Adsorption of etioporphyrin and Ni-etioporphyrin on a fractal silica

摘要

Metal compounds are contaminants in heavy oil and must be removed using hydrodemetallization catalysts. To optimize the structure of hydrodemetallization catalysts it is useful to know the effective size of the metal compounds. To this end, fractal geometry has been used to determine the relationship between monolayer coverage and adsorbate size for silica by adsorbing a series of alcohols at 298 K. It was found that the silica had a fractal dimension of 2.923. Etioporphyrin and Ni-etioporphyrin were then adsorbed on the silica and their effective areas determined based on this fractal dimension. Cross-sectional areas of 4.58 and 14.8 nm2 were determined for etioporphyrin and Ni-etioporphyrin, respectively. The areas are larger than those determined by X-ray methods and likely reflect the fact that the porphyrins are solvated with solvent (cyclohexane) molecules.Les composés métalliques sont des contaminants des huiles lourdes qui doivent être éliminées par des catalyseurs d'hydrodémétallisation. Pour optimiser la structure des catalyseurs d'hydrodémétallisation, il est utile de connaître la taille effective des composés métalliques. À cette fin, on a fait appel à la géométrie fractale pour déterminer la relation entre la couverture de la monocouche et la taille de l'adsorbat d'une série d'alcools adsorbés à 298 K. On a trouvé que la dimension fractale de la silice est de 2,923. On y a ensuite adsorbé de l'étioporphyrine et de la Ni-éthioporphyrine et les superficies effectives ont été déterminées en se basant sur cette dimension fractale. On a déterminé que les superficies de section droite sont de 4,58 et 14,8 nm2 respectivement pour l'étioporphyrine et la Ni-éthioporphyrine. Ces superficies sont supérieures à celles déterminées par diffraction des rayons X et elles reflètent probablement le fait que les porphyrines sont solvatées par des molécules de solvant (cyclohexane).