Vegyes fémoxid alkalmazása katalizátorként a hidrogén-peroxid bomlásakor

Rövid leírás

1 Elérhető online: Advances in Applied Science Research, 2011, 2 (2): ISSN: CODEN (USA): AASRFC Mixed metal use o.

Leírás

Elérhető online a www.pelagiaresearchlibrary.com címen

Pelagia Research Library Advances in Applied Science Research, 2011, 2 (2): 252-259

ISSN: 0976-8610 CODEN (USA): AASRFC

Vegyes fém-oxid használata katalizátorként a hidrogén-peroxid bomlásában Sanjay M. Khetre * 1, H. V. Jadhav2, S. V. Bangale2, P. N. Jagdale2, Sambhaji R.Bamane2 1

Dahiwadi Főiskola Dahiwadi, Tal-Man, Dist-satara, Maharásztra (India) Fémoxid Kutató Laboratórium, Dr. Patangrao Kadam Mahavidyalaya Sangali, Maharásztra (India)

N2 + 4CO2 + 5H2O2

La (NO3) 3 + Cr (NO3) 3 + 4 C2H5NO2 → LaCrO3 + 8CO2 ⁭ + 10H2O ⁭ +5 N2 ⁭

253 Pelagia Research Library

Sanjay M. Khetre et al. Adv. Appl. Sci. Res., 2011, 2 (2): 252-259 ______________________________________________________________________________________ Az LaCrO3 termikus bomlásához rögzített TG görbét az 1. ábra mutatja. A görbe azt jelzi, hogy a LaCrO3 por enyhe súlyvesztése a nedvesség, a szén-dioxid és a nitrogéngáz csekély vesztesége miatt. A statikus levegőben rögzített LaCrO3 DTA görbéje azt mutatja, hogy a LaCrO3 nem bomlott le, de a fogyás oka a dehidrogénező dekarboxilezés és denitrálás volt, és a végterméket 7750 ° C-on hozták. Ez a fogyás és a hízás nagyon elhanyagolható volt. Ez a súlyváltozás csak a 0,02% tartományban volt. Ezek azt jelzik, hogy a szintetizált por kezdettől fogva szinte stabil volt.

1. ábra TG - LaCrO3 szintetizált por TDA görbéje.

Röntgendiffrakciós röntgen méréseket Philips Analytic X-ray B.V. (PW-3710 alapú modell) fejlett röntgendiffrakcióval végeztünk Cu Kα 1.54056 sugárzás alkalmazásával. A (2) ábrán látható XRD mintázat. Az XRD minta azt mutatja, hogy a termék tiszta ortombombás szerkezetű LaCrO3 spinelloxid. A diffrakciós adatok jól egyeznek a LaFeO3 JCPD kártyájával (JCPDS No.24-1016) A LaCrO3 spinell por átlagos kristályméretét a Scherrer t = 0,9λ/β cosθ [22-23] egyenlet segítségével becsültük meg, ahol t a kristályok vastagsága (angströmben), λ a röntgen hullámhossza és θ a Bragg-szög β az integrális légzés, amely a legelterjedtebb csúcs szélességétől függ 100% -os intenzitás mellett = 1,54056 Ao. Az átlagos részecskeméret 0f nanokristályos LaCrO3 volt

16 nm. A LaCrO3 nanokristályok vonzóbbak a katalitikus alkalmazás területén. A 3. ábra az energia diszperzív röntgen (EDX) technikát mutatja, amely lehetővé teszi a LaCrO3 katalizátor kémiai összetételének meghatározását.

254 Pelagia Research Library

Sanjay M. Khetre et al. Adv. Appl. Sci. Res., 2011, 2 (2): 252-259 ______________________________________________________________________________

2. ábra a LaCrO3 szintetizált por röntgendiffrakciós mintázata.

-3. Ábra: LaCrO3 katalizátor energia-diszperzív röntgen (EDX)

A felületi morfológiát pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM) vizsgáltuk, JEOL, JSM.6360. A LaCrO3 SEM képeit a 3. ábra mutatja. (4). A SEM képek azt mutatják, hogy a termék kis sűrűségű, laza és porózus anyag, amely kedvező a katalizátor alkalmazásához. A BET felületeket Benchman SA 3100 plus műszerrel mértük nitrogén adszorpcióval 2000 C-on. A szintetizált por felülete 3,5 m2/g volt. 1800 ° C-on égési módszerrel előállított LaCrO3 por pásztázó elektronmikroszkópos (SEM) képét a 4. ábra mutatja. (a) és a SEM képeket 5100C és 10000C hőmérsékleten 255 Pelagia Research Library mutatja

Sanjay M. Khetre et al. Adv. Appl. Sci. Res., 2011, 2 (2): 252-259 ______________________________________________________________________________ 4. ábra b) és 4. ábra 4. (c). Ez azt mutatja, hogy a képződött LaCrO3 átlagos részecskemérete

16nm. A részecskeméretet 0 0 450 C és 1000 C hőmérsékleten rögzített atomi erő mikroszkóppal (AFM) is kiszámoltuk. Az AFM képeket az 5. ábra mutatja. A részecskeméret a hőmérséklet növekedésével nő. Ábra (a)

A LaCrO3 SEM képei 4. ábra (a) szintetizált por formájában, 4. ábra (b) 5100 ° C-on, 2. ábra (c) 10000 ° C-on

- 5. ábra: A LaCrO3 AFM képei szintetizált por formájában (a) ábra, (b) ábra 450 C-on, és (c) ábra 0 ° C-on

Sanjay M. Khetre et al. Adv. Appl. Sci. Res., 2011, 2 (2): 252-259 ______________________________________________________________________________ ∆S # minden esetben negatívnak bizonyult, jelezve, hogy az átmeneti állapotban lévő molekula rendezettebb, mint az alapállapotú reagens [24] A H2O2 lebontására javasolt mechanizmus a LaCrO3 katalizálja az 1. reakcióvázlat. A H2O2 automatikusan ionizál +

LaCrO3 + H2O2 → LaCrO3 ------ H2O2 → Deprotonálás → LaCrO3 ------ OOH + H → LaCrO3 + H2O + O2 + OH A reakció: 2H2O2 (aq) → 2H2O (l) + O2 (g) 1. táblázat: A LaCrO3 által heterogén katalizátorként katalizált hidrogén-peroxidea b (T) (0C) K (min-1) E kJ/mol ∆H # (kJ/mol) #S # (JK-1mol -1) 35 bomlása 6,4x10-3 66.466 62.977 -93.57 45 1.3X10-2 55 7.89X10-2 a Hidrogén-peroxid-térfogat: 10,0 cm3 (- 5 térfogat), tömeg%, 0,036

Fém-oxid LaCrO3

2. táblázat: A heterogén katalizátor mennyiségének hatása a hidrogén-peroxid LaCrO3 katalizátorral történő lebontására

Tömeg% fajlagos reakciósebesség k (min-1) A reakció sorrendje a katalizátorhoz viszonyítva 0,09 0,0095 0,18 0,0117 0,27 0,0146 1,1 0,36 0,0182 0,45 0,0213 a a Hőmérséklet: 550 ° C hidrogén-peroxid térfogata: 10,0 cm3 (- 5 térfogat)

257 Pelagia Research Library

Sanjay M. Khetre et al. Adv. Appl. Sci. Res., 2011, 2 (2): 252-259 ______________________________________________________________________________