Low absorption vitreous carbon reactors for operandoXAS: a case study on Cu/Zeolites for selective catalytic reduction of NOx by NH3

文献情報

出版日 2011-12-09
DOI 10.1039/C1CP22992C
インパクトファクター 3.676
著者

Vincent F. Kispersky, A. Jeremy Kropf, Fabio H. Ribeiro, Jeffrey T. Miller


原文を見る

要旨

We describe the use of vitreous carbon as an improved reactor material for an operandoX-ray absorption spectroscopy (XAS) plug-flow reactor. These tubes significantly broaden the operating range for operando experiments. Using selective catalytic reduction (SCR) of NOx by NH3 on Cu/Zeolites (SSZ-13, SAPO-34 and ZSM-5) as an example reaction, we illustrate the high-quality XAS data achievable with these reactors. The operando experiments showed that in Standard SCR conditions of 300 ppm NO, 300 ppm NH3, 5% O2, 5% H2O, 5% CO2 and balance He at 200 °C, the Cu was a mixture of Cu(I) and Cu(II) oxidation states. XANES and EXAFS fitting found the percent of Cu(I) to be 15%, 45% and 65% for SSZ-13, SAPO-34 and ZSM-5, respectively. For Standard SCR, the catalytic rates per mole of Cu for Cu/SSZ-13 and Cu/SAPO-34 were about one third of the rate per mole of Cu on Cu/ZSM-5. Based on the apparent lack of correlation of rate with the presence of Cu(I), we propose that the reaction occurs via a redox cycle of Cu(I) and Cu(II). Cu(I) was not found in in situSCR experiments on Cu/Zeolites under the same conditions, demonstrating a possible pitfall of in situ measurements. A Cu/SiO2 catalyst, reduced in H2 at 300 °C, was also used to demonstrate the reactor's operando capabilities using a bending magnet beamline. Analysis of the EXAFS data showed the Cu/SiO2 catalyst to be in a partially reduced Cu metal–Cu(I) state. In addition to improvements in data quality, the reactors are superior in temperature, stability, strength and ease of use compared to previously proposed borosilicate glass, polyimide tubing, beryllium and capillary reactors. The solid carbon tubes are non-porous, machinable, can be operated at high pressure (tested at 25 bar), are inert, have high material purity and high X-ray transmittance.

関連文献

Photocleavage of coumarin dimers studied by femtosecond UV transient absorption spectroscopy

Man Jiang, Nicholas Paul, Nikolai Bieniek, Tiago Buckup, Norbert Hampp, Marcus Motzkus

2017-01-18 Paper

DOI: 10.1039/C6CP08076F

Front cover

Cover

DOI: 10.1039/C7CP90180A

Electron correlation effects in third-order densities

Ferran Feixas

2017-01-09 Paper

DOI: 10.1039/C6CP07616E

Lysine-based amino-functionalized lipids for gene transfection: the protonation state in monolayers at the air–liquid interface

Stephanie Tassler, Christian Wölk, Christopher Janich, Bodo Dobner, Gerald Brezesinski

2017-07-11 Paper

DOI: 10.1039/C7CP03107F

Photocatalytic hydrogenation of furan to tetrahydrofuran in alcoholic suspensions of metal-loaded titanium(iv) oxide without addition of hydrogen gas

Kousuke Nakanishi, Atsuhiro Tanaka, Keiji Hashimoto, Hiroshi Kominami

2017-07-03 Paper

DOI: 10.1039/C7CP02891A

Ultrafast dynamics in the DNA building blocks thymidine and thymine initiated by ionizing radiation

E. P. Månsson, S. De Camillis, J. B. Greenwood

2017-06-12 Paper

DOI: 10.1039/C7CP02803B

Fragmentation of pure and hydrated clusters of 5Br-uracil by low energy carbon ions: observation of hydrated fragments

M. C. Castrovilli, P. Markush, P. Bolognesi, P. Rousseau, S. Maclot, R. Delaunay, A. Domaracka, B. A. Huber, L. Avaldi

2017-06-13 Paper

DOI: 10.1039/C7CP02233F

Band alignment investigations of heterostructure NiO/TiO2 nanomaterials used as efficient heterojunction earth-abundant metal oxide photocatalysts for hydrogen production

Y. Nicolas, C. Olivier, W. Jaegermann, N. Rockstroh, H. Junge, T. Toupance

2017-07-04 Paper

DOI: 10.1039/C7CP01300K

Titanium oxide morphology controls charge collection efficiency in quantum dot solar cells

Ankita Kolay, P. Naresh Kumar, Sarode Krishna Kumar, Melepurath Deepa

2017-01-10 Paper

DOI: 10.1039/C6CP07364F

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

2-メトキシ-4-(メチルスルフィニル)アミンの主な用途は何ですか?

2-メトキシ-4-(メチルスルフィニル)アミンは、主に医薬品および農薬の製造に使用されます。また、合成化学の一部として研究用材料としても利用されます。

41608-73-52-Methoxy-4-(methyls...
化合物よくある質問

4-溴甲基-3-甲氧基苯甲酸は安全ですか?

安全ではありません。触覚や吸入に注意が必要で、適切な防護具を使用してください。

118684-13-24-(Bromomethyl)-3-me...
化合物よくある質問

4,6-二氯-N-甲基ピラミジンアミンの代替品はありますか?

代替品としては、4,6-二クロロピラミジンアミンや他のピラミジン系化合物が考えられます。ただし、目的と用途によって最適な代替品は異なります。

10397-15-64,6-Dichloro-N-methy...
化合物よくある質問

6-氯-4-甲基-1H-吲哚を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

6-氯-4-甲基-1H-吲哚の廃棄物は、適切な容器に収集し、密閉して保管します。温度は常温、湿度は低く、直射日光を避けて保管することを推奨します。廃棄処理は専門...

885520-84-36-chloro-4-methyl-1H...
化合物よくある質問

2-フローユロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾイドについて「に適用される法規ガイドラインは何ですか」

2-フローユロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾイドのCAS番号は207974-08-1です。この化合物はGHS分類で毒性物質と有害な反応物質として分類されます...

207974-08-1[2-Fluoro-4-(trifluo...
化合物よくある質問

4-ニトロフェニルN-[(ベンゼルオキシルカーボンイル]グリシングリシングリシン酸はどのように保存すればよいですか?

4-ニトロフェニルN-[(ベンゼルオキシルカーボンイル]グリシングリシングリシン酸は、室温で暗所に保管し、乾燥した環境で保存することを推奨します。容器は密閉性の...

19811-64-44-Nitrophenyl N-[(be...
化合物よくある質問

イソデスロラタドリンの代替品はありますか?

イソデスロラタドリンの代替品としては、デスロラタドリンや他の抗ヒスタミン薬が挙げられます。具体的には、デスロラタドリン、ラセカミド、フェルタドリンなどが、症状や...

183198-49-4Iso Desloratadine
化合物よくある質問

5-甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉盐酸盐はどのように合成されますか?

5-甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉盐酸盐の一般的な合成方法は、メタノール中で5-メトキシ-1,2,3,4-四ヒュドロイソキシンを塩酸で塩化します。この反応で...

103030-69-95-Methoxy-1,2,3,4-te...
化合物よくある質問

4-アミノ-5-メトキシ-2-トルエンサルホニック酸についての法規ガイドラインは何ですか?

CAS番号6471-78-9の4-アミノ-5-メトキシ-2-トルエンサルホニック酸は、GHS分類では corrosive(腐食性)と識別されます。EUのREAC...

6471-78-94-Amino-5-Methoxy-2-...
化合物よくある質問

甲基孕酮を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

甲基孕酮の取り扱いは、PPE(個人保護具)の使用が必要な重要な安全事項を伴います。防塵マスク、ゴーグル、手袋を着用することが推奨されます。ドラフトチャンバーを使...

204063-33-22-[(Diphenylmethyl)a...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。