1 (pierścień)

16 (pierścień)

1 (pierścień)

16 (pierścień)

1 (pierścień)

Ce+Co Ce+Ni

Ce+Co+Ni Co+Ni

Co+O Ce+O Ce+Co+O O Ni

Co

Ce

K

Katalizator świeży 2K9.9Co0.1Ni/CeO2 - 2K9.0Co1.0Ni/CeO2

Mapowanie chemiczne STEM/EDS

(20)

Badanie depozytu węglowego

A

S T E M - E D

S

K Co Ni Ce

C O

Co+Ce Co+Ni C+Ce+Co

C+Ce+Co+Ni C+Co

C+Co+Ni

K O

Co

Ni

Co+Ni

C C+Co+Ni

Katalizator 2K9.9Co0.1Ni/CeO2 - 2K9.0Co1.0Ni/CeO2 po reformingu parowym 24h:

(12:1 H

₂

O:EtOH mol/mol) - Mapowanie chemiczne STEM-EDS

(21)

A A

Cr O

Pd Zn

Zn+O

Cr+Zn Cr+Pd+Zn Pd+Zn

Mapowanie chemiczne STEM-EDS

Katalizator reformingu parowego metanolu: 15Pd/ZnO15Cr

(22)

Mikroskop elektronowy TITAN - mini Galeria

Nanorurki węglowe - wielościenne

Monokryształ arsenku galu - GaAs

(23)

A A

katalizator

katalizator koniec włosa

Wełna mineralna Odnóże komara

Mikrowłókno Antybiotyk

Liść

Mikroskop skaningowy Phenom World - przykłady zastosowania

(24)

Mikroskop skaningowy DualBeam Quanta 3D FEG

Kolumna jonowa FIB

Kolumna elektronowa SEM/STEM

Analizator EDX

Manipulator Omniprobe GIS Pt

Komora próbek

Dyfrakcja EBSD

(25)

Mikroskop Quanta 3DFEG. Mikroanaliza rentgenowska SEM/EDS

Obraz SEM i mikroanaliza punktowa

Element W% At %

C 4.07 10.39

O 22.44 43.02

Na 0.70 0.94

Mg 0.60 0.75

Al 4.72 5.36

Si 4.28 4.67

K 0.31 0.25

Ca 0.43 0.33

Ti 0.09 0.06

Fe 61.88 33.99

Ni 0.18 0.09

Cu 0.16 0.08

Zn 0.13 0.06

Total 100.00 100.00 Widmo EDX

(26)

obraz SEM C O Na

Mg

S

Fe

Al

K

Ni

Si

Ca

Zn

P

Ti

SEM+Zn

Element W% At %

C 21.99 33.57

O 36.10 41.36

Na 0.47 0.38

Mg 0.89 0.67

Al 10.90 7.41

Si 16.57 10.82

P 0.06 0.04

S 2.15 1.23

Cl 0.06 0.03

K 2.10 0.99

Ca 5.07 2.32

Ti 0.41 0.16

Cr 0.04 0 0.01

Mn 0.04 0.01

Fe 2.89 0.95

Ni 0.05 0.02

Zn 0.20 0.06

Total 100.00 100.00

Średni skład ilościowy

Mikroskop Quanta 3D FEG. Mikroanaliza rentgenowska SEM/EDS

(27)

www.lab.umcs.lublin.pl

A Mikroskop skaningowy Quanta™ 3D FEG. Mikroanaliza EDS

Mikroanaliza punktowa

Stop eutektyczny: Fe-Mn-C-B-Si-Ni-Cr.

Mikroanaliza liniowa (line scan)

(28)

A A

Mikroskop skaningowy Quanta™ 3D FEG - przykłady zastosowania

Nektarnik

Adsorbent węglowy Bacterium E. coli Mech Lamela (FIB)

Sztuczne łzy Święta B.N. (FIB) Pogromcy duchów logo (FIB)

(29)

A A

Reflektometria umożliwia nieniszczące pomiary gęstości, grubości i chropowatości warstw powierzchniowych. Oprogramowanie umożliwia automatyczną symulację kształtu i dopasowania krzywej pomiarowej

Dyfrakcja rentgenowska - reflektometria

Typowa Konfiguracja dyfraktometru

Pomiar grubości warstw

(30)

www.lab umcs.lublin.pl

A A

Dyfrakcja rentgenowska - reflektometria

(31)

A A 60 nm Ni na Si

Kąt padania 0,6deg głębokość penetracji

ok. 700Å

Kąt padania 0.2deg głębokość penetracji ok. 200Å

60 nm Ni

100 nm Au

Źródło: Michał Leszczyński: Instytut Niskich temperatur PAN

Dyfrakcja rentgenowska - reflektometria

Typowe materiały:

– Amorficzne – Polikrystaliczne

– warstwy epitaksjalne

• zakres pomiaru grubości: od 0,5nm do 1000 nm

• Zakres chropowatości: od 0,1 do ok 3 nm

• Zakres pomiary gęstości:

– wysoka gęstość warstw może uniemożliwiać pomiar przykrytych warstw

– wymagana duża różnica gęstości sąsiednich warstw

(32)

A A Dyfrakcja rentgenowska - metoda niskokątowego rozpraszania SAXS

holder

Pomiar wielkości cząstek TiO

₂

Rozkład wielkości cząstek, R

_śr.

= 48Å

Lampa

kolimator

próbka

detektor

Korekta krzywej rozpraszania

(33)

A A Dyfrakcja rentgenowska - metoda niskokątowego rozpraszania SAXS

Rozmiar nanocząstek koloidalnych Rozkład wielkości porów w 2 próbkach krzemionki

SiO

₂

PMMA+SiO2

(34)

Badania procesu redukcji katalizatora palladowego metodą dyfrakcji rentgenowskiej w komorze reakcyjnej XRK 900 (Anton Paar)

Katalizator palladowy. Proces in-situ redukcji wodorem w komorze do badań XRPD.

Wielkość krystalitów PdZn obliczona na podstawie wyników redukcji wodorem w komorze reakcyjnej XRD z zależności Warrena - Scherrera

Temperatura (^oC)

Wielkość krystalitów PdZn (nm)

250 +

300 ++

350 7,7

400 12,1

450 14,0

500 15,7



B1 B₂



(35)

Position [°2Theta] (Copper (Cu))

30 40 50 60 70 80 90 100

Counts

0 20000 40000

21-01-14A-p1 Rutile, syn 18.4 % Eskolaite, syn 9.4 % Zincite, syn 72.2 %

Analiza fazowa ilościowa. Metoda Rietvelda

Peak List Ti O2; 01-089-8303 Cr2 O3; 04-009-2109 Zn O; 04-009-7657

Position [°2Theta] (Copper (Cu))

30 40 50 60 70 80 90 100

Counts

0 20000 40000

21-01-14A-p1 Rutile, syn 18.4 % Eskolaite, syn 9.4 % Zincite, syn 72.2 %

20000 -2000 4000 -4000

I Etap- analiza fazowa (baza ICCD PDF4+) II Etap- dopasowanie dyfraktogramów

No Ref. Code Score Compound Name Chemical Formula

Mineral Name SemiQaunt [%]

1 01-089-8303 72 Titanium Oxide

Ti O₂ Rutile 18,4 2 04-009-2109 31 Chromium

Oxide

Cr₂O₃ Eskolaite 9,4 3 04-009-7657 83 Zinc Oxide Zn O Zincite 72,2 www.cnf.umcs.lublin.pl

(36)

A A

Większa szybkość skanowania została osiągnięta przez przeniesienie modulacji Peak Force Tapping z głównego skanera do dodatkowego piezo Z - skanera w holderze sondy skanującej oraz zwiększenie częstości modulacji. Takie rozwiązanie rozszerza pasmo sprzężenia zwrotnego Peak Force Tapping i umożliwia bardzo szybkie skanowanie nawet dużych obszarów bez utraty wysokiej rozdzielczości

Sonda (igła) ScanAsyst-Air-HR (Bruker)

Tip radius: 10 +/- 5nm Freq: 130 +/- 30 kHz k: 0.4 +/- 0.2 N/m Length: 60 µm

Mikroskopia Sił Atomowych Wysokiej Rozdzielczości ScanAsyst-HR

holder ScanAsyst-HR

(37)

Mikroskopia Sił Atomowych Wysokiej Rozdzielczości ScanAsyst-HR

Tapping 1Hz

~4.5 minut

ScanAsyst-HR 10 Hz

~30 second

(38)

Mikroskopia Sił Atomowych Wysokiej Rozdzielczości ScanAsyst-HR

bakterie E. coli JM 83. Zdjęcie wykonane metodą ScanAsyst-HR. Rozmiar skanu: 30 μm x 30 μm.

Rozdzielczość obrazu: 1536x1536 pikseli. Częstotliwość skanowania: 0,5 Hz. Szybkość skanowania: 30 μm/s

(39)

Membrana – grafen

Mikroskopia Sił Atomowych PeakForce QNM

Folia HDPE

(40)

Mikroskopia Sił Atomowych - mini Galeria

(41)

Mikroskop metalograficzny: Nikon Eclipse MA 200M

(42)

Mikroskop metalograficzny: Nikon Eclipse MA 200M

Membrana grafen . Moduł EDF (Extended Depth of Field)

(43)

Profilometr optyczny Bruker-Veeco Contour-GT-K1

Płytka kalibracyjna

Chropowatość Falistość

Tekstura Profile

Grubość warstw transparentnych

(44)

E. Mendyk. WKS. Lublin, 6-7 luty 2012 r.

Analizator AutoChem II 2920 (Micromeritics) do metod temperaturowo-programowanych

Informacje o:

• rozkładzie i sile miejsc aktywnych o różnej reaktywności i aktywności katalitycznej (heterogeniczność powierzchni)

• reaktywności ciał stałych w atmosferach redukujących, utleniających, innych gazów i par

• reaktywności depozytów węglowych utworzonych

w reakcjach z udziałem związków organicznych na katalizatorach

• kierunku i intensywności przemian chemicznych

chemisorbowanych reagentów i produktów przejściowych

• kwasowości i zasadowości powierzchni ciał stałych (katalizatorów i adsorbentów)

• wszystkie znane i stosowane dynamiczne techniki

temperaturowo-programowane z udziałem gazów i par:

TPD, TPR, TPO, TPReaction, itp.

• temperatura programowana od -100

^o

do 1100

^o

C (0,1-50C/min.)

• układy dozowania gazów i par

• detektory: TCD oraz MS (Hiden HPR-20 Research Grade)

• programowanie eksperymentów, automatyczne sterowanie,

kontrola oraz zbieranie i obróbka danych

(45)

Analizator AutoChem II 2920 (Micromeritics) do metod temperaturowo-programowanych

TPR

TPO

0 100 200 300 400 500

Temperature (^oC) 0

50 100 150 200 250

CO and CO2 desorbed (ppm)

Co/ZrO2 CO CO₂

0 100 200 300 400 500 Temperature (^oC)

0 50 100 150 200 250

CO and CO2 desorbed (ppm)

2KCo/ZrO2 CO CO₂

TPD tlenku węgla

PdZn/ZnO ZnO

TPD

metanolu

(46)

• adaptowana wg naszego projektu jednostka PID Eng&Tech Microactivity Reference Catalytic Reactor

• spektrometr mas Hiden HPR-20 Research Grade, do 200 amu

• czterokanałowy mikrochromatograf Agilent 490-GC

• programowanie eksperymentów, automatyczne sterowanie i kontrola parametrów reakcji, automatyczne dozowanie on-line analizowanych próbek oraz zbieranie i obróbka danych

System aparaturowy do badań katalizatorów i reakcji katalitycznych metodami izotopowymi

Informacje o katalizatorach i reakcjach katalitycznych:

• liczba i różnorodność miejsc aktywnych na powierzchni „pracujących” katalizatorów i ich rzeczywista aktywność

• powierzchniowe stężenie przejściowych cząsteczek (species) prowadzących do produktów reakcji w jej stanie stacjonarnym

• czas „życia” reagentów, produktów i przejściowych „species”

• wymiana atomów pomiędzy reagentami z fazy gazowej

i katalizatorem oraz związkami chemicznymi na jego powierzchni

• udział tlenu z sieci krystalicznej tlenkowych nanomateriałów katalitycznych w przemianach reagentów

• sekwencja przejściowych etapów reakcji na powierzchni

nanomateriałów katalitycznych w jej stanie stacjonarnym

(47)

System aparaturowy do badań katalizatorów

i reakcji katalitycznych metodami izotopowymi

0 100 200 300 400 0,0

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

C¹⁶O¹⁸O Ar

C¹⁶O

2

C¹⁸O

2

ZNORMALIZOWANE STĘŻENIE DWUTLENKU WĘGLA

CZAS (sekundy)

0 100 200 300 400 0,0

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Ar

16O¹⁸O

16O

2 18O

2

ZNORMALIZOWANE STĘŻENIE TLENU

CZAS (sekundy) ⁰ 100 200 300 400 500 600 0,0

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

16O¹⁸O Ar

16O₂

18O₂

ZNORMALIZOWANE STĘŻENIE TLENU

CZAS (sekundy)

16

O

₂

CH

₄

18

O

₂

435ôC 900ôC 435ôC

300 350 400 450 500

Temperatura [^oC]

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

Średni czas życia tlenu oraz dwutlenku węgla [s] ¹⁶^O²₁₆

O¹⁸O C¹⁶O₂ C¹⁶O¹⁸O

300 350 400 450 500

Temperatura [^oC]

0 200 400 600 800 1000 1200

Powierzchniowe stężenie tlenu oraz dwutlenu węgla [µmol/g] ¹⁶_O

2 16O¹⁸O C¹⁶O₂ C¹⁶O¹⁸O

metoda SSITKA

Steady State Isotopic Transient Kinetic Analysis

czas życia tlenu i dwutlenku węgla

stężenia

¹⁶

O

₂

,

¹⁶

O

¹⁸

O, C

¹⁶

O

₂

i C

¹⁶

O

¹⁸

O powierzchnia katalizatora

w stacjonarnym stanie reakcji utleniania metanu

(48)

Do badań aktywności i selektywności heterogenicznych nanomateriałów katalitycznych w reakcjach chemicznych

Kilka systemów reaktorowych zapewnia istotne przyspieszenie badań

• idealne do długotrwałych badań stabilności właściwości katalizatorów w czasie procesu chemicznego

• badanie różnych katalitycznych procesów chemicznych w tym samym czasie

• dwa systemy PID Microactivity Reference Catalytic Reactor

• wymienne reaktory katalityczne z piecem rurowym do 950

^o

C

• układy niezależnego dozowania 6 gazów i 2 par reakcyjnych

• termostat (hot-box) zapobiegający kondensacji trudno-lotnych surowców i produktów reakcji

• 2 zestawy wielokanałowych chromatografów 450-GC i 430-GC oraz mikrochromatografów 490-GC

• programowanie procedur badawczych, zautomatyzowane sterowanie i kontrola parametrów reakcji, automatyczne

dozowanie on-line analizowanych produktów oraz zbieranie i obróbka danych

katalityczne systemy reaktorowe (PID Eng&Tech)

z chromatografami (Bruker, Agilent )

(49)

katalityczne systemy reaktorowe (PID Eng&Tech) z chromatografami (Bruker, Agilent )

1KCoCe/ZrO₂ 1KCo/ZrO₂ 1KCo/Ce_0.6Zr_0.4O₂

CO₂ H₂

(CH₃)₂CO CH₃CHO

CO CH₄

350 400 450 500 550 600 Temperatura (^oC) 80

82 84 86 88 90 92 94 96 98 100

Selektywność (%)

350 400 450 500 550 600 Temperatura (^oC) 65

70 75 80 85 90 95

Selektywność (%)

350 400 450 500 550 600 Temperatura (^oC) 0

2 4 6 8 10

Selektywność (%)

350 400 450 500 550 600 Temperatura (^oC) 0

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Selektywność (%)

350 400 450 500 550 600 Temperatura (^oC) 0

2 4 6 8 10 12 14

Selektywność (%)

350 400 450 500 550 600 Temperatura (^oC) 0

2 4 6 8 10 12 14

Selektywność (%)

reforming parowy etanolu optymalna temperat ura

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Czas reakcji (h)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Konwersja (%) ^2KCo/CeO²^EtOH

H₂O

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Czas reakcji (h)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Selektywność (%)

2KCo/CeO₂ H₂ CO₂

CH₄

CO CH₃CHO

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Czas reakcji (h)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Konwersja (%)

1KCo/ZrO₂ EtOH

H₂O

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Czas reakcji (h)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Konwersja (%)

2KCo/ZrO₂ EtOH

H₂O

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Czas reakcji (h)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Selektywność (%)

1KCo/ZrO₂ H₂

CO₂

CH₄

CO CH₃CHO (CH₃)₂CO

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Czas reakcji (h)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Selektywność (%)

2KCo/ZrO₂ H₂

CO₂

CH₄

CO CH₃CHO (CH₃)₂CO

stabilność właściwości katalizatorów

reforming parowy etanolu

reforming parowy metanolu

(50)

Do badań in-situ zjawisk, którym towarzyszą zmiany masy, np.

• tworzenie depozytów węglowych na nanomateriałach katalitycznych w reakcjach chemicznych

• utlenianie, korozja, redukcja i rozkład materiałów

• zjawiska sorpcyjne

w realnych, złożonych atmosferach i warunkach reakcyjnych (temperaturze, ciśnieniu i przepływie gazów i par)

z jednoczesną informacją o zmianie składu fazy gazowej i lotnych produktach reakcji chemicznych

• waga oddzielona od przepływowej części reaktorowej, zakres zmian masy 0-10 g, rozdzielczość 1 μg,

automatyczna korekcja zera wagi

• ciśnienie od próżni 20 mbar do 40 bar

• temperatura od RT do 1100

^o

C

(izotermicznie lub programowane zmiany temperatury)

• układy dozowania gazów i par (pod niskim i wysokim ciśnieniem)

• spektrometr masowy do analizy produktów reakcji chemicznych

• programowanie eksperymentów, automatyczne sterowanie i kontrola parametrów reakcji oraz zbieranie i obróbka danych

System analizatora termograwimetrycznego DynTHERM MP-ST (Rubotherm)

gaz korozyjny

(51)

System analizatora termograwimetrycznego DynTHERM MP-ST (Rubotherm)

reforming parowy etanolu  zawęglanie katalizatorów

rozkład (kalcynacja) prekursorów katalizatorów reformingu parowego etanolu

0 30 60 90 120 150

20 30 40 50 60 70 80 90 100

Time (min)

Catalyst weight change (%)

448^oC 433^oC

CoMn (1:1) CoMn (1:2) CoMn (1:9)

DTG

TG

448^oC

0 100 200 300 400 500 600

Temperature (o C)

-0.025 -0.020 -0.015 -0.010 -0.005 0.000

Differential weight change

Fumarates 300 350 400 450 500 550 600

Temperatura (^oC) 0

15 30 45 60 75 90 105 120 135

Zmiana masy (%)

165 180 195 210 225

Czas (min)

2KCo/CeO2

1KCo/CeO₂ Co/CeO₂

300 350 400 450 500 550 600 0

15 30 45 60 75 90 105 120 135

Zmiana masy (%)

165 180 195 210 225

Czas (min)

2KCoCe/ZrO₂ 1KCoCe/ZrO₂ CoCe/ZrO₂

300 350 400 450 500 550 600 Temperatura (^oC)

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135

Zmiana masy (%)

165 180 195 210 225

Czas (min)

2KCo/Ce_0.75Zr_0.25O₂ 1KCo/Ce_0.75Zr_0.25O₂ Co/Ce_0.75Zr_0.25O₂

300 350 400 450 500 550 600 Temperatura (^oC)

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135

Zmiana masy (%)

165 180 195 210 225

Czas (min)

300 350 400 450 500 550 600 Temperatura (^oC)

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135

Zmiana masy (%)

165 180 195 210 225

Czas (min)

2KCo/ZrO₂ 1KCo/ZrO₂ Co/ZrO₂

300 350 400 450 500 550 600 Temperatura (^oC)

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135

Zmiana masy (%)

165 180 195 210 225

Czas (min)

2KCo/CeO₂ 1KCo/CeO₂ Co/CeO₂

15 30 45 60 75 90 105 120 135

Zmiana masy (%)

165 180 195 210 225

Czas (min)

2KCoCe/ZrO₂ 1KCoCe/ZrO₂ CoCe/ZrO₂

300 350 400 450 500 550 600 Temperatura (^oC)

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135

Zmiana masy (%)

165 180 195 210 225

Czas (min)

300 350 400 450 500 550 600 Temperatura (^oC)

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135

Zmiana masy (%)

165 180 195 210 225

Czas (min)

300 350 400 450 500 550 600 Temperatura (^oC)

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135

Zmiana masy (%)

165 180 195 210 225

Czas (min)

2KCo/ZrO₂ 1KCo/ZrO₂ Co/ZrO₂

H₂O/EtOH = 4/1 mol/mol

H₂O/EtOH 4/1 mol/mol