化學(xué)吸附儀可進(jìn)行脈沖化學(xué)吸附、程序升溫還原(TPR)、程序升溫氧化(TPO)和程序升溫脫附(TPD),主要用于表征催化劑的表面活性位點(diǎn)及數(shù)量、強(qiáng)度、活性、穩(wěn)定性、選擇性和失活,對(duì)研究工業(yè)反應(yīng)過(guò)程非常重要。
程序升溫脫附(temperature programmed desorption,TPD)將已吸附吸附質(zhì)的吸附劑或催化劑按預(yù)定的升溫程序(如等速升溫)加熱,得到吸附質(zhì)的脫附量與溫度關(guān)系圖的方法。
程序升溫還原(temperature-programmed reduction,TPR)是金屬氧化物,混合金屬氧化物和分散于載體上金屬氧化物的表征的重要工具。TPR方法可獲得氧化物表面還原性的定量信息和還原表面的多相性信息。
催化劑等功能材料的表面金屬分散度、活性金屬面積、利用脈沖化學(xué)吸附定量酸性強(qiáng)度及堿性強(qiáng)度(脈沖滴定)、等溫反應(yīng);即酸(堿)性中心數(shù)量、酸(堿)度、氫在金屬表面的吸附、一氧化碳在金屬表面的吸附、氧在金屬表面的吸附、氮在金屬表面的吸附、乙烯和乙炔在金屬表面的吸附、NH3的程序升溫脫附。
化學(xué)吸附儀各個(gè)模式的用途:
①程序升溫還原(TPR)——確定催化劑中可被還原成分的數(shù)量、開(kāi)始被還原的溫度、還原的截止溫度等;
②程序升溫氧化(TPO)——催化劑在完成TPR還原之后重新被氧化,確定被重新氧化部分占總共被還原部分的比例,用這個(gè)比例來(lái)反映催化劑的循環(huán)氧化還原性能;
③程序升溫脫附(TPD)——確定催化劑表面可用活性點(diǎn)在吸附某種氣體后,在一定溫度下,這些被吸附的氣體從表面活性點(diǎn)完全脫出時(shí)所需要的能量(解吸附能),以便通過(guò)解吸附能的大小反映催化劑的活性強(qiáng)弱;
④脈沖化學(xué)吸附——確定催化劑活性表面積、催化劑表面金屬分散率和活性顆粒大小。
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