Presentacin de PowerPoint

Reduccin a temperatura programada TPRPresentado por:Ing. Daniel CanoIng David RamrezIng. Jose ZapinM.C Marlene Andrade

Caracterizacin FisicoqumicaJunio 2015

Potencial zeta - DRX- Infrarrojo Ultra violetaRMNAbsorcin atmicaEmisin de flamaEmisin de plasma - Microscopia ptica- Microscopia electrnica Caracterizacin TPR1Reduccin a temperatura programada (TPR) TPR: es una tcnica de caracterizacin de materiales solidos y se utiliza en el campo de la catlisis heterognea para encontrar las condiciones mas eficientes d reduccin

Es una tcnica extremadamente sensible que permite estudiar el proceso de reduccin de un solido con hidrogeno.

2La reduccin se realiza haciendo pasar una corriente de H sobre la muestra en las condiciones de temperatura programada.

La reaccin qumica que ocurre durante el proceso de TPR puede ser descrita como:

MO + H(g) M + HO(liq) 3

Diagrama esquemtico del equipo

Indica como las corrientes de H+Ar y Ar son dirigidas al reactor a travs de una vlvulas de 4 vas

4Analizador automtico de quimisorcin

Instrumento ChemBET Pulsar TPR/TPD

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TPR se lleva acabo para investigar la reducibilidad de las diferentes especies de oxido de vanadioSe exhibe un pico asimtrico que inicia entre 205-220C con una temperatura de reduccin mxima alrededor de 310C Se observa que conforme la carga de V incrementa el rea de pico de reduccin aumenta, debido a una mayor cantidad de especies reducibles

TPR de los catalizadores con diferente contenido de V6

Trmograma Donde:

Wo = peso inicial de la muestra antes de reducirse Wt = peso de la muestra a una temperatura determinadaWf = peso final de la muestra 7

ProcedimientoMtodo que mide la taza de reduccin de materiales slidos mediante el monitoreo en la diferencia de composicin en la mezcla de gas reductor despus de que fluye sobre la muestra a una temperatura programada.

La razn de incremento de la temperatura es manera lineal. Se mantiene un flujo de gas reductor constante.

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En una atmsfera de 5% de Oxgeno en Helio Aire a 250C.

Se identifica el estado de oxidacin de la muestra a analizar.

Si la muestra se encuentra en un estado distinto al de oxidacin, es sometido a procesos que lo lleven a ello.

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La muestra ya dispuesta en el horno, es sometida a un flujo de gas inerte a temperatura para eliminar principalmente la humedad y residuos de carbn, solventes presente en ella.

La temperatura a la que el slido es calentado debe ser a tal grado que no afecte la actividad redox.

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Se da la formacin de una pequea pelcula sobre la muestra como resultado del consumo del gas reductor desde el slido.Posterior a ello la temperatura de la muestra es calentada a una razn de 10K/min, a cierto punto surge la reduccin y gas reductor es consumido.El gas consumido durante la reduccin es medido por un detector de conductividad trmica.

Se hacer fluir un gas (30ml/min) sobre una masa fija de slido a una baja temperatura a fin de prevenir reacciones entre el gas-slido.La temperatura de arranque de la prueba tiene que estar por debajo de la temperatura a la que se espera la reduccin de la muestra en estudio.11

Detector de conductividad trmica:

Consiste en un filamento resistencia calentada elctricamente.Bajo un potencial elctrico constante la resistencia variar dependiendo del medio al que este expuesta.El filamento puede ser Tungsteno, Oro o Platino.Como seal se tiene una variacin del flujo de la corriente como resultado del cambio en la conductividad del filamento.Como referencia se tienen lecturas del flujo de entrada.Las lecturas del flujo de salida se comparan con las obtenidas con la referencia.

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Se observa que:

A mayor taza de calentamiento la muestra tiene un mayor incremento de temperatura comparado con bajos suministros de calor. Como respuesta los picos de reduccin de la muestra aparecern a una temperatura mayor comparado con una velocidad de calentamiento baja. Si la concentracin del agente reductor es mayor en la corriente de gas, la muestra se reducir mas fcilmente dando picos mas agudos a una mas baja en comparacin a cantidades de agente reductor menores.A medida que aumenta la cantidad de especies reducibles, el rea bajo los picos de las seales aumenta.El cambio de la taza del flujo de gas reductor no presenta efectos significativos.

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Tipos de muestraSlidas, comnmente Metales.Deben tener actividad redox en atmsferas reductoras. Mide la actividad reductora, el material deber estar oxidado.Libres de humedad ya que puede afectar la actividad redox.

14Aplicaciones TPREnsayos utilizados para: Anlisis de catalizadores

Caracterizacin de:xidos metlicosxidos mixtos metlicosxidos metlicos dispersados en un soporte.

Identificacin de las diferentes especies presentes en la muestra a travs de la facilidad con la cual dichas especies pueden ser reducidas.

Esta tcnica nos permite conocer el grado de reduccin en el catalizador y nos aporta informacin sobre las propiedades superficiales y de deducibilidad del precursor cataltico.

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Recientemente, se ha demostrado que TPR se puede usar cualitativamente para investigar fenmenos tales como las interacciones de metal-soporte.

Este tipo de anlisis permite obtener informacin sobre el nmero y tipo de especies reducibles presentes en el catalizador, la temperatura de reduccin de las mismas e interacciones metal-soporte.

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LimitantesEs una tcnica para la caracterizacin de materiales slidosLas muestras necesitan tratamientos previos.No puede hacer estudios de fenmenos de:AdsorcinDesorcinInteracciones metal-soporte que afectan la absorcin de hidrogenoEn xidos soportadoAlgunas pruebas necesitan muchos ciclos de enfriamiento con argn

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TPR studies on NiOCGO composites prepared by combustion synthesis

100 mg de muestraCalentamiento a 350 C en una atmosfera de helio por 1 hora

Autochem II 2920J. Marrero-Jereza,b, E.Chinarroc, B.Morenoc, J.Pea-Martnezd, P.NezaCeramics International 201518

Resultados 19

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21Characterization of Cu species on SiO2 and ZSM-5by temperature-programmed reduction by ammoniaTetsuya Nanba ,Shoichi Masukawa, Junko Uchisawa , Akira ObuchJ Therm Anal Calorim (2013)TPR-H2TPR-NH3Reactor de flujo equipado con espectrometro de masas0.1 g de muestraFlujo de 50 mL/min H2/HeCon pretratamiento de 500C por 1 horaReactor de flujo El gas fue analizado por FT-IR y cromatografa de gases acoplado a un detector de conductividad trmica 0.1 g de muestraFlujo de 160 mL/min O2/HeCon pretratamiento de 500C por 1 hora

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H2 y NH3 TPR CuNaZSM-5

24Hydrogen production from n-butanol over aluminaand modified alumina nickel catalystsK. Bizkarra*, V.L. Barrio, A. Yartu, J. Requies, P.L. Arias, J.F. Cambrainternational journal of hydrogen energy ( 2 0 1 5 )Flujo de 40 mL/min H2/ArCon pretratamiento de 573K por 30 min.300 mg de muestra

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MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIN