程序升温化学吸附分析仪(TPD/TPR/TPO)

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1、测试结果中包括Excel原始数据和PDF谱图。(以实际收到的结果为准,不同仪器上传结果可能会存在差异)

2、以Co3O4粉末为例,H2-TPR测试结果如下所示:

3、以ZSM-5粉末为例,NH3-TPD测试结果如下所示:

1.一般为粉末或者颗粒状样品(粉末40-80目即可,不要太细),样品质量100-200mg;对于密度比较小的样品,尽量制成颗粒,否则容易导致样品在管内堆积严重,气流不稳,造成信号波动;

2.块状、薄膜样品气体分子一般不宜扩散到样品里面;

3.样品需要充分干燥,同时提供样品具体成分,样品在整个过程必须稳定,在测试过程中不与坩埚反应,在测试温度范围内不发生分解,样品本身升温过程中不能分解或产生其他气体;若没有测试过热重数据,可在送样前自行在测试最高温度下焙烧处理,保证样品稳定;

4.C材料、C3N4、MOF等材料或制备温度低于测试温度,需要提供TG;酸根,含S、F、Cl5%以下可以测,磺酸基团不行;碱性较强的材料,K2O、Na2CO3、NaOH等,会腐蚀石英管反应器,此类材料无法测试;有机物/有机质样品在惰性气氛下升温时易分解成黏糊糊的油状物,一般不接受此类样品

样品粒度40-80目即可。颗粒不要太细,太细通入载气时容易被带出来,如果偏细测试一般需要塞石英棉。测完样品无法回收。

负值只是检测器信号显示方式,数据重新处理下即可,纵坐标统一乘以-1

1.TCD检测器:(Thermalconductivitydetector))

TCD检测器全称热导池检测器,是利用被测组分和载气的热导系数不同而响应的浓度型检测器。

基本原理:由于每种物质的导热能力不同(即散热能力不同),当某一物质的浓度发生变化时,导致热敏电阻阻值发生变化以及产生电流信号变化;记录电流信号变化即可反映气体组成变化情况。

TCD是热导检测器,不能区分气体,只要有信号都会出峰,如果样品分解产生气体(如CO、CO2)、吸附气体可能与样品在升温过程中相互反应、样品中存在金属,可能会出现催化分解吸附气体.

2、MS检测器:(Massspectrumdetector)

基本原理:使待测的样品分子气化,用具有一定能量的电子束(或具有一定能量的快速原子)轰击气态分子,使气态分子失去一个电子而成为带正电的分子离子。

分子离子还可能断裂成各种碎片离子。所有的正离子在电场和磁场的综合作用下按质荷比(m/z)大小依次排列而得到谱图。

可见,当采用TCD检测器时,根据TCD工作原理,以下情况所获得数据可能存在与预期不符,需结合自己样品进行具体分析。

1)样品分解产生气体(如CO、CO2);

2)由于预处理温度不当,不能除去在空气中吸附的气体(如H2O、CO2等);

3)吸附气体可能与样品在升温过程中相互反应(如H2、CO对载体的还原);

4)样品中存在金属,可能会出现催化分解吸附气体的情况(例如NH3-TPD过程中,样品中含有Ru等贵金属就可能会催化NH3分解)。如果存在以上情况,测试时有条件时可考虑质谱检测器。

对于脱附产物产生怀疑时,最好用MS来确认!

尽管质谱数据能够反应具体物质信息,但使用不当,也会造成错误解读:①同一个物质会出现多种信号,如CO2可以出现44/28/32/16,但强度有差异且固定;②同一个质荷比可能来自于不同物质,比如16可能来自H2O、NH3、CO、CH4、CO2、O2等;例如氧化物的NH3的脱附发生在50-300区间,高温段的16或17都是其他物质的信号,需要综合分析。

总而言之用一句话概括:TCD没法区分气体,只有有变化都会出峰;MS可以检测指定的小分子。

1mmol/g=22.4cm3/g

一般样品会建议预处理温度200~500度左右,预处理的目的主要是为了去除样品表面吸附的水分与其他杂质,在样品稳定的前提下可以酌情高一点,如果样品不耐高温,也建议预处理温度在100度以上,否则可能水分脱除不完全。

1)选择检索方式

2)输入分子式

例如C2H4,勾选Massspectrum,点击Search,即可产生结果(若对应多种物质,会要求进一步选择)。

3)得到C2H4在质谱中所可能出现的质荷比

我们可以看到乙烯可以在很多位置出峰,其中最强峰在m/z=28,次强峰在m/z=27。假如样品中没有其他物质在m/z=28的位置有重叠峰,那我们就可以直接参考m/z=28的数据作为乙烯的峰哦!

不过在使用MS检测器时需注意以下问题:

1)一个质荷比数有可能对应较多种物质或物质片段,例如m/z=28,可能是CO、N2、C2H4或C2H6、或CO2在质谱中的碎片;

2)一个物质也可能存在较多的质量数,例如NH3会产生m/z=16和17、H2O会产生m/z=18和17等等。

因此,采用MS检测器时也需要合理的选择质荷比(避开重叠的质荷比)以及气体组成(例如分析CO时,不能采用N2为载气),并结合样品信息,进行理性分析和判断。

材料存在分解原则上是不能采用TCD检测器进行测试,分解的信号会计入TCD检测器,TCD就会出峰,可以采用MS检测器,检测指定小分子,若样品产生腐蚀性气体(H2S,SO2,HCl等),以及高沸点液相物质,则测试温度不宜高于分解温度

在升温初始阶段会存在H2释放的过程,就是倒峰,这个与H2-TPD的过程类似,样品表面在走TCD基线时存在一定氢气吸附,随后在升温时候脱附出来,贵金属测TPR升温的起始温度尽可能的低一些(40度以下)

高温阶段的峰往往与CO2或晶格氧有关。如果信号强度显著高,可能与分解有关。具体建议根据TG或使用质谱检测器确认。

9:00—18:00(法定节假日除外)

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