




化学吸附分析,包括程序升温脱附(Temperature Programmed Desorption, TPD)、程序升温还原(Temperature Programmed Reduction, TPR)和程序升温氧化(Temperature Programmed Oxidation, TPO),是一系列用于研究催化剂和材料表面性质的实验技术。TPD:样品在一定温度下与吸附质接触,达到饱和吸附后,将系统进行程序升温,同时测量从样品表面脱附的气体量。用于确定催化剂表面的吸附能力和吸附质的结合强度,分析催化剂的活性位点。
TPR:在惰性气体或还原性气体(如H2)中,将含有催化剂的样品进行程序升温,测量还原过程中消耗的气体量。用于研究催化剂的还原特性,如氧化态金属的还原温度和还原能力,评估催化剂的还原活性。
TPO:样品在氧气或其他氧化性气体中进行程序升温,测量氧化过程中的气体消耗或生成量。用于分析材料的氧化稳定性和氧化过程,研究催化剂的失活机理。
样品要求
1、粉末/颗粒状样品:提供100-200mg(粉末40-80目即可,不要太细);对于密度比较小的样品,尽量制成颗粒,否则容易导致样品在管内堆积严重,气流不稳,造成信号波动。
2、块状/薄膜样品气体分子一般不宜扩散到样品里面;
3、样品需要充分干燥,同时提供样品具体成分,样品在整个过程必须稳定,在测试过程中不与坩埚反应,在测试温度范围内不发生分解,样品本身升温过程中不能分解或产生其他气体;若没有测试过TG数据,可在送样前自行在测试最高温度下焙烧处理,保证样品稳定
4、C材料、C3N4 、MOF等材料或制备温度低于测试温度,需要提供TG;
5、酸根,含S 、 F 、 Cl 5%以下可以测,磺酸基团不行;
6、碱性较强的材料,K2O 、 Na2CO3 、 NaOH等,会腐蚀石英管反应器,此类材料无法测试;
7、有机物/有机质样品在惰性气氛下升温时易分解成黏糊糊的油状物,一般不接受此类样品;
8、测试温度必须低于样品制备过程中处理温度;常规测试起始温度约50℃,数据采集温度低于50℃请联系我们;
9、在TPD测试时,吸附气体的浓度可不做要求,只要吸附饱和即可。

测试结果中包括Excel原始数据和PDF谱图。(以实际收到的结果为准,不同仪器上传结果可能会存在差异)

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TCD和质谱检测器有什么区别?
1. TCD检测器:(Thermal conductivity detector))
TCD检测器全称热导池检测器,是利用被测组分和载气的热导系数不同而响应的浓度型检测器。
基本原理:由于每种物质的导热能力不同(即散热能力不同),当某一物质的浓度发生变化时,导致热敏电阻阻值发生变化以及产生电流信号变化;记录电流信号变化即可反映气体组成变化情况。
TCD是热导检测器,不能区分气体,只要有信号都会出峰,如果样品分解产生气体(如CO、CO2)、吸附气体可能与样品在升温过程中相互反应、样品中存在金属,可能会出现催化分解吸附气体.
2、MS检测器:(Mass spectrum detector)
基本原理:使待测的样品分子气化,用具有一定能量的电子束(或具有一定能量的快速原子)轰击气态分子,使气态分子失去一个电子而成为带正电的分子离子。
分子离子还可能断裂成各种碎片离子。所有的正离子在电场和磁场的综合作用下按质荷比(m/z)大小依次排列而得到谱图。
可见,当采用TCD检测器时,根据TCD工作原理,以下情况所获得数据可能存在与预期不符,需结合自己样品进行具体分析。
1)样品分解产生气体(如CO、CO2);
2)由于预处理温度不当,不能除去在空气中吸附的气体(如H2O、CO2等);
3)吸附气体可能与样品在升温过程中相互反应(如H2、CO对载体的还原);
4)样品中存在金属,可能会出现催化分解吸附气体的情况(例如NH3-TPD过程中,样品中含有Ru等贵金属就可能会催化NH3分解)。如果存在以上情况,测试时有条件时可考虑质谱检测器。
对于脱附产物产生怀疑时,最好用MS来确认!
尽管质谱数据能够反应具体物质信息,但使用不当,也会造成错误解读: ①同一个物质会出现多种信号,如CO2可以出现44/28/32/16,但强度有差异且固定; ②同一个质荷比可能来自于不同物质,比如16可能来自H2O、NH3、CO、CH4、CO2、O2等; 例如氧化物的NH3的脱附发生在50-300区间,高温段的16或17都是其他物质的信号,需要综合分析。
总而言之用一句话概括:TCD没法区分气体,只有有变化都会出峰;MS可以检测指定的小分子。
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样品颗粒大小多少合适?
样品粒度40-80目即可。颗粒不要太细,太细通入载气时容易被带出来,如果偏细测试一般需要塞石英棉。测完样品无法回收。
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在TPD测试中,定量分析得到的脱附量单位可能为cm3/g或者mmol/g,它们之间怎么换算?
1mmol/g=22.4cm3/g

