Kinetic study of isotopic exchange reaction between hydrogen and water vapor over a pt/sdbc hydrophobic catalyst sheet

Authors


Abstract

The isotopic exchange reaction between hydrogen and water vapor was studied for the temperature range 313 K to 353 K using 2.2% platinum supported on a hydrophobic styrene-divinylbenzene copolymer (SDBC) sheet. With increasing relative humidity, the exchange rate increased, giving a stepped profile with a knee shape, and the reaction order with respect to hydrogen increased from almost zero to first order. In order to explain this unusual behavior, a simple kinetic model was proposed assuming that the water molecules are adsorbed in a multilayer on the platinum surface, and are subject to the exchange equivalent to finite number of layers. On the other hand, this multilayer of adsorbed water inhibits the transfer of HD to the platinum surface.

Abstract

On a étudié la réaction d'échange isotopique entre l'hydrogène et la vapeur d'eau pour une gamme de températures comprises entre 313 et 353 K, à l'aide du platine à 2,2% supporté sur une feuille de copolymère styrène-divinylbenzène (SDBC) hydrophobe. La vitesse d'échange augmente avec l'humidité relative, ce qui donne un profil étage en forme de genou; l'ordre de la réaction par rapport à l'hydrogène augmente de l'ordre presque zéro au premier ordre. Pour expliquer ce comportement inhabituel, on propose un modèle cinétique simple qui suppose que les molécules d'eau sont adsorbée en couches multiples sur la surface de platine et qu'elles sont sujettes à un échange équivalent à un nombre fini de couches. En outre, ces couches multiples d'eau adsorbée inhibent le transfert de HD à la surface du platine.

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