方案摘要
方案下载应用领域 | 石油/化工 |
检测样本 | 催化剂 |
检测项目 | 理化分析 |
参考标准 | 微量热 |
Sensys Evo微量热仪与气体吸附仪联用; Sensys Evo还可以加载Setaram独有的全对称光电天平实现TG-DSC联用,通过TG法对气体吸附进行定量
即插即用-微量热仪与气体吸附仪原位联用表征催化剂吸附过程
A adsorption-microcalorimetry system for studies of adsorption processes on solid catalysts
固体催化剂对气相的吸附一直是异相催化领域的研究重点,而各类吸附仪一直是此类研究中必不可少的基础设备,使用吸附仪可以精确测定样品的吸附量,而吸附过程的另一重要信息-吸附热-则通常需要通过计算得到,通过非直接的简化模型计算的吸附热不仅误差难以估量,也无法区分表面吸附过程不同阶段的能量差异,因此其应用非常有限。吸附热的直接测定可以由量热仪或DSC来完成,尤其是三维卡尔维式微量热仪,因具有测量准确,样品适应性强等特点,可以作为吸附热直接测量的可靠工具。常见的吸附热测定系统通常包含微量热仪,自建的真空及进气系统,因为需要自行搭建系统并手动采集吸附数据并计算吸附量,需要研究者具备较强的背景知识及动手能力,应用并不十分广泛。
本方案介绍的是将两台成熟的商业化仪器经简单适配即直接相连,同步测试并通过仪器标配软件同时得到吸附热及吸附量数据,省掉了繁复的装置搭建过程同时避免手动计算带来的误差。Sensys Evo快速微量热仪具有温度范围宽广,升降温速度快等优点,不仅可以测定恒温吸附热,也可以进行原位样品预处理,实现一站式解决方案。此方案更多详情可以参考此篇文献:https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5024253
联用装置硬件示意图如下:Sensys Evo使用中部带有多孔石英平台的石英管反应器模拟固定床,两端连接到气体吸附仪的对应出/入口,脉冲进气由气体吸附仪控制,工作气体流经量热仪传感器并与样品发生反应,尾气流回气体吸附仪并由TCD检测器进行定量检测。
下图为典型的联用微量热数据及TCD曲线,实验开始时的数个脉冲对应完全吸附,最 后达到吸附平衡。
样品:Pd/CeO2 catalyst (Pd loading: 5.4 wt. %)
工作气体:CO/He 5%/2%/1%
预处理过程: 5% H2/Ar, 200 ◦C 吹扫 30 min,然后 氦气吹扫一小时
吸附测试温度: -50 /-100℃
下图(左)为积分吸附热及吸附量与进气脉冲数的关系,由此可以得到下图(右)-归一化吸附热-吸附量曲线,并可由此区分样品表面三组不同的吸附位。
除了与气体吸附仪联用,Sensys Evo还可以加载Setaram独有的全对称光电天平实现TG-DSC联用,通过TG法对气体吸附进行定量,如下图所示例子:
样品:沸石
工作气体:氨气(NH3)
预处理: 氧化硅坩埚, 在He气氛中20℃/min 升温至 550°C ,然后以 10℃/min降温至 120℃
等温吸附过程: 120℃ 通NH3 15min
热脱附过程: 10°C/min 加热至550°C
Sensys Evo参数:
温度范围:-120~830℃
程控升降温速率:0.01~30K/min
样品池/坩埚最 高承受压力:500bar,600℃
样品池/坩埚最 高可监控压力:400bar,600℃
气路:3路载气,1路反应/辅助气, 可实现两路气体的混合
气氛:氧化,还原(H2,CO),腐蚀(H2S,NH3),水蒸气
STA表征硫化橡胶组分含量
STA测定尼龙66样品水分和挥发物含量
DSC评价发泡剂热危险性
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