I'm doing temperature-programmed desorption experiments on some acidic catalysts to measure the strength of acidic sites. I wonder if there is any difference between using ammonia and carbon monoxide for such experiments.
ammonia is strong hard base and CO is weak soft base. Ammonia give all the basic sites present irrespective of its contribution to active catalytic site. Use of CO should be avoided unless you have a fully equipped lab to use CO ( human tolerance limit 30 ppm).
And also be careful about possible dissociation of ammonia on your active sites. nitrogen atom have a tendency to dissociate (NH3 -> NH2- + H+ ) and adsorb on both acidic and basic sites this might be important depending on the kinds of solids and the adsorption condition.
You can find more than you might need from this book.
New solid acids and bases: their catalytic properties, Kozo Tanabe
Right now using CO is our only option. We recently installed CO detection sensors in our lab. We should do the same for NH3 if we want to use this gas, which will costs us so much. So in general CO will do a good job in TPD compared to NH3, right?
If I am not mistaken, using ammonia one can determine general acidity of catalysts. Applying this method it is impossible to determine amount of Lewis and Bronsted acidic centers alone.
1.Действительно,аммиак способен сорбироваться (десорбироваться) и на L- и на B-центрах,поэтому по десорбционной кривой Вы определяете суммарную "кислотность по аммиаку".Если есть спектральные литературные данные (а их море....) ,Вы можете предположительно по температурам десорбции оценить их отдельно из соотв. экспериментов
2.Более сложный вопрос ,зависящий от постановки эксперимента....А что Вы регистрируете? Если,как обычно, в качестве детектора катарометр ,а не масс-спектрометр,то надо разобраться с дегидратацией-дегидроксилированием образцов,дающими вклад в регистрируемый сигнал.Не говоря уже о выделении воды при множественных фазовых переходах в оксидно-алюминиевых системах,с которыми Вы,похоже,работаете.
3.А будут ли в Ваших условиях эксперимента L-центры? Если по реакции генерируется вода,то она диссоциирует и даёт бренстедовские. Ваш реактант должен либо обменяться с таким центром функциональными группами,чтобы работала имено льюисовская кислотность,либо Вы будете иметь дело с бренстедовской....
4.Обязательным методическим условием является исследование именно Вашего работающего катализатора,активированного в реальных условиях предобработки перед катализом.Иначе всё меняется кардинально и модельные соединения (ингридиенты композита) -только в качестве подсказок
5.Очень сильные спектральные работы по кислотности у Е.А.Паукштиса (ИК СО РАН) и его группы,множестве аспирантов.У него очень давно и подробно изучены различные зонды,которые,кстати, сами :) оказывают влияние на тестируемую поверхность
With NH3-TPD, you can only measure the amount of acidic sites and strength of the acidic sites, but you can not distinguish if these sites are Lewis or Bronsted sites. The L or B sites could be determined by IR spectra of pyridine chemisorption