Investigation of surface phenomena on solid catalysts by simultaneous thermogravimetry and DTA

Abstract

Thermogravimetry, together with DTA, was used to investigate sorption phenomena and surface reactions on solid catalysts. The measurements were carried out with NaX and X-type cation-exchanged zeolites and silica-alumina (Ketjen) treated with sodium hydroxide, in the presence of such hydrocarbons as isobutane, isobutene, heptane, cyclohexane, benzene, toluene, ethylbenzene, cumene,n-propylbenzene,tert-butylbenzene, biphenyl and naphthalene. On the basis of the quantitative results, it is possible to give an interpretation of the surface phenomena and to prove the existence of various active centres on the surfaces of the catalysts.

Résumé

Application de la TG et de l'ATD à l'étude des phénomènes de sorption et des réactions de surface sur des catalyseurs solides. Les mesures ont été effectuées à l'aide de zéolites échangeuses cationiques de type NaX, X ainsi qu'à l'aide de gels silice-alumine “Ketjen” traités par NaOH en présence des hydrocarbures suivants: isobutane, isobutène, heptane, cyclohexane, benzène, toluène, éthylbenzène, cumène,n-propylbenzène,tert-butylbenzène, diphényle, naphtalène. Les résultats quantitatifs permettent de donner une interprétation des phénomènes de surface et d'établir l'existence de divers centres actifs à la surface des catalyseurs.

Zusammenfassung

Die Thermogravimetrie wurde zusammen mit der DTA-Methode zur Untersuchung von Sorptionserscheinungen und Oberflächenreaktionen an festen Katalysatoren eingesetzt. Die Messungen wurden an NaX, an Kationenaustauscherzeoliten des Typs X und an Silika-Aluminiumoxid “Ketjen” durchgeführt, welche mit Natriumhydroxid in Gegenwart der Kohlenwasserstoffe Isobutan, Isobuten, Heptan, Cyclohexan, Benzol, Toluol, Äthylbenzol, Kumol,n-Propylbenzol,tert. Butylbenzol, Diphenyl und Naphthalin behandelt worden waren. Aufgrund quantitativer Ergebnisse ist es möglich die Oberflächenerscheinungen zu deuten und das Vorliegen verschiedener aktiver Zentren an der Katalysatorenoberfläche zu beweisen.

Резюме

Совместно с методом DTA, была использована термогравиметрия дл я исследования явления сорбции и пов ерхностных реакций н а твердых катализатор ах. Измерения были проведены с кати он-обменными цеолита ми типа NaX и X, а также с кремний-алюм иниевыми гелями типа «Кетьен», обработанных едким натром в присутствии таких углеводородов, как изобутан, изобуте н, гептан, циклогексан, бензол, толуол, этилбе нзол, кумол, н-пропилбензол, трет-бутилбензол, диф енил и нафталин. На основани и количественных результатов, стало во зможным дать интерпретацию повер хностного явления и доказать существова ние различных активн ых центров на поверхности катализ аторов.