【摘要】 研究催化剂表面酸性最常见的方法就是碱性气体吸附-TPD技术,它的优点在于可以原位进行、重复性好,设备简单、可以同时获得固体催化剂表面酸量、酸强度以及酸强度分布等信息。

TPD在科研中具有研究催化剂表面酸碱性(NH3-TPD、CO2-TPD)以及NO-TPD、H2-TPD、O2-TPD、CO-TPD等,下面逐一为大家进行介绍。

1、NH3-TPD用于研究催化剂表面酸性

研究催化剂表面酸性最常见的方法就是碱性气体吸附-TPD技术,它的优点在于可以原位进行、重复性好,设备简单、可以同时获得固体催化剂表面酸量、酸强度以及酸强度分布等信息。

酸性中心的定量测定过程包括

(1)NH3-TPD进行升温,以HCI吸收已经脱附出来的NH3,再用NaOH进行反滴定,最后定量计算脱附的NH3量,即总酸量。

(2)进行酸强度的测定。

(3)用于区分B酸和L酸,采用吡啶吸附的IR。

具体应用实例如图1所示,图中存在两个峰,分别位于260℃和510℃,说明在此分子筛表面存在两个酸中心,依次为中强酸中心和强酸中心,相应的酸量通过对分面积进行积分得出。

图1. NH3-TPD图谱[1]

 

2、CO2-TPD用于研究催化剂表面碱性

碱催化的机理为:L酸中心能够吸引电子对,把C-H中的H-脱去,形成正碳离子;而L碱中心能够供给电子对,把C-H中的H+脱去,形成负碳离子。

CO2可用作酸性探针用来表征催化剂表面的碱性,如图2所示,在393,443和543K处存在三个脱附峰,表明在该催化剂的表面存在三个具有不同碱性强度的活性中心。

图2. CO2在催化剂上吸附的TPD图[2]

 

由于篇幅有限,剩下的几种应用及案例分析将在下期继续为大家介绍。

 

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