Effect of transition metal cations on the commensurate freezing of n-hexane confined in micropores of ZSM-5

Besides its importance concerning fundamental studies on gas adsorption in narrow pores, investigation of the commensurate freezing of a fluid within a zeolite is of practical importance in the application of zeolites in the processes of adsorption, separation and catalysis. In this work, the adsorption of n-hexane on HZSM-5 and its transition metal ion-exchanged modified forms was studied at 303 K by means of microcalorimetry. The thermal molar entropies changes of adsorption were calculated and thereby, the freezing-like behaviour of n-hexane inside the structure of the zeolite as a confinement media was noticed. This effect is governed by the attractive interactions between n-hexane molecules and the pore walls, and is influenced by the length of the pores and the nature of the charge-balancing cations. Among the investigated zeolites, a solid-like phase of n-hexane in the pores of zeolites with Fe(II) ions was the most similar to solid bulk n-hexane, while Cu(II) ions contributed to the lowest ordering of the obtained solid-like n-hexane phase

Quantifying acidity and basicity of oxides: a calorimetric approach

Given the great many applications of heterogeneous acid-base catalysis, the acidity and basicity of solid oxide catalysts (non-porous, such as ceria, zirconia or titania, or porous, such as zeolites) are considered crucial, among various characteristics which influence their performance. Namely, the concentration of acid/basic sites, their nature and their strengths are the most important parameters. Different methods are routinely being applied in the study of acidity/basicity, most often infrared spectroscopy and temperature programmed desorption. However, in terms of exact quantitative data on acidic/basic site strength distributions, a calorimetric method stands out as exceptional. It is designed to simultaneously record adsorption isotherms of basic (NH3) or acidic (SO2) probe molecules and the related thermal effects, via coupling of a calorimeter and a calibrated volumetric line equipped with pressure gauges. Microcalorimetric-volumetric measurements of adsorption yield several sets of results: the total number of sites (µmol/g), the concentration of irreversibly adsorbed probe molecules (number of “strong” sites, µmol/g), integral heats of adsorption (J/g) and differential heats of adsorption (kJ/mol), i.e. the distribution of strengths of the acid/basic sites. Examples of these unique results, which provide a fully quantitative image of acidity/basicity of oxide materials, unparalleled by any other technique, will be presented.X Serbian Ceramic Society Conference - Advanced Ceramics and Application : new frontiers in multifunctional material science and processing : program and the book of abstracts; September 26-27, 2022; Belgrad

Synthèse par dépôt en couche mince, caractérisation et applications catalytiques de matériaux à base d'oxydes de vanadium, titane et silicium

Le dépôt en couche mince ou " atomic layer deposition " (ALD), une technique basée sur des réactions gaz-solide, a été appliqué pour synthétiser des matériaux tels que V2O5/SiO2, V2O5/TiO2 et V2O5/TiO2/SiO2. Des solides homologues ont été préparés par imprégnation conventionnelle. Les catalyseurs ont été caractérisés par BET, DRX, XPS, RTP, microscopie électronique, spectroscopies IR, UV-vis, Raman, microcalorimétrie d'adsorption, et testés en réactions de déshydrogénation et d'oxydation sélective. La dispersion, la structure superficielle et la cristallinité de la phase active ont été fortement affectées par la méthode de préparation et la nature du support, en faveur des catalyseurs ALD. Le dépôt en phase gazeuse a permis d'améliorer la réductibilité des catalyseurs ainsi que d'obtenir des caractéristiques acido-basiques de surface et des propriétés catalytiques plus intéressantes, comparativement aux catalyseurs imprégnés.LYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF

CaCl2/bentonite composite: water sorption capacity and kinetics for heat storage applications

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Synthèse et caractérisation de catalyseurs à base d'oxyde d'étain et de gallium

L'oxyde de Gallium et l'oxyde d'étain supportés ont des performances intéressantes dans la réduction sélective des NOx par des hydrocarbures (HC-SCR) en excès d'oxygène. L'adsorption des réactifs dans le cas des oxydes métalliques est reliée à leurs propriétés acido-basiques. Notre travail consiste dans l'étude des propriétés acido-basiques et oxydo-réductrices de ces deux oxydes supportés sur alumine-g et oxyde de titane (anatase). Notre but a été de montrer l'influence de la nature du support et de la teneur en oxyde métallique ajouté sur l'adsorption de diverses molécules (NH3, SO2, NO2, H2O, NO, O2, C2H4). Les propriétés superficielles de nos catalyseurs ont été caractérisées par plusieurs techniques. La microcalorimétrie couplée à la volumétrie a permis de mesurer la concentration, la force et la distribution des sites d'adsorption. La spectroscopie photoélectronique à rayonnement X (XPS) et la spectroscopie infrarouge en transformée Fourier (IRTF) ont permis l'identification de la nature des sites d'adsorption. Les propriétés rédox de nos matériaux ont été caractérisées par thermogravimétrie couplée à la microcalorimétrie à balayage (TG-DSC) et par réduction et oxydation en température programmée (TPR-TPO). Enfin nous discutons la performance de certains de nos catalyseurs dans la réduction sélective des NOx par le propène en absence et en présence d'eau en fonction de leurs propriétés acido-basiques.LYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF

Étude de la réactivité de surface de solides poreux à base de silice

Four zeolites with different topologies (H-MCM-22, H-BETA, H-ZSM-5 and clinoptilolite) and nine mesoporous solids (silica-alumina, MCM-41, SBA-15 and Al-SBA-15 with various Si/Al ratios) were investigated in relation to their capacity to be used as adsorbents for depollution of the contaminated air or waste water. The structural properties were determined by XRD, nitrogen adsorption-desorption isotherms, chemical analysis, SEM, 27Al and 29Si NMR, IR-TF, and XPS. The acidity of the solids was checked by adsorption calorimetry using NH3 and pyridine as probe molecules and by liquid phase calorimetry using aniline as probe. In this last case, n-decane was used as solvent. The IR-TF of pyridine adsorption and the XPS of NH3 adsorption completed the results obtained by microcalorimetry. Five polluting molecules were adsorbed on the solids. Two of them (nicotine and phenol) were adsorbed in liquid phase and the other three (methyl ethyl ketone, propionaldehyde and acetonitrile) were adsorbed in gas phaseQuatre zéolithes présentant des topologies différentes (H-MCM-22, H-BETA, H-ZSM-5 et clinoptilolite) et neuf solides mésoporeux (silice-alumine, MCM-41, SBA-15 et Al-SBA-15 avec différents rapports Si/Al) ont été étudiés du point de vue de leur capacité à être utilisés comme adsorbants pour la dépollution de l air contaminé et d eaux usées. Leurs propriétés structurales ont été déterminées par DRX, isothermes d adsorption-désorption d azote, analyse chimique, MEB, RMN de 27Al et 29Si, IR-TF et XPS. L acidité de ces solides a été vérifiée par calorimétrie d adsorption en utilisant NH3 et la pyridine comme molécules sondes et par calorimétrie en phase liquide en utilisant l aniline comme sonde. Dans ce dernier cas, le solvant utilisé a été le n-décane. L IR-TF d adsorption de la pyridine et l XPS d adsorption de NH3 ont complété les résultats obtenus par microcalorimétrie. Cinq molécules polluantes ont été adsorbées sur ces solides. Deux d entre elles (nicotine et phénol) ont été adsorbées en phase aqueuse et les trois autres (méthyl éthyl cétone, propionaldéhyde et acétonitrile) ont été adsorbées en phase gazeuseLYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF

Reforming and synthesis of dimethoxymethane and dimethyl ether for H2 production

Ce travail est lié au sujet "Energies Propres". Le diméthoxyméthane (DMM) a un fort potentiel de stockage d hydrogène comme source pour des applications mobiles du fait de son contenu élevé en hydrogène et de sa non toxicité. Il a été montré que le DMM peut être reformé à 100% pour produire de l hydrogène sur un catalyseur complexe formé d un solide acide tel que Nb2O5 ou du phosphate de niobium (NbP) associé à un catalyseur de type CuZnO/Al2O3. D autre part, des catalyseurs V2O5/NbP et V2O5/TiO2 SO42- ont été préparés et évalués dans la réaction d oxydation sélective du méthanol en DMM. Les propriétés acides et redox de surface de ces catalyseurs ont été corrélées à leur performance catalytique. Les propriétés d adsorption de Nb2O5 et NbP, testés en réaction de déshydratation du méthanol, ont été aussi évaluéesThis work is related to the subject "Clean Energy". Dimethoxymethane (DMM) is a suitable H2 storage material for mobile application due to its high H2 content and non-toxicity. It was found that DMM can be 100% reformed to produce H2 on a complex catalyst composed of an acid component such as Nb2O5 or niobium phosphate (NbP) combined with CuZnO/Al2O3 catalyst. Moreover, V2O5/NbP and V2O5-TiO2-SO42- catalysts were prepared and evaluated in the reaction of selective oxidation of methanol to DMM. The surface acidic and redox properties of V2O5-TiO2-SO42-were correlated to the reactive performance of the catalysts. The adsorption properties of Nb2O5 and NbP used in methanol dehydration reaction were also studiedLYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF

Bi doped CeO 2 oxide supported gold nanoparticle catalysts for the aerobic oxidation of alcohols

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