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              化學吸附儀(TPD/TPR/TPO)在催化劑表面活性位的應用
              來源: 時間:2025-07-16 15:10:31 瀏覽:328次

              化學吸附儀(TPD/TPR/TPO)在催化劑表面活性位的應用


              在多相催化劑的理性設計與性能優化進程中,精準解析活性位點的本征屬性(包括類型、強度、密度及動態行為)是構筑構效關系的基石。化學吸附儀的程序升溫脫附/還原/氧化(TPD/TPR/TPO)技術憑借其溫度依賴的脫附、還原及氧化行為解析能力,為催化活性位點的定性與定量表征提供了核心方法論。


              一、活性位點識別與定量

              /堿性位點分析

              NH?/CO?-TPD 可區分酸/堿位類型及強度分布。例如:

              Sr-La/硅灰石催化劑中,CO?-TPD顯示 Sr?.?La?.?/wollastonite 在高溫區(>600°C)存在強堿位,與生物柴油產率正相關;

              WO?/CeZrO?催化劑通過NH?-TPD證實 中等酸位(~300°C NO?吸附-選擇性還原的關鍵活性位。

              酸性位點量化:FTIR結合吡啶吸附可直接區分 Lewis酸(~1450 cm?1)  Br?nsted酸(~1540 cm?1)。

              金屬活性位表征

              H?-TPD/CO-TPD 揭示金屬分散度與吸附強度:

              Pd@CeZrO?中,CO-TPD顯示 表面Y摻雜 增強Pd-CO鍵弱化作用,提升低溫催化活性;

              Ni-Mg?-Ce催化劑中H?-TPD表明 Ce促進H?解離吸附,加速氨分解制氫。

              鉑族金屬的CO耐受性可通過 脈沖CO-TPD 評估,如Pt?Ni?/N-rGOCO脫附峰溫較Pt/C降低~100°C。


              二、氧化還原位點與表面氧行為

              氧物種動態分析

              O?-TPD 區分吸附氧(Oα)與晶格氧(Oβ):

              Co?O?|ZrO?催化劑中,還原-氧化預處理后 Oβ脫附峰溫從743°C降至733°C,表明界面氧遷移能力增強;

              Pd/FeCrAl電催化劑的O?s XPS顯示 吸附氧比例從18.6%增至45.1%,與甲苯氧化活性正相關。氧脫附行為對比

              氧脫附行為對比


              還原性能與金屬-載體相互作用

              H?-TPR 量化氧化物的可還原性:

              Ni/γ-Al?O?-La?O?中, La?O?修飾使NiO還原峰溫降低50°C,提升葡萄糖氣化活性;

              -鐵氮氧化物催化劑通過H?-TPR驗證 Fe3?→Fe2?還原步驟主導ORR活性。


              三、技術聯用與局限性

              多技術協同解析

              TPD-XPS組合 揭示表面組成與吸附構效:如Cu-SSZ-34水熱老化后,Cu?位點減少量(13.6 μmol·g?1)與O?s結合能偏移直接關聯。

              TPR-TPO循環 評估抗積碳性:NiFe-MgAl雙功能催化劑經乙醇重整后,積碳氧化峰溫(~550°C 顯著低于傳統Ni基催化劑。

              方法學局限性與改進

              傳質干擾:快速再吸附可能導致TPD峰形失真,需結合動力學模型修正。

              "死金屬"問題:碳載Pd催化劑中部分金屬被包裹,TPD僅探測暴露位點,需輔以電子顯微鏡驗證。


              結論

              TPD/TPR/TPO技術通過脫附/還原/氧化行為的溫度依賴特性,實現了活性位點類型、密度、強度的精準解析。當前挑戰在于復雜反應環境下的原位表征開發,以及多組分體系的定量解耦。

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              全部 3小時前 四川
              文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具?,F代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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