Diffusional effects in wetproofed catalysts for isotopic exchange between hydrogen gas and water vapour

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Abstract

Deuterium transfer rates between water vapour and hydrogen gas have been obtained for platinized carbon powder (Pt-C) and Teflon wetproofed platinized carbon films. The pore diffusional resistance in the catalyst films was assessed by calculating the effectiveness factor, ϵ, from a mathematical model for simultaneous diffusion and first order reversible reaction kinetics. Wetproofing the Pt-C catalyst with Teflon increased the intrinsic rate of reaction, but the effectiveness factor decreased with increasing catalyst layer thickness. Pore size and surface area distributions and water vapour adsorption isotherms of the Pt-C/Teflon catalyst films were similar to those of the Pt-C itself. Since Teflon had negligibly small surface area and very large pores compared to the carbon support, wetproofing did not cause significant changes to the physical characteristics of the platinized carbon.

Abstract

On a obtenu des vitesses de transfert du deuterium entre de la vapeur d'eau et de l'hydrogène gazeux sur de la poudre de carbone platiné (Pt-C) et des films de carbone platiné rendus hydrophobes par du Teflon. La résistance diffusionnelle des pores a été évaluée dans les films catalyseurs en calculant le facteur d'efficacité ϵ, à l'aide d'un modèle mathématique couplant la diffusion et la cinétique de réaction réversible du premier ordre. L'hydrofugation par le Teflon du catalyseur Pt-C augmente la vitesse intrinsèque de la réaction, mais le facteur d'efficacité diminue avec l'augmentation de l'épaisseur de la couche de catalyseur. Les distributions de surface et de taille des pores ainsi que les isothermes d'adsorption de la vapeur sur les films de catalyseurs Pt-C/Teflon, sont identiques à ceux du Pt-C lui-měme. Le Teflon ayant une surface effective négligeable et des pores très larges comparativement au support de carbone, sa présence n'entraǐne aucun changement significatif aux caractéristiques physiques du carbone platiné.

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