Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych nowe możliwości badawcze

Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych nowe możliwości badawcze Ewaryst Mendyk Grzegorz Słowik Witold Zawadzki Michał Rawski Krzysztof Skrzypiec Andrzej Machocki * Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych - nowe możliwości badawcze * Lublin - 9.II.015

Mikroskopy elektronowe w Laboratorium Analitycznym A Mikroskop skaningowy Phenom World Mikroskop skaningowy DualBeamQuanta 3D FEG Mikroskop transmisyjny FEI Titan 3 G 60-300 www.lab.umcs.lublin.pl

Techniki mikroskopii elektronowej EDS Dyfrakcja elektronów TEM STEM EELS, EFTEM Oddziaływanie elektronów z materią

Mikroskopia transmisyjna - porównanie TEM/STEM Katalizator reformingu parowego metanolu: 30Pt/carbon A TEM powiększenie STEM www.lab. umcs.lublin.pl

Frequency Mikroskopia transmisyjna - TEM/STEM 30 0 daverage = 1.5 nm Katalizator reformingu parowego metanolu 3Pt/TiO 10 0 0 0,5 1 1,5,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 Particle size [nm] A TEM STEM www.umcs.lublin.pl

Mikroskopia transmisyjna - obrazowanie TEM/STEM Adsorbenty mezoporowate SBA SBA (pure) TEM Widok z góry A Widok z boku SBA z nanocząstami Ag STEM www.lab. umcs.lublin.pl

Katalizator K10Co/CeO - Dyfrakcja elektronów TEM image in bright field 1 (ring) 16 (ring) Electron diffraction Ring Distance [Å] Phases hkl 1 3.15 CeO 111.703 CeO 00 3.451 Co 3 O 4 311 4.0 Co 3 O 4 400 5 1.914 CeO 0 6 1.657 Co 3 O 4 4 7 1.630 CeO 311 8 1.560 Co 3 O 4 /CeO 511/ 9 1.430 Co 3 O 4 440 10 1.350 CeO 400 11 1.41 CeO 331 1 1.3 Co 3 O 4 6 13 1.104 CeO 4 14 1.04 CeO 511 15 0.957 CeO 440 16 0.915 CeO 531 1 0 n m - ¹

Frequency Katalizator K10Co/CeO. Dyfrakcja elektronów z przesłoną selektywną (SA) Co 3 O 4 krystality 60 50 40 30 0 10 0 D śr = 11.6 nm 0 4 6 8 10 1 14 16 18 0 4 6 8 Particle size [nm] Obraz TEM w ciemnym polu dystrybucja krystalitów Co 3 O 4

Katalizator reformingu parowego metanolu: 15Pd/ZnO15Cr Identyfikacja fazowa CrO3 (300) 1.4 Å CrO3 (104).66 Å A ZnO (101).47 Å Pd (311) 1.17 Å ZnCrO4 (311).5 Å PdZn (111).1 Å ZnCrO4 (111) 4.78 Å CrO3 (104).66 Å ZnO (110) 1.6 Å HR TEM FFT www.cnf.umcs.lublin.pl

Analiza strukturalna katalizatora K10Co/CeO T E M H R T E M H R T E M Co 3 O 4 maska F F T CeO www.umcs.lublin.pl

Analiza strukturalna katalizatora K10Co/CeO CeO Co 3 O 4 n o ś n i k F a z a a k t y w n a

Analiza strukturalna katalizatora K10Co/CeO Nośnik (CeO ) Faza aktywna (w formie - Co 3 O 4 ) O termination: Obliczenia energii powierzchniowej wykazały, że struktura warstwy wierzchniej typu O-Ce-O, zakończona tlenem jest bardziej stabilna niż Ce- O-Ce. - O -, - Co +, - Co 3+. www.umcs.lublin.pl

Katalizator reformingu parowego metanolu: 15Pd/ZnO15Cr Identyfikacja fazowa A ZnO (110) : 1.6 Å Cr O 3 (300) : 1.4 Å Cr O 3 (104) :.66 Å ZnO (101) :.47 Å ZnCr O 4 (111) : 4.78 Å PdZn (111) :.19 Å Pd(311) : 1.17Å ZnCr O 4 (311) :.5 Å www.cnf.umcs.lublin.pl

Katalizator reformingu parowego etanolu K10Co/CeO po 33h pracy (H O:EtOH = 9:1 mol/mol) Badania depozytu węglowego - dezaktywacja katalizatora T E M Włókno węglowe FFT

Katalizator reformingu parowego etanolu K10Co/CeO - po 33h pracy (H O:EtOH = 9:1 mol/mol) Badania depozytu węglowego - dezaktywacja katalizatora A A Powłoki węgla Depozyt węglowy otacza nanocząstki katalizatora Transformata FFT obrazu A

Zastosowanie mikroskopii elektronowej w katalizie - jakościowa i ilościowa mikroanaliza rentgenowska EDS Katalizator reformingu parowego etanolu K10Co/CeO S E M STEM W i d m o T E M E D S Element Weight % Atomic % Uncert. % Co(K) 8.50 7.45 0.1 K(K) 1.53.0 0.04 Ce(K) 69.91 5.78 1.11 O(K) 0.04 64.73 0.3

Katalizator K10Co/CeO - Mikroanaliza STEM/EDS Ce Ce+O Co K O Ce+Co+O Ce+Co Ce+K

Badania katalizatora K10Co/CeO po 33h pracy reformingu parowego etanolu (H O:EtOH = 9:1) - Mapowanie chemiczne Badanie depozytów węglowych O b r a z S T E M 1 (pierścień) S T E M - E D S C+Ce+Co

Katalizator świeży K9.9Co0.1Ni/CeO - K9.0Co1.0Ni/CeO Mapowanie chemiczne STEM/EDS Ce+Co Ce+Ni Co 1 (pierścień) 1 (pierścień) Ce+Co+Ni Co+Ni Ce 16 16 (pierścień) Co+O Ce+O Ce+Co+O O Ni K 1 1 (pierścień) (pierścień)

Katalizator K9.9Co0.1Ni/CeO - K9.0Co1.0Ni/CeO po reformingu parowym 4h: (1:1 H O:EtOH mol/mol) - Mapowanie chemiczne STEM-EDS Badanie depozytu węglowego A C+Co+Ni C+Co C+Ce+Co+Ni Co Ni Co+Ni S T E M - E D S C+Ce+Co C K O Co+Ce Co+Ni Co Ni Ce K O C+Co+Ni C

Katalizator reformingu parowego metanolu: 15Pd/ZnO15Cr Mapowanie chemiczne STEM-EDS Cr O A Pd Zn Cr+Zn Zn+O Cr+Pd+Zn Pd+Zn

Mikroskop elektronowy TITAN - mini Galeria Nanorurki węglowe - wielościenne Monokryształ arsenku galu - GaAs

Mikroskop skaningowy Phenom World - przykłady zastosowania A Liść Antybiotyk katalizator Mikrowłókno Odnóże komara Wełna mineralna koniec włosa katalizator

Mikroskop skaningowy DualBeam Quanta 3D FEG Kolumna elektronowa SEM/STEM Kolumna jonowa FIB GIS Pt Manipulator Omniprobe Dyfrakcja EBSD Analizator EDX Komora próbek

Mikroskop Quanta 3DFEG. Mikroanaliza rentgenowska SEM/EDS Widmo EDX Obraz SEM i mikroanaliza punktowa Element W% At % C 4.07 10.39 O.44 43.0 Na 0.70 0.94 Mg 0.60 0.75 Al 4.7 5.36 Si 4.8 4.67 K 0.31 0.5 Ca 0.43 0.33 Ti 0.09 0.06 Fe 61.88 33.99 Ni 0.18 0.09 Cu 0.16 0.08 Zn 0.13 0.06 Total 100.00 100.00

Mikroskop Quanta 3D FEG. Mikroanaliza rentgenowska SEM/EDS obraz SEM C O Na Mg Al Si P S K Ca Ti Średni skład ilościowy Element W% At % C 1.99 33.57 O 36.10 41.36 Na 0.47 0.38 Mg 0.89 0.67 Al 10.90 7.41 Si 16.57 10.8 P 0.06 0.04 S.15 1.3 Cl 0.06 0.03 K.10 0.99 Ca 5.07.3 Ti 0.41 0.16 Cr 0.04 0 0.01 Mn 0.04 0.01 Fe.89 0.95 Ni 0.05 0.0 Zn 0.0 0.06 Total 100.00 100.00 Fe Ni Zn SEM+Zn Mapowanie chemiczne. Dystrybucja pierwiastków na powierzchni glinokrzemianu

Mikroskop skaningowy Quanta 3D FEG. Mikroanaliza EDS A Stop eutektyczny: Fe-Mn-C-B-Si-Ni-Cr. Mikroanaliza liniowa (line scan) Mikroanaliza punktowa www.lab.umcs.lublin.pl

Mikroskop skaningowy Quanta 3D FEG - przykłady zastosowania A Adsorbent węglowy Bacterium E. coli Mech Lamela (FIB) Nektarnik www.lab.umcs.lublin.pl Sztuczne łzy Święta B.N. (FIB) Pogromcy duchów logo (FIB) www.lab.umcs.lublin.pl

Dyfrakcja rentgenowska - reflektometria Reflektometria umożliwia nieniszczące pomiary gęstości, grubości i chropowatości warstw powierzchniowych. Oprogramowanie umożliwia automatyczną symulację kształtu i dopasowania krzywej pomiarowej A Pomiar grubości warstw Typowa Konfiguracja dyfraktometru

Dyfrakcja rentgenowska - reflektometria A www.lab umcs.lublin.pl

Dyfrakcja rentgenowska - reflektometria Kąt padania 0.deg głębokość penetracji 60 nm ok. Ni 00Å na Si A Kąt padania 0,6deg głębokość penetracji ok. 700Å 60 nm Ni 100 nm Au Źródło: Michał Leszczyński: Instytut Niskich temperatur PAN Typowe materiały: Amorficzne Polikrystaliczne warstwy epitaksjalne zakres pomiaru grubości: od 0,5nm do 1000 nm Zakres chropowatości: od 0,1 do ok 3 nm Zakres pomiary gęstości: wysoka gęstość warstw może uniemożliwiać pomiar przykrytych warstw wymagana duża różnica gęstości sąsiednich warstw www.lab umcs.lublin.pl

Dyfrakcja rentgenowska - metoda niskokątowego rozpraszania SAXS Pomiar wielkości cząstek TiO A Korekta krzywej rozpraszania Lampa Rozkład wielkości cząstek, R śr. = 48Å kolimator próbka detektor holder

Dyfrakcja rentgenowska - metoda niskokątowego rozpraszania SAXS SiO A Rozkład wielkości porów w próbkach krzemionki PMMA+SiO Rozmiar nanocząstek koloidalnych www.lab umcs.lublin.pl

Badania procesu redukcji katalizatora palladowego metodą dyfrakcji rentgenowskiej w komorze reakcyjnej XRK 900 (Anton Paar) Wielkość krystalitów PdZn obliczona na podstawie wyników redukcji wodorem w komorze reakcyjnej XRD z zależności Warrena - Scherrera Temperatura ( o C) Wielkość krystalitów PdZn (nm) 50 + 300 ++ 350 7,7 400 1,1 450 14,0 500 15,7 B1 B Katalizator palladowy. Proces in-situ redukcji wodorem w komorze do badań XRPD. źródło: Witold Zawadzki Zakład Technologii Chemicznej UMCS

Analiza fazowa ilościowa. Metoda Rietvelda Counts I Etap- analiza fazowa (baza ICCD PDF4+) 1-01-14A-p1 Rutile, syn 18.4 % Eskolaite, syn 9.4 % Zincite, syn 7. % Counts II Etap- dopasowanie dyfraktogramów 1-01-14A-p1 Rutile, syn 18.4 % Eskolaite, syn 9.4 % Zincite, syn 7. % 40000 40000 0000 0000 0 30 40 50 60 70 80 90 100 Position [ Theta] (Copper (Cu)) 0 30 40 50 60 70 80 90 100 Position [ Theta] (Copper (Cu)) Peak List Ti O; 01-089-8303 Cr O3; 04-009-109 Zn O; 04-009-7657 4000 000 0-000 -4000 www.cnf.umcs.lublin.pl No Ref. Code Score Compound Name Chemical Formula Mineral Name SemiQaunt [%] 1 01-089-8303 7 Titanium Ti O Rutile 18,4 Oxide 04-009-109 31 Chromium Cr O 3 Eskolaite 9,4 Oxide 3 04-009-7657 83 Zinc Oxide Zn O Zincite 7,

Mikroskopia Sił Atomowych Wysokiej Rozdzielczości ScanAsyst-HR Większa szybkość skanowania została osiągnięta przez przeniesienie modulacji Peak Force Tapping z głównego skanera do dodatkowego piezo Z - skanera w holderze sondy skanującej oraz zwiększenie częstości modulacji. Takie rozwiązanie rozszerza pasmo sprzężenia zwrotnego Peak Force Tapping i umożliwia bardzo szybkie skanowanie nawet dużych obszarów bez utraty wysokiej rozdzielczości A holder ScanAsyst-HR Sonda (igła) ScanAsyst-Air-HR (Bruker) Tip radius: 10 +/- 5nm Freq: 130 +/- 30 khz k: 0.4 +/- 0. N/m Length: 60 µm * Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych - nowe możliwości badawcze * Lublin - 9.II.015 www.cnf.umcs.lublin.pl

Mikroskopia Sił Atomowych Wysokiej Rozdzielczości ScanAsyst-HR Tapping 1Hz ~4.5 minut ScanAsyst-HR 10 Hz ~30 second * Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych - nowe możliwości badawcze * Lublin - 9.II.015 www.lab.umcs.lublin.pl

Mikroskopia Sił Atomowych Wysokiej Rozdzielczości ScanAsyst-HR bakterie E. coli JM 83. Zdjęcie wykonane metodą ScanAsyst-HR. Rozmiar skanu: 30 μm x 30 μm. Rozdzielczość obrazu: 1536x1536 pikseli. Częstotliwość skanowania: 0,5 Hz. Szybkość skanowania: 30 μm/s * Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych - nowe możliwości badawcze * Lublin - 9.II.015 www.cnf.umcs.lublin.pl

Mikroskopia Sił Atomowych PeakForce QNM Membrana grafen Folia HDPE www.lab.umcs.lublin.pl * Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych - nowe możliwości badawcze * Lublin - 9.II.015

Mikroskopia Sił Atomowych - mini Galeria www.lab.umcs.lublin.pl * Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych - nowe możliwości badawcze * Lublin - 9.II.015

Mikroskop metalograficzny: Nikon Eclipse MA 00M www.lab.umcs.lublin.pl * Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych - nowe możliwości badawcze * Lublin - 9.II.015

Mikroskop metalograficzny: Nikon Eclipse MA 00M Membrana grafen. Moduł EDF (Extended Depth of Field) * Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych - nowe możliwości badawcze * Lublin - 9.II.015

Profilometr optyczny Bruker-Veeco Contour-GT-K1 Płytka kalibracyjna Chropowatość Falistość Tekstura Profile Grubość warstw transparentnych * Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych - nowe możliwości badawcze * Lublin - 9.II.015

Analizator AutoChem II 90 (Micromeritics) do metod temperaturowo-programowanych wszystkie znane i stosowane dynamiczne techniki temperaturowo-programowane z udziałem gazów i par: TPD, TPR, TPO, TPReaction, itp. temperatura programowana od -100 o do 1100 o C (0,1-50 C/min.) układy dozowania gazów i par detektory: TCD oraz MS (Hiden HPR-0 Research Grade) programowanie eksperymentów, automatyczne sterowanie, kontrola oraz zbieranie i obróbka danych Informacje o: rozkładzie i sile miejsc aktywnych o różnej reaktywności i aktywności katalitycznej (heterogeniczność powierzchni) reaktywności ciał stałych w atmosferach redukujących, utleniających, innych gazów i par reaktywności depozytów węglowych utworzonych w reakcjach z udziałem związków organicznych na katalizatorach kierunku i intensywności przemian chemicznych chemisorbowanych reagentów i produktów przejściowych E. Mendyk. WKS. Lublin, 6-7 luty 01 r. kwasowości i zasadowości powierzchni ciał stałych (katalizatorów i adsorbentów) * Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych - nowe możliwości badawcze * Lublin - 9.II.015

Analizator AutoChem II 90 (Micromeritics) do metod temperaturowo-programowanych CO and CO desorbed (ppm) CO and CO desorbed (ppm) TPR TPD metanolu PdZn/ZnO ZnO TPO 50 00 150 Co/ZrO CO CO 50 00 150 KCo/ZrO CO CO 100 50 0 0 100 00 300 400 500 Temperature ( o C) 100 50 0 TPD tlenku węgla 0 100 00 300 400 500 Temperature ( o C) * Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych - nowe możliwości badawcze * Lublin - 9.II.015

System aparaturowy do badań katalizatorów i reakcji katalitycznych metodami izotopowymi adaptowana wg naszego projektu jednostka PID Eng&Tech Microactivity Reference Catalytic Reactor spektrometr mas Hiden HPR-0 Research Grade, do 00 amu czterokanałowy mikrochromatograf Agilent 490-GC programowanie eksperymentów, automatyczne sterowanie i kontrola parametrów reakcji, automatyczne dozowanie on-line analizowanych próbek oraz zbieranie i obróbka danych Informacje o katalizatorach i reakcjach katalitycznych: liczba i różnorodność miejsc aktywnych na powierzchni pracujących katalizatorów i ich rzeczywista aktywność powierzchniowe stężenie przejściowych cząsteczek (species) prowadzących do produktów reakcji w jej stanie stacjonarnym czas życia reagentów, produktów i przejściowych species wymiana atomów pomiędzy reagentami z fazy gazowej i katalizatorem oraz związkami chemicznymi na jego powierzchni udział tlenu z sieci krystalicznej tlenkowych nanomateriałów katalitycznych w przemianach reagentów sekwencja przejściowych etapów reakcji na powierzchni nanomateriałów katalitycznych w jej stanie stacjonarnym * Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych - nowe możliwości badawcze * Lublin - 9.II.015

ZNORMALIZOWANE STĘŻENIE TLENU ZNORMALIZOWANE STĘŻENIE DWUTLENKU WĘGLA System aparaturowy do badań katalizatorów i reakcji katalitycznych metodami izotopowymi ZNORMALIZOWANE STĘŻENIE TLENU Powierzchniowe stężenie tlenu oraz dwutlenu węgla [µmol/g] Średni czas życia tlenu oraz dwutlenku węgla [s] powierzchnia katalizatora w stacjonarnym stanie reakcji utleniania metanu 1,0 0,8 0,6 0,4 0, Ar C 16 O 18 O C 18 O 435 o C C 16 O metoda SSITKA Steady State Isotopic Transient Kinetic Analysis 16 O CH 4 czas życia tlenu i dwutlenku węgla 0 00 180 160 140 10 100 80 60 40 0 16 O 16 O 18 O C 16 O C 16 O 18 O 0 300 350 400 450 500 Temperatura [ o C] 0,0 0 100 00 300 400 CZAS (sekundy) 1,0 0,8 0,6 0,4 Ar 16 O 18 O 0, 16 O 18 O 0,0 0 100 00 300 400 CZAS (sekundy) 18 O 1,0 0,8 0,6 0,4 0, Ar 16 O 18 O 435 o C 900 o C 16 O 18 O 0,0 0 100 00 300 400 500 600 CZAS (sekundy) stężenia 16 O, 16 O 18 O, C 16 O i C 16 O 18 O 100 1000 800 600 400 00 0 300 350 400 450 500 Temperatura [ o C] 16 O 16 O 18 O C 16 O C 16 O 18 O * Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych - nowe możliwości badawcze * Lublin - 9.II.015

katalityczne systemy reaktorowe (PID Eng&Tech) z chromatografami (Bruker, Agilent) dwa systemy PID Microactivity Reference Catalytic Reactor wymienne reaktory katalityczne z piecem rurowym do 950 o C układy niezależnego dozowania 6 gazów i par reakcyjnych termostat (hot-box) zapobiegający kondensacji trudno-lotnych surowców i produktów reakcji zestawy wielokanałowych chromatografów 450-GC i 430-GC oraz mikrochromatografów 490-GC programowanie procedur badawczych, zautomatyzowane sterowanie i kontrola parametrów reakcji, automatyczne dozowanie on-line analizowanych produktów oraz zbieranie i obróbka danych Do badań aktywności i selektywności heterogenicznych nanomateriałów katalitycznych w reakcjach chemicznych Kilka systemów reaktorowych zapewnia istotne przyspieszenie badań idealne do długotrwałych badań stabilności właściwości katalizatorów w czasie procesu chemicznego badanie różnych katalitycznych procesów chemicznych w tym samym czasie * Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych - nowe możliwości badawcze * Lublin - 9.II.015

Selektywność (%) Selektywność (%) Selektywność (%) Selektywność (%) Konwersja (%) katalityczne systemy reaktorowe (PID Eng&Tech) z chromatografami (Bruker, Agilent) Selektywność (%) Selektywność (%) Selektywność (%) Konwersja (%) Selektywność (%) Selektywność (%) Konwersja (%) 100 98 96 94 9 90 88 86 84 8 80 reforming parowy etanolu optymalna temperatura H 0 18 16 14 1 10 8 6 4 0 1KCoCe/ZrO 1KCo/ZrO 1KCo/Ce 0.6 Zr 0.4 O 1KCo/Ce 0.75 Zr 0.5 O 1KCo/CeO CH 3 CHO 350 400 450 500 550 600 350 400 450 500 550 600 Temperatura ( o C) Temperatura ( o C) 95 10010 CO (CH 3 ) CO 90 EtOH 90 80 8 85 70 1KCo/ZrO 6 60 80 50 40 4 75 30 70 0 H O 10 65 0 0 350 400 450 500 550 600 0 350 4006 450 8 10 5001 550 14 160018 0 4 Temperatura ( o C) Temperatura Czas reakcji ( o C) (h) 14 10014 CO CH 90 4 1 1 80 H 10 7010 CO 8 60 8 50 1KCo/ZrO 6 40 6 4 30 4 CH 0 CO 3 CHO (CH 3) CO CH 4 10 0 0 0 350 400 450 500 550 600 0 350 400 4 6 450 8 10 5001550 14 16 60018 0 4 Temperatura ( o C) Temperatura ( o C) Czas reakcji (h) 100 90 80 70 60 50 40 30 0 10 0 100 90 80 70 60 50 40 30 0 10 0 EtOH H O KCo/ZrO 0 4 6 8 10 1 14 16 18 0 4 Czas reakcji (h) CO stabilność właściwości katalizatorów reforming parowy metanolu H CO 0 4 6 8 10 1 14 16 18 0 4 Czas reakcji (h) reforming parowy etanolu KCo/ZrO CH CH 3 CHO (CH 3) CO 4 100 90 80 70 60 50 40 30 0 10 0 100 90 80 70 60 50 40 30 0 10 0 EtOH H O KCo/CeO 0 10 0 30 40 50 60 70 80 90 100 Czas reakcji (h) CO CH 4 H CO CH 3 CHO KCo/CeO 0 10 0 30 40 50 60 70 80 90 100 Czas reakcji (h) * Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych - nowe możliwości badawcze * Lublin - 9.II.015

System analizatora termograwimetrycznego DynTHERM MP-ST (Rubotherm) gaz korozyjny waga oddzielona od przepływowej części reaktorowej, zakres zmian masy 0-10 g, rozdzielczość 1 μg, automatyczna korekcja zera wagi ciśnienie od próżni 0 mbar do 40 bar temperatura od RT do 1100 o C (izotermicznie lub programowane zmiany temperatury) układy dozowania gazów i par (pod niskim i wysokim ciśnieniem) spektrometr masowy do analizy produktów reakcji chemicznych programowanie eksperymentów, automatyczne sterowanie i kontrola parametrów reakcji oraz zbieranie i obróbka danych Do badań in-situ zjawisk, którym towarzyszą zmiany masy, np. tworzenie depozytów węglowych na nanomateriałach katalitycznych w reakcjach chemicznych utlenianie, korozja, redukcja i rozkład materiałów zjawiska sorpcyjne w realnych, złożonych atmosferach i warunkach reakcyjnych (temperaturze, ciśnieniu i przepływie gazów i par) z jednoczesną informacją o zmianie składu fazy gazowej i lotnych produktach reakcji chemicznych * Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych - nowe możliwości badawcze * Lublin - 9.II.015

asy (%) Zmiana masy (%) Zmiana masy (%) Zmiana masy (%) Zmiana masy (%) Zmiana masy (%) Differential weight change Catalyst weight change (%) Zmiana masy (%) Temperature ( o C) Zmiana masy (%) Zmiana masy (%) Zmiana masy (%) Zmiana masy (%) Zmiana masy (%) Zmiana masy (%) Zmiana masy (%) Zmiana masy (%) Zmiana masy (%) 100 40 System analizatora termograwimetrycznego DynTHERM MP-ST o C 100 40 o C 90 90 (Rubotherm) 80 80 70 70 60 60 KCo/Ce 50 KCo/CeO 0.75 Zr 0.5 O 50 H 40 H O/EtOH 4/1 O/EtOH 4/1 40 H H temperatura początku 30 O/EtOH 9/1 O/EtOH 9/1 30 H H 0 O/EtOH 1/1 O/EtOH 1/1 0 zawęglania reforming 10 parowy etanolu zawęglanie 10 katalizatorów Czas (min) 0 Czas (min) 0 165 180 Czas 195 (min) 10 5 165 180 0 195 4 10 6 8 5 10 1 14 16 18 0 4 6 8 10 1 14 16 18 najmniejszy nadmiar 5 165 180 195 10 5 Czas (h) pary wodnej bez zawęglania Czas katalizatora (h) 135 KCo/CeO 135 KCo/Ce 0.75 Zr 0.5 O 135 100 100 40 40 o C C 100 100 40 40 o C C 10 1KCo/CeO KCo/Ce 0.75 Zr 0.5 O 10 1KCo/Ce 0.75 Zr 0.5 O 90 90 90 90 KCo/ZrO 10 1KCo/Ce 0.75 Zr 0.5 O 105 Co/CeO 105 Co/Ce 0.75 Zr 0.5 O 80 80 80 80 H 105 Co/Ce 0.75 Zr 0.5 O O/EtOH 4/1 90 H O/EtOH = 4/1 mol/mol 90 70 70 KCo/Ce 70 0.6 Zr 0.4 O 70 H O/EtOH 9/1 90 75 75 60 60 H 75 50 KCo/CeO O/EtOH 4/1 60 60 H O/EtOH 1/1 KCo/Ce 0.75 Zr 0.5 O 50 H 60 60 60 40 H O/EtOH O/EtOH 9/1 50 50 H 4/1 O/EtOH 4/1 40 H 45 45 H 30 O/EtOH O/EtOH 1/1 40 40 H 9/1 O/EtOH 9/1 30 30 30 45 H H 30 30 0 O/EtOH 1/1 O/EtOH 1/1 0 0 0 30 15 15 10 10 10 10 15 0 0 0 0 0 0 0 0 4 4 6 6 8 8 10 10 1 1 14 14 16 16 18 18 0 0 4 4 6 6 8 8 10 10 1 1 14 14 16 16 18 18 300 350 400 450 500 550 600 300 350 400 450 500 550 600 00 300 350 400 450 500 550 600 Temperatura Temperatura ( o C) o C) Temperatura ( o C) Czas (h) (h) Czas (h) (h) Czas Czas (min) (min) 100 Czas (min) 40 o C 100 40 100 C 40 o C 5 165 180 195 10 5 165 90 180 195 10 590 100 90 KCo/ZrO 600 135 0.000 KCo/Ce KCo/ZrO 0.6 Zr 0.4 O 135 80 KCo/ZrO rozkład 80 80 H O/EtOH 4/1 70 70 90 DTG 500 10 1KCo/Ce 1KCo/ZrO 0.6 Zr 0.4 O 10 1KCo/ZrO (kalcynacja) KCo/Ce 0.6 Zr 0.4 O 70 H O/EtOH 9/1 60 60-0.005 80 105 Co/Ce Co/ZrO 0.6 Zr 0.4 O 105 Co/ZrO H O/EtOH 4/1 60 H O/EtOH 1/1 Fumarates 50 50 KCoCe/ZrO 400 prekursorów 70 CoMn (1:1) 90 H O/EtOH H O/EtOH 9/1 50 H 90 40 40-0.010 O/EtOH 4/1 H CoMn (1:) 4/1 mol/mol O/EtOH 1/1 40 CoMn (1:9) H 75 75 30katalizatorów 30 O/EtOH 9/1 60 30 300 H TG -0.015 60 0 0 O/EtOH 1/1 60 0 50 10reformingu 10 00 45 10 45 0 0-0.00 40 0 433 parowego C 30 448 o C 30 30 0 4 6 8 10 1 014 16 418 6 8 10 0 1 14 4 16 6 448 18 8 30 etanolu 100 C 10 1 14 16 18 15-0.05 15 15 Czas (h) Czas (h) Czas (h) 0 0 0 0 100 40 o C 00 300 350 400 450 500 550 600 0 30 60 90 10 150 300 350 Temperatura 400 450 500 ( o C) 550 600 300 350 400 450 500 550 600 90 Time (min) Czas (min) Temperatura ( o C) Temperatura ( o C) 80 0 195 10 5 Czas (min) 70 165 180 195 10 5 60 oce/zro * Centrum Nanomateriałów Funkcjonalnych - nowe możliwości badawcze * Lublin - 9.II.015 KCoCe/ZrO

Dziękuję za uwagę A System do badań aktywności i selektywności katalizatorów mikroskopy optyczne Dyfraktometr XRPD Spektrometr FTIR/Raman Mikroskop AFM chemisorpcja Spektrometr XRF Analizator adsorpcji mikroskop Ramana XPS, AES, UPS, ISS TPR, TPD, TPO, MS Spektrometr FT NMR www.lab.umcs.lublin.pl