The sintering of the porous supported metal catalysts has been studied through both the mathematical model and the experiments. The model is similar to that of Ruckenstein and Dadyburjor (8); it postulates the splitting of single metal atoms and multiatom particles from larger particles, their diffusion along the substrate and coalescence of particles that collide.
Multimodal particle size distribution could be obtained from numerical results, and the pore size of the substrate was found to affect the rate of decrease of the exposed metal surface area.
$Pt/SiO_2$ catalysts were prepared by ion exchange method, and sintered in hydrogen atmospheres at temperatures of 600, 700, and 800℃ respectively.
Characterization of sintered catalysts was carried out by hydrogen chemisorption. The hydrogen adsorption measurements were carried out at room temperature after reduction and evacuation at 350℃. The results of hydrogen chemisorption were represented in terms of (H/Pt)/(H/Pt)$_o$, which could be substituted for D/D$_o$.
The rate of sintering was found to be slower for small initial dispersion but after sufficiently long time the total exposed surface area of metal approached the same value.
The treatments in hydrogen resulted in monotonic decrease of metal surface area with increasing sintering temperature, and after long time the dispersion approached the stable value.
The above results were discussed and compared partially and qualitatively with the numerical ones.
수치적인 모형(model)과 실험을 통해 다공성 금속 담지 촉매의 소결현상에 관하여 연구가 수행되었다.
모형은 Ruckenstein 과 Dadyburjor (8)의 모형과 유사하게 큰 입자로부터 분리된 단원자나 다원자 입자가 담체위를 이동하여 입자끼리 결합한다는 것을 기본 전제로 하였다. 수치적인 결과로부터 multimodal 입자 분포가 얻어질 수 있었으며, 담체의 pore 크기가 노출된 금속 표면적의 감소 속도에 영향을 미치는 것으로 나타났다.
이온 교환방법에 의해 $Pt/SiO_2$ 촉매를 제조하여 600, 700, 800℃에서 소결을 시켰다. 소결된 촉매는 수소화학흡착실험을 통해 분석되었으며 그 결과는 $(H/Pt)/(H/Pt)_o$ 로 나타내었다.
소결속도는 낮은 분산도 (dispersion)일 경우 더 느리나, 시간이 경과함에 따라 금속의 총 노출 표면적은 같은 값으로 접근해감을 알 수 있었다. 수소기체하에서의 소결은 소결 온도가 증가함에 따라 금속 표면적이 감소하였으며, 시간이 경과함에 따라 분산도는 안정된 값으로 접근하였다.
위 결과에 대해서 수치적인 결과와 부분적으로 비교 검토하였다.
