程序升温反应ppt课件.ppt

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1、第三部分程序升温反应催化基础研究方法3.1概述定义：程序升温反应技术是在反应升温速率受控的条件下，连续检测反应体系输出变化的一种表征方法。技术前提：程序升温技术，即时检测技术用途：用于检测催化剂体系内各物种的消耗情况程序升温脱附(Temperature-ProgrammedDesorption)程序升温还原(Temperature-ProgrammedReduction)程序升温分解(Temperature-ProgrammedDecomposition)程序升温氧化(Temperature-ProgrammedOxidation)程序升温硫化(T

2、emperature-ProgrammedSulfuration)程序升温滴定(Temperature-ProgrammedTitration)程序升温碳化(Temperature-ProgrammedCarbonation)程序升温再氧化(Temperature-ProgrammedRe-Oxidation)程序升温表面反应(Temperature-ProgrammedSurfaceReaction)共进料程序升温反应(Co-feedTemperature-ProgrammedReaction)热重分析(ThermoGravimetricAnal

3、ysis)差热分析(DifferentialThermalAnalysis)差示扫描量热(DifferentialScanningCalorimetry)逸出气体分析（EvolvedGasAnalysis)程序升温反应曲线的形状释放型速率曲线检测对象浓度增加消耗型速率曲线检测对象浓度降低TITI丝光沸石表面酸性位的表征例一NH3-TPD例二H2-TPR负载型贵金属催化剂表面氧化物种的表征例三H2-TGA负载型Ni/Al2O3催化剂复合氧化物活性相形成条件的判断3.2数学模型程序升温反应曲线包含信息定性定量动力学峰数目（物种种类）峰位置（物种反应性）

4、峰面积（物种相对密度）峰形（能量因素，机理以及反应位微观构成）表面物种覆盖度及吸附量的变化速率当升温速率恒定，则代入，得TPD&TPSR当载气流速恒定时，尾气中脱附产物浓度变化率与覆盖度变化率有简单比例关系，所以，在脱附极大时。解方程，得代入，取对数得TPD&TPSR不发生再吸附场合，则表面能量均匀，反应满足质量作用定律，则速率常数可表示为代入上式，得覆盖度随温度变化的速率TPD&TPSR如果是一级反应，即A*A+*,则简化为通过改变升温速率或图形分析法，可以求得相应的脱附动力学参数：脱附活化能Ed，指前因子如发生再吸附，则根据物料平衡，可导出T

5、PD的方程可见，根据Tm~Fc的关系，可以判断是否发生了再吸附TPD&TPSRTPR过程中的还原气体消耗速率可以表示为与TPD方程类似的变换，得到TPR的P-W形式取对数，得Detector~TPCMFCPurgeGas信号温度系统构成3.3程序升温反应的技术实现检测器类型气相色谱四极质谱热天平差示热电偶量热仪其它联用设备简单，容易实现，对某些组成检测灵敏度高；气路设计复杂，测试局限性较大，且当尾气组成复杂，特征峰定性难度加大检测器类型气相色谱四极质谱热天平差示热电偶量热仪其它联用检测灵敏度较高，且能进行质量分辨，对多组分尾气的分析尤为合适，为最通

6、用的检测手段当核质比相同时，无法进行质量分辨；高背景下的微弱信号不易检出检测器类型气相色谱四极质谱热天平差示热电偶量热仪其它联用通过检测样品在程序升温状态下的重量变化检测反应进程，适合高背景，低浓度的测试反应产物鉴定需要联合测试检测器类型气相色谱四极质谱热天平差示热电偶量热仪其它联用监视反应热效应变化，能够跟踪无逸出气体或无重量变化的过程，如相变等过程，且可以进行反应能量变化的估算对未知体系的特征峰定性难度较大检测器类型气相色谱四极质谱热天平差示热电偶量热仪其它联用差示热电偶的改进型，通过功率补偿原理，使得测试保持在准平衡状态下进行，量热精度更高仪

7、器的使用条件比较苛刻，不适合高温段测试检测器类型气相色谱四极质谱热天平差示热电偶量热仪其它联用振动光谱，压力传感器，流量传感器，交流阻抗测试等等检测器类型气相色谱四极质谱热天平差示热电偶量热仪其它联用取长补短，联合测试接口技术复杂，多需专用设备吸附质载气预处理气体N2或H2反应器TCD脉冲预吸附方式色谱法TPD气路接线图几种典型的气路接线方式载气预处理气体反应器TCD加接净化管连续吸附方式色谱法程序升温反应气路接线图预处理气体反应器QMS吹扫气质谱法TPD气路接线图一预处理气体反应器QMS吹扫气质谱法TPD气路接线图二3.4四极质谱质谱：带电原子、

8、分子或分子碎片按荷质比的大小顺序排列的谱。质谱仪：用照相法同时记录多种离子组分质谱计：用电测法分别检测单一离子组分质谱仪的