Analytical Chemistry

Şekil 2’de Pt/mordenit zeolit katalizörünün SEM görüntüsün gösterilmektedir ve görüldüğü üzere katalizör homojen bir morfolojiye sahiptir. Yüzey alanı, katalitik aktivitede önemli bir rol oynamaktadır. Yüzey alanı, yüksekse reaktanlar daha iyi adsorbe edilir. Katalizörün yüzey alanı, BET yüzey analiziyle ölçülmüştür. Pt/mordenit zeolitlerinin yüzey alanı 296.69 m2/g olarak ölçülmüştür. Pt/mordenit zeolitin XRD deseni (Şekil 3), 2θ = 6 ° – 30 °'de en yoğun kırınım şiddetine sahiptir; böylece zeolitin MOR yapısı ve iyi kristal yapısı doğrulanmıştır.

Pentan izomerlerinden oluşan ikili bir karışımda saf n-pentan ve n-pentanın hidroizomerizasyonu, Pt/mordenit katalizörü kullanılarak çok çeşitli deneysel koşullar altında gerçekleştirilmiştir. Hidro dönüşüm ürünleri hem izomerleştirme hem de kraking ürünlerini ihtiva eder. Aşağıdaki alt bölümlerde, reaksiyon parametrelerinin besleme maddesi kullanılan saf n-pentanın katalitik performansını nasıl etkilediği açıklanmakta ve katalitik aktivite ve izomerizasyon seçiciliği üzerinden gösterilmektedir. Sonrasında ise ikili karışımdaki n-pentanın izomerizasyonu açıklanmaktadır.

Şekil 4’te reaksiyon sıcaklığının bir fonksiyonu olarak n-pentanın dönüşümü gösterilmektedir. Reaksiyonlar, atmosfer basıncında 150 °C ila 350 °C arasında değişen sıcaklıklarda bir H2 ortamında gerçekleştirilmiştir. Katalizörün, özellikle 220 °C ila 350 °C arasındaki sıcaklıklarda, n-pentanın izomerizasyonunu güçlü bir şekilde katalize ettiği görülmektedir. Katalizörün düşük aktivitesi ve n-pentanın düşük reaktivitesinden dolayı, 180 ° C'nin altındaki sıcaklıklarda n-pentanın dönüşümü ihmal edilebilir. Sıcaklık 180 °C'den 220 °C'ye yükseltildiğinde n-pentanın dönüşümü büyük ölçüde artmıştır; ancak, sıcaklığın daha da arttırılması dönüşümün yavaşlamasına yol açmıştır. Bu durum, sıcaklık 180 °C – 220 °C aralığına çıktığında reaksiyon için etkinleştirilebilecek alanların sayısının artmasından kaynaklanmış olabilir; ancak, yüksek sıcaklıkta termodinamik kısıtlamalar nedeniyle artan sıcaklığa karşılık dönüşüm oranı düşmeye başlar. Diğer bir ifadeyle, sıcaklığın arttırılması her zaman daha yüksek bir reaksiyon hızıyla sonuçlanır. Düşük sıcaklıkta, gerçek dönüşüm, düşük reaksiyon hızı nedeniyle denge dönüşümünün çok altında olacaktır. Buna karşılık, daha yüksek sıcaklıkta, yüksek reaksiyon hızı nedeniyle denge dönüşümü daha kolay olacaktır.