Finding an optimum surface chemistry for BaO/TiO2/Al2O3 SYSTEMS as NOx storage materials

Bu çalışmada, iki farklı sol-jel hazırlama tekniği kullanılarak NOxdepolama malzemesi olan BaO/TiO2/Al2O3 numuneleri sentezlenmistir. TiO2birimlerinin NOx depolama bileşeni olan BaO (kütlece ağırlıkları % 8 ve % 20) ileetkileşimi, oluşan farklı kristalografik fazlar, malzemelerin ısıl kararlılıklarındakideğişiklikler ve yüzeydeki oksit/nitrat dağılımlarındaki farklılaşmalar incelenmiştir.Mevcut çalışmanın merkezindeki sav, NOx depolama malzemelerinin yüzeylerindekiBaO birimlerinin yüzey dağılımlarının ve yüzey difüzyon özelliklerinin, özelyapılardaki TiO2/TiOx bileşenleri kullanılarak kontrollü bir şekildedeğiştirilebileceğinin gösterilmesidir.Sentezlenen NOx depolama malzemelerinin yapısal karakterizasyonu, BET(Brunauer, Emmett, ve Teller) yüzey alanı ölçümleri, x-ışını kırınımı (XRD), Ramanspektroskopisi, taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji saçınım x-ışınıspektroskopisi (EDX) ve geçirimli elektron mikroskopisi (TEM) tekniklerikullanılarak yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar detaylı bir şekilde karşılaştırılıp analizedildiğinde, sol-jel tekniği kullanılarak eşzamanlı çöktürme yöntemiyle sentezlenenTiO2/Al2O3 destek malzemelerindeki TiO2 birimlerinin, daha türdeş bir dağılımsergilediği ortaya çıkmaktadır.Bu malzemelerin NOx ve SOx adsorpsiyonları sırasındaki/sonrasındakidavranışları sıcaklık programlı yüzeyden buharlaştırma (TPD) ve FourierDönüşümlü Kızıl Ötesi Spektroskopisi (FTIR) teknikleri ile izlenmiştir. Alkoksitöncü malzemeleri kullanılarak sentezlenen BaO/TiO2/Al2O3 numuneleri üzerindekibarium oksit adacıkları daha iyi bir yüzey dağılımı göstermektedir. Bu numunelerinyüzeyinde türdeş ve iyi bir şekilde dağılmış olan TiO2/TiOx birimleri yüzeydeki BaObileşenleri için güçlü çapa görevi görerek, BaO birimlerini kendilerine bağlamış veböylece BaO birimlerinin yüzey dağılımını arttırmıştır. Yüzeyde depolanan NOxtürlerinin ısıl kararlılıkları şu şekilde sıralanmaktadır: Al3+- NO/N2O3 << Al3+-nitratları < BaO yüzeyi üzerindeki nitratlar < büyük TiO2 birimlerine bağlı köprülünitratlar < BaO üzerindeki oylumsal (bulk) nitratlar ve yüzeye türdeş şekildedağılmış küçük TiO2 birimlerine bağlı köprülü nitratlar < TiO2 üzerindeki BaOyüzeyine bağlı oylumsal (bulk) nitratlar.SO2'nin üçlü oksit yapıdaki BaO/TiO2/Al2O3 malzemeleri ile olanetkileşiminin detaylı olarak incelenmesi sonucunda; bu tür malzemelere eklenenTiO2 birimlerinin, bu malzemelerdeki kükürt zehirlenme direncinin arttırılması içingüçlü bir aday olduğunu göstermiştir. Ti/Al (P1, P2) yüzeylerine SOx'in tutunması,yüzeye bağlanan nitratların kararlılıklarını ve miktarlarını azaltmıştır.BaO/TiO2/Al2O3 malzemelerindeki SOx birikimi ve kükürt zehirlenme miktarlarıdoğrudan, TiO2/TiOx birimlerinin yüzey morfolojisine ve malzemede kullanılanBaO'in kütlece ağırlık miktarına bağlı olduğu saptanmıştır. FTIR sonuçları TiO2 ilezenginleştirilmiş NOx depolama malzemelerinden kükürt salınımının, TiO2içermeyen, sıradan 8(20) Ba/Al NOx depolama malzemelerine göre daha kolayolduğu ortaya koymuştur.