
吸附類測試
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項(xiàng)目簡介
蒸氣吸附儀是測定水和有機(jī)蒸氣等溫吸附曲線的儀器,可測量測試材料對水蒸氣、有機(jī)蒸汽及各種氣體的吸脫附量、吸脫附速度等參數(shù)。
常見項(xiàng)目
化學(xué)吸附(TPD/TPR/TPO):催化反應(yīng)與一般化學(xué)反應(yīng)的基本區(qū)別就是,在催化反應(yīng)中有催化劑的活性中心參與反應(yīng);如何深入了解分析催化劑的活性中心對提升催化反應(yīng)有重要的意義。催化反應(yīng)七大步驟包括反應(yīng)物分子外擴(kuò)散、反應(yīng)物分子內(nèi)擴(kuò)散、反應(yīng)物分子在催化劑表面吸附并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(表面反應(yīng))、產(chǎn)物分子從催化劑表面脫附、產(chǎn)物分子內(nèi)擴(kuò)散和外擴(kuò)散?;瘜W(xué)吸附測試可以幫助我們了解催化劑表面的活性位點(diǎn)、顆粒尺寸、以及它的表面分散度等一些化學(xué)表面的信息。
化學(xué)吸附與質(zhì)譜聯(lián)用(TPD-MS):加入MS可以了解具體有哪些氣氛產(chǎn)生。
動(dòng)態(tài)水蒸汽吸附(DVS):動(dòng)態(tài)水蒸氣吸附通過改變氣體的相對濕度,監(jiān)測樣品重量變化隨時(shí)間變化。動(dòng)態(tài)水蒸氣吸附可以研究下列有關(guān)物化現(xiàn)象:水分吸附平衡、吸附/干燥速率、吸附/解吸熱、等溫吸附/解吸、吸水/失水動(dòng)力學(xué)、擴(kuò)散系數(shù)、滲透系數(shù)。
高壓氣體吸附測試:高壓氣體吸附分析儀使用的靜態(tài)容量法,利用氫氣,甲烷和二氧化碳等氣體獲得高壓吸附和脫附等溫線。容量法技術(shù)引入一定量的已知?dú)怏w(吸附劑)到含有待測樣品的分析室中,當(dāng)樣品與吸附氣體達(dá)到平衡時(shí),記錄z終的平衡壓力。這些數(shù)據(jù)用來計(jì)算樣品吸附氣體的量。
多組分競爭吸附穿透曲線分析儀:穿透柱內(nèi)裝有顆粒狀吸附劑,堆積成具有一定高度的床層,床層靜止不動(dòng),混合氣體經(jīng)吸附器入口流入,經(jīng)吸附劑吸附,再由出口流出,通過測定出口氣體各組分濃度隨時(shí)間的變化即穿透曲線,來測定除載氣之外的組分的穿透時(shí)間、吸附劑對混合氣體各組分的選擇性吸附量等。
結(jié)果展示
H2-TPR:
NH3-TPD:
常見問題
1. NH3-TPD同樣的樣品,兩次酸定量的結(jié)果不一致?
測試樣品用量和氣體流量這2個(gè)因素對峰強(qiáng)度影響都很大,客戶需要對比,盡可能提供詳細(xì)的信息(預(yù)處理溫度、時(shí)間、樣品量、氣體流速等)。
2. CO-TPD操作流程是什么呢?
在反應(yīng)器中裝入少量催化劑(一般為X mg),在程序控溫加熱升溫爐中進(jìn)行加熱,同時(shí)通入惰性氣體(常規(guī))進(jìn)行脫附、凈化。直至檢測器(氣相色譜)分析流出氣體信號不再變化為止;切斷載氣,通入預(yù)處理氣進(jìn)行還原或其他處理,同樣在檢測器中分析其結(jié)果,直至預(yù)處理完畢;降溫直至室溫后,先通入惰性氣體,以便趕走剩余在系統(tǒng)中和催化劑表面上的剩余氣體,直至檢測器信號不再發(fā)生變化為止,此時(shí)催化劑活化完畢;在室溫-某一設(shè)定溫度下,在載氣中脈沖注入吸附氣體CO直至吸附飽和為止;按一定的程序進(jìn)行線性升溫脫附,同時(shí)檢測其脫附氣體中的氣體組分,直到完全脫附為止。
3. 升溫速率對測試結(jié)果的影響?
做氧氣TPD,信號通常低于氨氣和二氧化碳,更是遠(yuǎn)低于氫氣的,不建議用5℃/min速率。速率越低,信號值越是倍數(shù)降低,問題就會(huì)越突出。
4. 曲線未回到基線的原因是什么?
沒有回到基線的原因是參比氣和載氣的組份不一致,說明載氣里還有其他氣體組份。常見的原因是:
(1)樣品分解,產(chǎn)生了揮發(fā)性的氣體,導(dǎo)致載氣組份變化
(2)樣品還在繼續(xù)反應(yīng),還在消耗載氣
(3)TCD檢測器污染,導(dǎo)致信號漂移。
5. DVS測試的氣氛是純水蒸氣嗎?還是氮?dú)夂退魵獾幕旌蠚怏w?
DVS測試過程中,水蒸氣是靠氮?dú)鈳氲綐悠分械?,所以是氮?dú)夂退魵獾幕旌蠚怏w。
6. 測試DVS,對樣品的大小和質(zhì)量有要求嗎?
樣品是越小越好,測量越準(zhǔn)確,顆粒像白砂糖那么小或者更小z好;樣品的質(zhì)量z少需要50mg。
7. 測試DVS,不知道樣品什么時(shí)候達(dá)到平衡,應(yīng)該怎么設(shè)置條件,可以讓每一步都能達(dá)到平衡?
在實(shí)驗(yàn)要求單上只填相對濕度范圍和濕度階梯,不設(shè)置每一步的固定時(shí)間,實(shí)驗(yàn)室會(huì)在儀器上將每一步的時(shí)間設(shè)置成自動(dòng),根據(jù)總量變化來判定是否平衡,再進(jìn)行下一步,可以讓每一步都能達(dá)到平衡。
8. 多組分競爭吸附測試流程是什么?
取1g左右樣品裝入穿透柱中,在規(guī)定溫度下活化一段時(shí)間?;罨瓿珊髮⒋┩钢鶑幕罨癄t中取出,置于測試溫度的水浴中降溫冷卻,直到溫度和質(zhì)譜信號穩(wěn)定。信號穩(wěn)定后,切換入口濃度四通閥使氣路狀態(tài)為穿透柱部分氣路獨(dú)立,開始配氣。使用MFC控制測試氣體的流速。觀察質(zhì)譜信號穩(wěn)定后,再次切換入口濃度四通閥開始吸附穿透,直到測試氣體信號再次上升至與配氣時(shí)信號強(qiáng)度相當(dāng),并走平后,表示已經(jīng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,吸附劑吸附飽和,測試結(jié)束
9. 多組分競爭吸附穿透和脫附的過程?
吸附穿透:取1g左右樣品裝入穿透柱中,在規(guī)定溫度下活化一段時(shí)間?;罨瓿珊髮⒋┩钢鶑幕罨癄t中取出,置于測試溫度的水浴中降溫冷卻,直到溫度和質(zhì)譜信號穩(wěn)定。信號穩(wěn)定后,切換入口濃度四通閥使氣路狀態(tài)為穿透柱部分氣路獨(dú)立,開始配氣。使用MFC控制測試氣體的流速。觀察質(zhì)譜信號穩(wěn)定后,再次切換入口濃度四通閥開始吸附穿透,直到測試氣體信號再次上升至與配氣時(shí)信號強(qiáng)度相當(dāng),并走平后,表示已經(jīng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,吸附劑吸附飽和,測試結(jié)束
脫附測試:吸附測試結(jié)束之后,將吸附穿透柱拆下,裝上空白穿透柱,惰性氣體吹掃一段時(shí)間去除腔體內(nèi)殘存的原料氣;等待質(zhì)譜信號走平后,將吸附穿透柱裝上,并以一定的升溫速率和惰性氣體氣流速進(jìn)行脫附測試,z終溫度為規(guī)定溫度,等到質(zhì)譜信號再次走平后脫附結(jié)束。
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