程序升温化学吸附分析仪TPD/TPR/TPO

仪器型号: 4、AutoChem1 II 2920;BelCata II, Japan;康塔CHEMBET等
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服务周期: 6.3-11.0
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项目介绍

TPD:主要用来研究催化剂表面吸附中心的类型和数量,常规气氛:NH3,CO2,O2,H2,CO(常规都是10%混合气),常规条件测到800℃。

TPR:主要用来研究活性组分、助剂及载体之间的相互作用力;催化剂的还原性质;各种催化效应(氢溢流现象、协同效应及合金化效应等);常规气氛:H2,CO(常规都是10%混合气),常规条件测到800℃。

TPO:主要活性金属比表面积以及催化剂失活和再生等;O2(常规都是10%混合气)。

脉冲:主要测金属的分散度情况;常规气氛:CO、H2

仪器检测器:TCD,质谱。

TPD用来测量某固体酸碱的强度和数量。例如:碱性气体在酸性中心上吸附时,吸附在强酸中心上的比吸附在弱酸中心上的稳定,也更难脱附,提高温度可令其从酸性中心上脱附,而那些在弱酸中心上的将首先脱附,因此测定在不同温度下脱附的吸附碱相对量可测定酸中心强度,而脱附的碱性气体的量也就对应其酸量。常用的碱性气体有氨气,常用的酸性气体用CO2

TPR常应用于表征负载型金属或过渡金属氧化物催化剂,对TPR结果进行分析可以获得金属与载体的相互作用,金属的价态和是否形成合金等方面的信息。当负载的金属的价态,聚集状态,与载体的作用发生改变的时候,其还原温度,还原后的价态将会发生改变,如果能测出程序升温还原过程中氢气的消耗量,还原温度等,就能得到负载金属的一些状态参数。通入氢气或氢气与惰性气体混合气。

TPD或者TPR定量方法大致如下(不是唯一标准):可以通过注射一定量的氨气或氢气来建立峰面积与气体摩尔数的标准曲线的,然后利用这个标准曲线通过样品的峰面积反推得到样品表面吸附气体的量来定量。

脉冲测分散度:测试时候只吸附没有脱附;每次脉冲都是固定的量,比如是0.5ml,常温常压下,一般的材料物理吸附可以忽略;看脉冲多少次能吸附饱和,每次吸附的量都可以计算,然后根据暴露的一个金属原子吸附固定个氢原子(参考文献),来进行计算样品待测金属元素分散度(需要告知准确的金属含量)。但是如果样品负载不同的贵金属,没法区分元素测出不同金属的分散度。


结果展示

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例如:对于NH3-TPD来说,不同温度出的峰代表不同酸强度,一般低温脱附峰(25-200℃)相应于弱酸中心,中温峰(200-400℃)相应于中等酸中心,高温峰(400℃以上)相当于强酸中心;

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第一个红框是指每个峰对应的酸量(cm3/g),第二个红框是指每个峰最高温度时的浓度含量。


样品要求

样品量至少100mg;如果需要连用MS,需要至少200mg的样品量;


常见问题
化学吸附仪各个模式分别有哪些用途?

①程序升温还原(TPR)——确定催化剂中可被还原成分的数量、开始被还原的温度、还原的截止温度等;②程序升温氧化(TPO)——催化剂在完成TPR还原之后重新被氧化,确定被重新氧化部分占总共被还原部分的比例,用这个比例来反映催化剂的循环氧化还原性能;③程序升温脱附(TPD)——确定催化剂表面可用活性点在吸附某种气体后,在一定温度下,这些被吸附的气体从表面活性点完全脱出时所需要的能量(解吸附能),以便通过解吸附能的大小反映催化剂的活性强弱;④脉冲化学吸附——确定催化剂活性表面积、催化剂表面金属分散率和活性颗粒大小。

化学吸附仪的常用检测器有哪些?

线性热传导检测器(TCD)和质谱检测器(MS)。

样品在测试温度范围内可能发生分解,能否上机测试?

不能,样品分解可能对仪器有损害,建议样品先经过热处理后,再上机测试。

关于TPD的测试,定量分析得到的脱附量单位有时为cm3/g,有时为mmol/g,两个单位的关系是?

1mmol/g=22.4cm3/g

TCD和质谱检测器有什么区别?

TCD没法区分气体,只有有变化都会出峰;质谱可以检测指定的小分子。