Alkali stability on a typical oxide support materials

The study investigated the stability of potassium (a typical promoter from the alkali metal group) on typical oxide support materials (various crystallographic forms of alumina). Research included: preparation of the catalyst supporters from Al2O3 calcined in various temperatures (550, 1000 and 1400oC) and containing different concentrations of surface potassium, physicochemical characterisation of the prepared systems (determining the elemental composition, the structure, the specific surface area, the crystallite size, the analysis of the surface states of the potassium promoter) and the thermal desorption of potassium from the Al2O3 surfaces. Additionally, the potassium stability in a model catalytic system for the decomposition of N2O, formed from the K promoted Co2,6Zn0,4O4 on an Al2O3 matrix calcined at 1400oC, was investigated. The most important results and conclusions from this work include: determination of characteristic parameters of potassium desorption from the surface of alumina: the desorption flux, the desorption activation energy; determination of the stability of potassium depending on the temperature of calcination of the support and the surface concentration of potassium; proposing models for surface promoted supports explaining changes in the potassium flux over time.; using the results to describe the state of potassium in the real catalyst system for deN2O process.

W pracy zbadano stabilność potasu (typowego promotora z grupy metali alkalicznych) na typowych tlenkowych materiałach nośnikowych (różnych odmianach krystalograficznych tlenku glinu). Wykonane badania obejmowały: preparatykę nośników katalitycznych z Al2O3 kalcynowanego w różnych temperaturach (550oC, 1000oC, 1400oC) i zawierających różne stężenia powierzchniowe potasu (1-10%), charakterystykę fizyko-chemiczną otrzymanych układów (określenie składu pierwiastkowego, struktury, powierzchni właściwej, rozmiaru krystalitów, analizę form potasu po dotacji powierzchniowej) oraz wykonanie pomiarów termicznej desorpcji potasu z powierzchni nośników Al2O3. Dodatkowo zbadano stabilność potasu na złożonym układzie katalitycznym do rozkładu tlenku azotu(I) zbudowanym ze spinelu kobaltowo-cynkowego promowanego potasem na osnowie tlenku glinu kalcynowanego w 1400oC. Do najważniejszych wyników i wniosków z pracy należą: wyznaczenie charakterystycznych parametrów desorpcji potasu z powierzchni tlenku glinu: strumienia desorpcyjnego, energii aktywacji desorpcji; wyznaczenie zależności stabilności potasu od temperatury kalcynacji nośnika oraz stężenia powierzchniowego potasu; zaproponowanie modeli powierzchni nośnika dotowanego potasem wyjaśniających zmianę strumienia potasu w czasie; zastosowanie uzyskanych wyników do opisu stanu potasu w rzeczywistym układzie katalizatora do rozkładu N2O.