程序升溫吸附儀是用于化學(xué)、化學(xué)工程以及材料科學(xué)領(lǐng)域的重要分析儀器。其基本原理基于化學(xué)吸附現(xiàn)象,即吸附質(zhì)分子與固體表面原子(或分子)之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移、交換或共有的過程,形成化學(xué)吸附鍵。通過程序升溫的方式,可以研究吸附質(zhì)與固體表面在不同溫度下的相互作用,進(jìn)而揭示固體表面的物理和化學(xué)性質(zhì)。
1、開機(jī)準(zhǔn)備
檢查氣路,確保實(shí)驗(yàn)所需的氣體已連接到相應(yīng)的氣路上。
打開氣體閥門,將氣體壓力控制在0.3 MPa左右。
開啟電腦和儀器電源,啟動(dòng)相關(guān)軟件,預(yù)熱半小時(shí)以確保TCD檢測(cè)器達(dá)到指d溫度(如100℃)。
2、樣品準(zhǔn)備
根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求稱量一定質(zhì)量的粉末樣品。
將樣品裝入U(xiǎn)型管中,并安裝到化學(xué)吸附儀上。
3、預(yù)處理
在惰性氣體(如He或Ar)氣氛下,對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理,以去除表面吸附的雜質(zhì)。例如,可以在400℃下預(yù)處理1小時(shí)。
預(yù)處理后,冷卻樣品至室溫或更低溫度(如100℃),以準(zhǔn)備后續(xù)的吸附實(shí)驗(yàn)。
4、吸附過程
注入含有探針分子的氣體(如NH3、CO2、H2/CO等),使催化劑表面達(dá)到吸附飽和。
使用惰性氣體吹掃以去除物理吸附的探針分子,確保只有化學(xué)吸附的分子留在催化劑表面。
5、程序升溫脫附
設(shè)置升溫參數(shù),如升溫速率(通常為10℃/min)和升溫范圍(根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求確定)。
開始升溫脫附過程,同時(shí)記錄探針分子脫附與溫度變化的曲線。
6、數(shù)據(jù)處理
使用數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,包括信號(hào)峰的擬合、分峰、積分、微分和疊加處理等。
根據(jù)處理結(jié)果獲取樣品的特征信息,如催化劑的表面特征、表面酸性/堿性位點(diǎn)分布、活化能、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)等。
7、注意事項(xiàng)
確保實(shí)驗(yàn)過程中使用的氣體純度高,以避免污染TCD檢測(cè)器。
在進(jìn)行低于室溫或H2-TPR實(shí)驗(yàn)時(shí),一定要加冷阱以防止水汽污染TCD。
處理和分析溫度要低于樣品的不穩(wěn)定溫度至少20~50℃。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,及時(shí)關(guān)閉氣體閥門和儀器電源,清理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場。