Isopropyyliamiinin lämpötilaohjelmoitu desorptio katalyyttien happamuuden karakterisointimenetelmänä

Thumbnail Image

Files

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
Electronic archive copy is available locally at the Harald Herlin Learning Centre. The staff of Aalto University has access to the electronic bachelor's theses by logging into Aaltodoc with their personal Aalto user ID. Read more about the availability of the bachelor's theses.
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2024-05-15

Department

Major/Subject

Kemian tekniikka ja prosessit

Mcode

CHEM3050

Degree programme

Kemiantekniikan kandidaattiohjelma

Language

fi

Pages

31

Series

Abstract

Heterogeenisilla katalyytteilla on kriittinen rooli nykypäivän kemian teollisuudessa. Katalyyttien laaja käyttö tekee niiden ominaisuuksien määrityksestä tärkeää, jotta niiden erilaisten sovelluskohteiden suunnittelu sekä optimointi voidaan tehdä mahdollisimman tarkasti. Heterogeenisten katalyyttien ominaisuuksia on yleisesti määritetty lämpötilaohjelmoidulla desorptiolla (Temperature Programmed Desoprtion, TPD). TPD on analyysimenetelmä, jolla voidaan tutkia heterogeenisten katalyyttien ominaisuuksia, jotka vaikuttavat niiden kykyyn toimia reaktioiden katalysoinnissa. Tämä kandidaatintyö suoritetaan kirjallisuuskatsauksena, jossa perehdytään heterogeenisten katalyyttien karakterisointiin TPD:llä ja tarkastellaan erityisesti isopropyyliamiinilla suoritettavaa lämpötilaohjelmoitua desorptiota (IPAm-TPD) happokatalyyttien analyysimenetelmänä. Työn alussa esitellään happokatalyyttien rakenne ja niiden toimintakykyyn vaikuttavat ominaisuudet. Tämän jälkeen käydään läpi, mihin ilmiöihin TPD perustuu menetelmänä, miten TPD-mittauksia suoritetaan ja millaisia tuloksia nämä mittaukset antavat. Lopuksi IPAm-TPD:tä vertaillaan muihin TPD-menetelmiin ja sille sopivimpia käyttökohteita esitellään. Tässä työssä osoitetaan, että IPAm-TPD:llä on selkeitä etuja muihin TPDmenetelmiin verrattuna tietyissä sovelluskohteissa. IPAm-TPD:n Brønstedselektiivisyys mahdollistaa yleisimpiä menetelmiä täsmällisemmän karakterisoinnin sellaisille happokatalyyteille, joiden katalyyttinen aktiivisuus riippuu juuri Brønsted-happamuudesta. Koska monet käytetyimmistä heterogeenisista katalyyteista kuuluvat tämän määritelmän alle, on IPAm-TPD:n mahdollistamalle tarkalle analyysille paljon mahdollisia käyttäjiä ja käyttökohteita.

Heterogeneous catalysts have a critical role in today’s chemical industry. The widespread use of catalysts makes the determination of their characteristics important so that the design and optimization of their applications can be done as accurately as possible. The characteristics of heterogeneous catalysts have been typically determined using temperature programmed desorption (TPD). TPD is an analysis technique that can be used to study the characteristics of heterogeneous catalysts that affect their ability to function in catalyzing reactions. This bachelor’s thesis is a literature review in which the characterization of heterogeneous catalysts with TPD is investigated and the temperature programmed desorption of isopropylamine (IPAm-TPD) as an acid catalyst analysis technique is examined in particular. At the beginning of the thesis the structure and performance affecting characteristics of acid catalysts are introduced. After this we will go through which phenomena TPD as a technique is based on, how TPD measurements are carried out and what kind of results these measurements yield. Finally, IPAm-TPD is compared to other TPD techniques and the most fitting applications for it are presented. In this thesis it is shown that IPAm-TPD has clear advantages compared to other TPD techniques in certain applications. The Brønsted selectivity of IPAm-TPD enables characterization of acid catalysts whose catalytic activity is specifically dependent on Brønsted acidity, that is more accurate than the most common techniques. Because many of the most commonly used heterogeneous catalyst fall under this definition there are many applications and potential users for the precise analysis enabled by IPAm-TPD.

Description

Supervisor

Aromaa, Jari

Thesis advisor

Järvinen, Ellen

Keywords

lämpötilaohjelmoitu desorptio, isopropyyliamiini, katalyytti, heterogeeninen katalyytti, happokohta

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202407305132

Collections

[kand] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM