Abstract
Curves of the temperature-programmed desorption (TPD) of ammonia from zeolites were evaluated with several kinetic models. An approximately linear correlation was found between the activation energy of desorption or the heat of adsorption of H zeolites with various Si/Al ratios and the intermediate electronegativity of the zeolites, the latter representing a measure of the acid strength.
This result corresponds to the change in the high-frequency infrared band of the OH groups and also to the change in the heat of adsorption, determined by microcalorimetry. Thus, the TPD of NH3 is a useful technique for quantitative characterization of the acidic properties of several H zeolites.
Zusammenfassung
Kurven der temperaturprogrammierten Desorption (TPD) des Ammoniak von Zeolith wurden mit verschiedenen Kinetischen Modellen ausgewertet. Ein annähernd linearer Zusammenhang wurde gefunden zwischen der Aktivierungsenergie der Desorption bzw. der Adsorptionswärme von NH3 an H-Zeolithen mit unterschiedlichem Si/Al-Verhältnis und der intermediären Elektronegativität der Zeolithe, die ein mass für die Säurestärke darstellt. Dieses Ergebnis entspricht der Verschiebung der hochfrequenten IR-Bande der OH-Gruppen und der mikrokalorimetrisch bestimmten Änderungen der Adsorptionswärme. Damit erweist sich die TPD von NH3 als brauchbare Methode zur quantitativen Charakterisierung der sauren Eigenschaften von H-Zeolithen.
Резюме
С помощью нескольких кинетических моделе й проведена оценка кри вых температурно-програ ммируемой десорбции аммиака из цеолитов. Установлен а приблизительно линейная корреляция между энергией актив ации процесса десорбции и ли тепловой адсорбции Н-цеолитов с различным соотноше нием Si/Al и промежуточной элект роотрицательностью цеолитов,являющейся мерой их кислотности. Этот результат соответст вует изменению высокочастотной ИК п олосы поглощения ОН г рупп,а также изменению теплоты ад сорбции,найденной с помощью м икрокалориметрии. Следовательно,метод температурно-програ ммируемой десорбции аммиака яв ляется полезным мето дом количественной хара ктеристики кислотных свойств не которых Н-цеолитов.
Similar content being viewed by others
References
B. M. Lok, B. K. Marcus and C. L. Angell, Zeolites, 6 (1986) 185.
K. Tsutsumi, Y. Mitani and H. Takahashi, Bull. Chem. Soc. Jpn., 56 (1983) 1912.
G. I. Kapustin, L. M. Kustov, G. O. Glonti, T. R. Brueva, V. U. Borovkov, A. L. Klyachko, A. M. Rubinstein and V. B. Kazanskii, Kinet. Katal., 25 (1984) 1129.
G. I. Kapustin, T. R. Brueva, A. L. Klyachko, A. D. Ruhadze and A. M. Rubinstein, Kinet. Katal., 23 (1982) 972.
M. Krivánek and P. Jiru, Collection Czechoslovak Chem. Commun. 49 (1984) 2739.
M. B. Sayed, A. Auroux and J. C. Vedrine, Appl. Catal., 23 (1986) 49.
A. Auroux, V. Bolis, P. Wierzchowski, P. C. Gravelle and J. C. Vedrine, J. Chem. Soc. Faraday Trans. I, 75 (1979) 2544.
H. Ernst, D. Freude, M. Hunger, H. Pfeifer and B. Seiffert, Z. Phys. Chem. Leipzig, 268 (1987) 304.
W. L. Earl, P. O. Fritz, A. A. V. Gibson and J. H. Lunsford, J. Phys. Chem., 91 (1987) 2091.
A. K. Ghosh and G. Curthoys, J. Phys. Chem., 88 (1984) 1130.
A. K. Ghosh and G. Curthoys, J. Chem. Soc., Faraday Trans. I, 79 (1983) 2569.
C. V. Hidalgo, H. Itoh, T. Hattori, M. Niwa and Y. Murakami, J. Catal., 85 (1984) 362.
N.-Y. Topsoe, K. Pedersen and E. G. Derouane, J. Catal., 70 (1981) 41.
M. Niwa, M. Iwamoto and K. Segawa, Bull. Chem. Soc. Jpn., 59 (1986) 3735.
M. Nakano, T. Hironaka, S. Fujii and K. Sekizawa, Toyo Soda Kenkyu Hokoku, 29 (1985) 3.
M. Iwamoto, M. Tajima and S. Kagawa, J. Chem. Soc., Chem. Commun., (1986) 598.
J. Hoffmann, B. Hunger U. Streller, Th. Stock, D. Dombrowski and A. Barth, Zeolites, 5 (1985) 31.
B. Hunger and J. Hoffmann, Thermochim. Acta, 106 (1986) 133.
B. Hunger, J. Hoffmann and P. Mothsche, J. Thermal Anal., in press.
K.-H. Steinberg, F. Roessner, A. Soellner, J. Lercher, G. Rumplmayr and R. V. Dimitriev, Zeolites, in preparation.
W. J. Mortier, J. Catal., 55 (1978) 138.
J. Datka, P. Geerlings, W. Mortier and P. Jacobs, J. Phys. Chem., 89 (1985) 3488.
R. J. Cvetanović and Y. Amenomiya, Advan. Catal., 17 (1967) 103.
P. T. Dawson and Y. K. Peng, Surface Sci., 33 (1972) 565.
P. Forzatti, M. Borghesi, I. Pasquon and E. Tronconi, Surface Sci., 137 (1984) 595.
R. A. Demmin and R. J. Gorte, J. Catal., 90 (1984) 32.
R. K. Herz, J. B. Kiela and S. P. Marin, J. Catal., 73 (1982) 66.
B. McCarroll, J. Appl. Phys., 40 (1969) 1.
D. W. Breck, Zeolite Molecular Sieves, Whiley & Sons, New York 1974, p. 143.
P. A. Jacobs, Catal. Rev.-Sci. Engl., 24 (1982) 415.
D. Lin-Sen, X. Zhi-Yuan and Y. De-Guan, Acta Chimica Sinica, 42 (1984) 1244.
W. M. Meier and D. H. Olson, Atlas of Zeolite Structure Types, Structure Commission IZA, Polycrystal Book Service, Pittsburgh, 1978.
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
The authors wish to thank Prof. K.-H. Steinberg and Dr. M. Hunger for the zeolite samples, and R. Bauermeister for the non-linear regression programme.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Hunger, B., Hoffmann, J. Temperature-Programmed Desorption (TPD) of ammonia from H+-exchanged zeolites with different structures. Journal of Thermal Analysis 33, 933–940 (1988). https://doi.org/10.1007/BF02138612
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02138612