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程序升温化学吸附仪TPD/TPR 所属栏目:吸附类


TPD/TPR/TPO的定义

TPD(温度程序脱附)

TPD技术通过在程序升温条件下,将吸附在材料表面的气体分子脱附,分析脱附过程中的温度变化和气体浓度变化,从而研究材料的吸附性质。例如,NH₃-TPD常用于研究催化剂的酸性位,CO₂-TPD用于研究碱性位。

TPR(温度程序还原)

TPR技术通过在程序升温条件下,利用还原性气体(如H₂)还原材料表面的氧化物,分析还原过程中的温度变化和气体消耗,从而研究材料的还原性质。它常用于研究催化剂的氧化还原能力、活性组分与载体的相互作用等。

TPO(温度程序氧化)

TPO技术通过在程序升温条件下,利用氧化性气体(如O₂)氧化材料表面的还原性物质,分析氧化过程中的温度变化和气体消耗,从而研究材料的氧化稳定性。

工作原理

程序升温化学吸附仪的工作原理基于动态分析过程。样品在特定气氛中(如惰性气体或反应气体)以一定的升温速率加热,反应后的气体组成和浓度会发生变化。通过热导检测器(TCD)或质谱检测器(MS)记录这些变化,生成温度与气体浓度变化的曲线。

例如,在TPD测试中,吸附在材料表面的气体分子在升温过程中逐渐脱附,脱附温度和脱附量反映了材料表面吸附位点的强度和数量。

应用领域

催化剂研究

研究催化剂表面的酸碱性、活性位点类型和数量。

分析催化剂的氧化还原性质,优化催化剂的合成工艺。

研究催化剂的失活和再生机制。

材料科学

表征材料的表面吸附性能,设计高效吸附材料。

研究材料的氧化还原稳定性。

环境与能源

分析废气处理催化剂的吸附和反应性能。

研究新能源材料(如燃料电池催化剂)的化学性质。

优势

高灵敏度和高分辨率:能够检测微小的化学变化,提供详细的表面性质信息。

多功能性:一台仪器可实现TPD、TPR、TPO等多种分析功能。

动态分析:通过程序升温,模拟实际反应条件,研究材料在不同温度下的行为。

定量分析:结合质谱检测器,可以定量分析反应气体的消耗和生成。

注意事项

检测器选择:TCD检测器适用于气体浓度变化的定性分析,而质谱检测器可用于定量分析和确认反应产物。

样品预处理:样品需经过严格的预处理,以去除表面杂质,确保测试结果的准确性。

气氛选择:根据研究目标选择合适的反应气体和载气,以获得最佳的测试效果


测试项目:

TPD:NH3,CO2,O2,H2,CO(常规都是10%混合气),常规条件测到700℃

TPR:H2,CO(常规都是10%混合气),常规条件测到800℃

TPO:O2(常规都是10%混合气)

CO分散度测试:测金属的分散度情况(CO脉冲)

仪器检测器:TCD,质谱

更多测试要求请咨询客户经理;


样品要求:

常规都是粉末、颗粒状样品,粒度为 40-80 目;

样品需充分干燥,样品量不得少于100mg;

如有块状、薄膜样品需考虑气体分子能否扩散到样品里面,需要事先跟客户经理沟通确认。

要求样品不含硫、卤素等,测试温度范围内,样品稳定,不能产生腐蚀性气体。

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