+ 44 7362 049930研究
数量:19 (3)DOI: 10.37532 / 0972 - 768 x.2021.19 (s1)措施新方法来确定表面能,具体交互和二氧化钛的酸碱性质反气相色谱法
文摘
逆气色谱法被用来描述热力学二氧化钛催化剂的表面和界面特性。表面的色散分量能源二氧化钛是由使用不同模型的正烷烃的表面积。一个优秀的线性关系相关的微分吸附焓和熵的变化碳原子数量。一种新方法来分离极性和非极性吸附焓的贡献。极地的价值贡献的微分焓探针的分类增加顺序:苯
文摘
逆气色谱法被用来描述热力学二氧化钛催化剂的表面和界面特性。表面的色散分量能源二氧化钛是由使用不同模型的正烷烃的表面积。一个优秀的线性关系相关的微分吸附焓和熵的变化碳原子数量。一种新方法来分离极性和非极性吸附焓的贡献。极地的价值贡献的微分焓探针的分类增加顺序:苯<四氢呋喃<乙酸乙酯< <丙酮氯仿<乙腈<硝基甲烷证实了此订单的极地探测器的相对极性。我们得到了一个有趣的线性关系的极性吸附焓与分子的相对极性。它被证明比二氧化钛表面展示一个两性酸碱字符碱度较强。比表面积的测定吸附焓和熵,并允许评估这个催化剂的酸碱常量。这是证明酸常数KA = 2.73,基本常数KD = 10.82和他们比KD / KA = 3.97显示基本比酸性催化剂表面。的比较结果zetametry证实那些通过逆气相色谱法。这是证明的方法分子吸附在二氧化钛表面的蒸汽压给了最准确的酸碱常数相对分子极化率的方法和形态学指标和北极熊的正烷烃分子。
关键字
二氧化钛;表面能;吸附焓和熵;酸碱常数;供体和受体数量
介绍
二氧化钛,二氧化钛,被广泛使用在我们的生活中常见的钛化合物。除了(IV)二氧化钛和氧化钛,二氧化钛也称为E171食用色素和钛白色或白色颜料6建筑涂料[1 - 3]。另外,二氧化钛具有亲水的粉末形式字符[3,4]。二氧化钛拥抱各种优点和一定的光学、电子和生化的特性使它方便广泛应用。二氧化钛的低成本、可用的生物和化学惰性,稳定,耐腐蚀。这是一个良好的生物相容性和强氧化性权力的材料。此外,高效抗菌,在环境净化由于其高的光催化活性和紫外线保护[2 - 6]。似乎非常有趣的研究二氧化钛催化剂的物理化学性质被称为德固赛P25。二氧化钛P25已广泛应用由于其高的光催化活性。事实上,提到它是不容易找到一个更大的感光光催化剂比P25。基于这些信息,P25被描述为实际标准的二氧化钛光催化剂,已普遍采用作为催化剂的“基准”中。有人还演示了在几个反应,这种混合相位比纯锐钛矿二氧化钛表现出更高的感光。许多论文已经发出了自1990年以来涉及德固赛P25二氧化钛的光催化反应[7 - 9]。我们建议本文确定商业德固赛P25二氧化钛粒子的表面性质构成了80%的锐钛矿和金红石20%; more particularly, we are interested in the determination of specific interactions of adsorption, Lewis acid base and surface能源这种催化剂的逆气色谱法在无限稀释(IGC)。有机模型分子被用于这项研究如正烷烃(戊烷n-nonane)和一些极性吸附物,如苯、氯仿、乙腈、硝基甲烷、乙酸乙酯、丙酮和四氢呋喃。这些分子吸附在二氧化钛催化剂IGC色散组件允许获得的表面能量,比焓和熵的吸附和路易斯酸碱常量二氧化钛。
IGC的技术、方法和材料
IGC是最重要的技术描述固体基质的表面性质如氧化物,聚合物IGC或散装共聚物吸附阶段。第一次使用这个强大的技术1970年由气孔导度和年轻的(10 - 14)1980年之后一个重要的发展,许多研究致力于理化测定氧化物,玻璃纤维和聚合物(15 - 23)。
极性分子和已知的属性是注射的正烷烃列包含固体。这些探测器的保留时间,以无限稀释,使我们能够确定有机分子和固体之间的相互作用,如果我们假设自己没有探针分子之间的相互作用。测量进行了GC DELSI 121 FB色谱仪配备火焰离子化检测器灵敏度高。保留数据得到的不锈钢柱长度20厘米,直径2毫米内挤满了1 g的二氧化钛粉末。网保留体积Vn计算按照同样的方法用于其他论文[26]。
另一方面,该方法用于获取特定的焓探针和固体之间的相互作用是由Saint-Flour Papirer[19]时得到一条直线绘制RTlnVn反对lnP0 P0探针的蒸汽压力。在极地探测器注入列的情况下,特定的相互作用吸附ΔGsp可以利用这种方法计算。
极性分子与固体基质用于确定特定的交互的特点是他们的捐赠(DN)和接受者(一)数字[27]。酸性KA和基本KD常数描述固体基质计算通过使用Papirer等人方法[27]。表面的色散分量能源固体的������决心利用知名Fowkes关系(28、29)。
我们使用另一个关联Dorris和灰色[30]提出的计算的������的固体。
材料和溶剂
提泰妮娅
德固赛的二氧化钛催化剂得到粉末形式。二氧化钛进行了分析,获得了比表面积赌法通过在二氧化钛吸附的氮,59 m2 / g。
模型有机分子
经典有机分子,以他们的捐赠者和受体数量25日,29日,被用于这项研究。纠正受体数量=“和”,由谜语和Fowkes[31]谁减去范德华相互作用的贡献(或色散力),使用。我们这里使用的值和一个不同的极性分子通过Hamieh等。[26]。
不同溶剂用于IGC测量为酸,选择基础和两性性质需要确定酸碱二氧化钛的特性。所有探测器(奥尔德里奇)非常纯粹的年级(即。,99%)。使用的探针正烷烃(戊烷、己烷、庚烷、辛烷和壬烷);两性溶剂:乙腈、丙酮;基本溶剂:乙酸乙酯、四氢呋喃(四氢呋喃)和酸性溶剂:氯仿和硝基甲烷。
GC条件
IGC测量进行DELSI GC 121 FB色谱仪配备火焰离子化检测器。干氮是载气。气体流量是设定在20毫升/分钟。注入器和检测器温度维持在200ºC时实验。为了实现无限稀释,每个探测被注射1μL汉密尔顿注射器从液体溶剂表面上方的蒸汽,倾泻在空气中,以气相色谱方法线性条件,配备了分离系统。在这样一种探针分子之间的相互作用可以被认为是微不足道的,只有固体表面之间的相互作用和一个孤立的探针分子是很重要的。列气温40到120ºC,在10ºC不同步骤。每个探测器注入重复了三次,平均停留时间,tR,用于计算。所有测量的标准偏差小于1%。在所有的实验中,真正的保留时间是系统计算基于一阶保留时间考虑峰值不对称。 The packed columns were then preconditioned (at a temperature equal 130 ºC and under a nitrogen flow rate) overnight to remove any residual solvent left in the packing material.
因此,无单位比KA / KD(从值由李等。[42]= KA / KD = 0.36或KD / KA = 2.78。这个结果的方法获得的结果,我们采用蒸汽压法(KD / KA = 3.97)但它非常不同于最后一个方法使用拓扑指数。Bogillo和Voelkel[44]还研究了二氧化钛的表面性质与修改形式。通过使用蒸汽压的方法获得KA / KD = -0.138摩尔/千卡,极化率的方法比KA / KD = 0.464摩尔/千卡。这些值可以被转换成以下无单位比例KD / KA = -18.16和KD / KA = 5.40。获得的负值Bogillo和Voelkel不能承认,可能他们犯了一个错误的计算。然而,第二个值获得的极化率的方法,可以走近了我们的研究价值。
它可以得出这样的结论:二氧化钛的表面酸碱性质强烈依赖于选择特定的自由焓的测定方法之间的交互极性分子和固体基质。方法使用的蒸汽压分子给KA和KD的更准确的值。然而,各种不同IGC结果的方法只能视为定性。在这项研究中,我们推导出二氧化钛展品基本比酸性表面。
结论
在这项研究中,我们确定了酸碱相互作用和二氧化钛催化剂的表面性质逆气色谱法在无限稀释。的曲线lnVn = f (1 / T)允许获得微分热,吸附焓和熵的不同有机探针吸附在氧化钛表面。我们分开两极性和极性分子吸附在二氧化钛表面的分散的贡献。第一次,我们给一个线性的极性吸附焓探针之间的关系和他们的相对极性与一个优秀的准确性。表面的不同分子模型的正烷烃被应用于计算色散组件������的表面能源二氧化钛催化剂。结果清楚地显示的线性依赖������对所有使用的温度模型正烷烃的表面积。Saint-Flour和纸的应用方法允许确定特定的自由能源吸附作为温度的函数,然后推断出的比焓和熵极性探针吸附在二氧化钛表面。这是证明二氧化钛表面是一种两性表面与更强的基本特征。这种催化剂的酸KA和碱KD常数测定KA = 2.73, KD = 10.82和3.97 KD / KA =。获得的结果通过zetametry二氧化钛粒子的分散在有机液体允许获得受体ANS´和捐助DNS´二氧化钛催化剂的数字:DNS´= 46, ANS´= 11和DNS´/ ANS´= 4.18。这些结果证明DNS´= 4.25 KD和ANS´= 4.03 KA表现出酸碱的二氧化钛催化剂在有机液体介质获得zetametry,比获得的逆气色谱法在无限稀释。基于蒸汽压的比较方法对那些使用变形极化率和拓扑指数,得出结论,所有方法给出了相同的顺序的相互作用力不同极性探针和类似的酸碱定比KD /卡。使用蒸汽压的方法似乎是最好的一个,因为它是基于依赖分子温度和蒸汽压力的结果,这种方法更准确。
资金
没有资金
利益冲突和利益冲突
没有利益冲突和利益冲突
可用性的数据和材料
没有一个
代码的可用性
没有一个
作者的贡献
塔Hamieh博士,博士,HDR, ENG(概念化:平等;形式分析:平等;资金收购:平等;调查:铅;方法:铅;项目管理:领导;资源:平等;监督:平等;验证:平等;原创作品草案:铅; Writing review and editing: Lead)
法蒂玛Al-Ali博士(概念化:平等;形式分析:平等;调查:支持;方法:支持;验证:支持;写作初稿:支持)
阿里阿里艾哈迈德,博士生(形式分析:平等;调查:支持;方法:支持;验证:平等;写作初稿:支持)
哈立德Chawraba博士生(形式分析:平等;调查:支持;方法:支持;验证:平等;写作初稿:支持)
Joumana Toufaily博士HDR(概念化:平等;形式分析:平等;资金收购:支持;调查:支持;方法:支持;资源:平等;验证:平等;写作初稿:支持)
Zahraa约瑟夫博士(概念化:支持;形式分析:支持;调查:支持;方法:支持;验证:支持;写作初稿:支持)
纳比尔Tabaja博士(概念化:支持;形式分析:支持;调查:支持;监督:支持;验证:支持;写作初稿:支持)
蒂博Roques-Carmes博士HDR(概念化:平等;形式分析:平等;调查:支持;方法:支持;项目管理:支持;监督:平等;验证:平等;写作初稿:支持)
雅克Lalevee博士HDR(概念化:平等;形式分析:平等;调查:支持;方法:支持;项目管理:支持;监督:平等;验证:平等;写作初稿:支持)。
