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- 優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)
1） 樣品處理開(kāi)始后樣品池中真空度可達(dá)到10-3 Pa；
2） 樣品測(cè)量過(guò)程中各樣品可同時(shí)或分別進(jìn)行預(yù)處理、吸附、脫附探針?lè)肿樱?/font>
3） 測(cè)量所需探針?lè)肿訛樗嵝曰驂A性分子，高硼硅玻璃材質(zhì)避免了各類(lèi)氣體的相互污染；
4） 真空處理系統(tǒng)由機(jī)械泵與玻璃四 擴(kuò)散泵串聯(lián)組成，可滿足樣品測(cè)試所需的高真空度的要求，具有抽速快、體積小、噪音低、操作簡(jiǎn)單、使用方便等特點(diǎn)；
5） 低真空部分主要是抽除系統(tǒng)中的高濃度氣體或吸附的殘余氣體；
6） 各部分節(jié)門(mén)選用高硼硅玻璃節(jié)門(mén)，滿足系統(tǒng)高真空的要求，透明性操作，便于調(diào)試；
7） 真空測(cè)量?jī)x使用數(shù)顯高精密真空計(jì)；
8） 本系統(tǒng)所配透過(guò)式石英紅外吸收池，可對(duì)樣品進(jìn)行陪燒、流動(dòng)氧化還原、抽空脫氣、吸附反應(yīng)等處理過(guò)程，可隨時(shí)移入或移出到紅外光譜儀的光路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)樣品的加熱溫度 高可達(dá)450度；
9） 波紋管更換方便。
10）高真空系統(tǒng)和原位紅外吸收池可按客戶要求進(jìn)行更改和定制。
產(chǎn)品應(yīng)用
1 吸附態(tài)研究和催化劑紅外光譜表征
紅外光譜已經(jīng)廣泛應(yīng)用于催化劑表面性質(zhì)的研究，其中 有效和廣泛應(yīng)用的是研究吸附在催化劑表面的所謂“探針?lè)肿?rdquo;的紅外光譜，如：NO、CO、CO2、NH3、C3H5N等，紅外光譜表征可以提供催化劑表面尤其是原位反應(yīng)條件下催化劑表面存在的“活性中心”和表面吸附物種的信息，因此對(duì)于揭示催化反應(yīng)機(jī)理十分重要。
1.1 CO吸附態(tài)研究
CO具有很高的紅外消光系數(shù)，其未充滿的空軌道很容易同過(guò)渡金屬相互作用，同時(shí)許多重要的催化反應(yīng)如羰基合成、水煤氣合成、費(fèi)托合成等均與CO密切相關(guān)，因此，研究CO在過(guò)渡金屬表面的吸附態(tài)是 項(xiàng)十分廣泛的研究課題。
1.2催化劑表面組成測(cè)定
合金催化劑表面組成與體相組成的差異會(huì)導(dǎo)致催化劑的性能顯著不同，因此，測(cè)定催化劑的表面組成對(duì)理解反應(yīng)的活性位相當(dāng)重要。利用兩種氣體混合物在雙組份過(guò)渡金屬催化劑表面上的競(jìng)爭(zhēng)吸附，并通過(guò)紅外光譜測(cè)定其強(qiáng)度，可以方便地測(cè)定雙金屬負(fù)載催化劑的表面組成。典型的例子是CO和NO在Pt-Ru雙金屬催化劑上共吸附的紅外光譜。
1.3幾何效應(yīng)和電子效應(yīng)研究
在高分散金屬催化劑中引入 二金屬組元，由于金屬間的幾何效應(yīng)和電子效應(yīng)可顯著改變催化劑的吸附性能從而改變催化活性。如在Pd-Ag/SiO2催化劑體系中，Ag對(duì)Pd起稀釋作用，當(dāng)Ag含量增加，成雙存在的Pd濃度減少，因而橋式CO減少，線式CO增加，說(shuō)明幾何效應(yīng)改變了CO在Pd-Ag/SiO2體系中的吸附性能，同時(shí)，隨Ag含量的增加，CO吸附譜帶紅移加大，說(shuō)明Pd-Ag之間存在電子效應(yīng)。
1.4吸附分子相互作用研究
CO吸附在過(guò)渡金屬表面時(shí)存在d-π反饋，nco同d-π反饋程度有有關(guān)，而d-π反饋程度與金屬本身的d軌道情況有關(guān)，因此，通過(guò)CO吸附態(tài)的紅外吸收光譜的化學(xué)位移，可以考察其它分子與CO共同吸附時(shí)導(dǎo)致的分子與金屬組元之間的電子轉(zhuǎn)移過(guò)程。如：當(dāng)能夠給出電子的Lewis堿與CO共吸附在Pt上時(shí)，根據(jù)d-π反饋原理，吸附在Pt上的CO伸縮振動(dòng)向低波數(shù)位移，而當(dāng)能夠接受電子的受體與CO共吸附在Pt上時(shí)，根據(jù)d-π反饋原理，吸附在Pt上的CO伸縮振動(dòng)向高波數(shù)位移。
2 氧化物、分子篩催化劑的紅外光譜表征
2.1 固體表面酸性測(cè)定
固體表面酸性位 般可看作是氧化物催化劑表面的活性位。在眾多催化反應(yīng)如催化裂化、異構(gòu)化、聚合等反應(yīng)中烴類(lèi)分子與表面酸性位相互作用形成正碳離子，該正碳離子是反應(yīng)的中間物種。正碳離子理論可以成功解釋烴類(lèi)在酸性表面上的反應(yīng)，也對(duì)酸性位的存在提供了有力證明。
為了表征固體酸催化劑的性質(zhì)，需要測(cè)定表面酸性位的類(lèi)型(Lewis酸，Bronsted酸)、強(qiáng)度和酸量。測(cè)定表面酸性的方法很多，如堿滴定法、堿性氣體吸附法、熱差法等，但這些方法都不能區(qū)分L酸和B酸部位。紅外光譜法則廣泛用來(lái)研究固體催化劑表面酸性，它可以有效區(qū)分L酸和B酸，在該方法中，常用堿性吸附質(zhì)如氨、吡啶、三甲基胺、正丁胺等來(lái)表征酸性位，其中應(yīng)用比較廣泛的是吡啶和氨。
2.2 氧化物表面羥基的研究
氧化物尤其是大比表面的氧化物的表面結(jié)構(gòu)羥基同許多催化反應(yīng)如脫水反應(yīng)、甲酸分解反應(yīng)等有關(guān)，而表面結(jié)構(gòu)羥基的性質(zhì)又同表面酸性有密切的關(guān)系，多年來(lái)，人們對(duì)氧化物表面羥基進(jìn)行了大量的研究，其中大部分研究著眼于氧化物表面羥基的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及同酸性中心的關(guān)系，進(jìn)而同催化劑的反應(yīng)性能相關(guān)聯(lián)。研究催化劑表面結(jié)構(gòu)羥基的方法很多，但卓有成效的是紅外光譜法。
2.3 氧化物表面氧物種研究
甲烷是烴類(lèi)分子中結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)、化學(xué)惰性的分子，從基礎(chǔ)研究角度認(rèn)識(shí)以甲烷為代表的低碳烴類(lèi)活化機(jī)理具有 大的學(xué)術(shù)意義。但是，甲烷分子很難吸附在催化劑表面上，因此很難直接觀察到它在氧化物表面的活化過(guò)程。而氧化物表面（尤其堿性氧化物表面）的氧物種研究由于表面存在 層穩(wěn)定的碳酸鹽使得對(duì)其研究十分困難。鑒于上述原因，氧化物表面氧物種的研究 直沒(méi)有取得重大進(jìn)展。近年來(lái)采用了“化學(xué)捕集”技術(shù)、同位素交換技術(shù)和低溫原位紅外光譜方法相結(jié)合應(yīng)用于上述研究取得了 些關(guān)于表面氧物種和甲烷活化的重要信息。
3 原位紅外光譜應(yīng)用于反應(yīng)機(jī)理研究
長(zhǎng)期以來(lái)人們研究了各種分子在催化劑表面的吸附態(tài)并獲得了許多重要的信息，但是這些信息都是在反應(yīng)沒(méi)有發(fā)生時(shí)測(cè)得的。而反應(yīng)條件下的吸附物種的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、性能與吸附條件下的吸附物種的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、性能有很大差別，因此，僅利用吸附條件下分別測(cè)得的吸附物種信息無(wú)法準(zhǔn)確闡明反應(yīng)機(jī)理，為此，進(jìn)行反應(yīng)條件下吸附物種的研究十分必要。而在反應(yīng)條件下催化劑表面吸附的物種并未都參與反應(yīng)，因此如何在多種吸附物種中識(shí)別出參與反應(yīng)的“中間物種”是非常重要的課題。原位紅外光譜可以測(cè)量催化劑在反應(yīng)狀態(tài)下吸附物種的動(dòng)態(tài)行為，因此可以獲得催化劑表面物種的動(dòng)態(tài)信息，并可據(jù)此推斷反應(yīng)機(jī)理。
1 吸附態(tài)研究和催化劑紅外光譜表征
紅外光譜已經(jīng)廣泛應(yīng)用于催化劑表面性質(zhì)的研究，其中 有效和廣泛應(yīng)用的是研究吸附在催化劑表面的所謂“探針?lè)肿?rdquo;的紅外光譜，如：NO、CO、CO2、NH3、C3H5N等，紅外光譜表征可以提供催化劑表面尤其是原位反應(yīng)條件下催化劑表面存在的“活性中心”和表面吸附物種的信息，因此對(duì)于揭示催化反應(yīng)機(jī)理十分重要。
1.1 CO吸附態(tài)研究
CO具有很高的紅外消光系數(shù)，其未充滿的空軌道很容易同過(guò)渡金屬相互作用，同時(shí)許多重要的催化反應(yīng)如羰基合成、水煤氣合成、費(fèi)托合成等均與CO密切相關(guān)，因此，研究CO在過(guò)渡金屬表面的吸附態(tài)是 項(xiàng)十分廣泛的研究課題。
1.2催化劑表面組成測(cè)定
合金催化劑表面組成與體相組成的差異會(huì)導(dǎo)致催化劑的性能顯著不同，因此，測(cè)定催化劑的表面組成對(duì)理解反應(yīng)的活性位相當(dāng)重要。利用兩種氣體混合物在雙組份過(guò)渡金屬催化劑表面上的競(jìng)爭(zhēng)吸附，并通過(guò)紅外光譜測(cè)定其強(qiáng)度，可以方便地測(cè)定雙金屬負(fù)載催化劑的表面組成。典型的例子是CO和NO在Pt-Ru雙金屬催化劑上共吸附的紅外光譜。
1.3幾何效應(yīng)和電子效應(yīng)研究
在高分散金屬催化劑中引入 二金屬組元，由于金屬間的幾何效應(yīng)和電子效應(yīng)可顯著改變催化劑的吸附性能從而改變催化活性。如在Pd-Ag/SiO2催化劑體系中，Ag對(duì)Pd起稀釋作用，當(dāng)Ag含量增加，成雙存在的Pd濃度減少，因而橋式CO減少，線式CO增加，說(shuō)明幾何效應(yīng)改變了CO在Pd-Ag/SiO2體系中的吸附性能，同時(shí)，隨Ag含量的增加，CO吸附譜帶紅移加大，說(shuō)明Pd-Ag之間存在電子效應(yīng)。
1.4吸附分子相互作用研究
CO吸附在過(guò)渡金屬表面時(shí)存在d-π反饋，nco同d-π反饋程度有有關(guān)，而d-π反饋程度與金屬本身的d軌道情況有關(guān)，因此，通過(guò)CO吸附態(tài)的紅外吸收光譜的化學(xué)位移，可以考察其它分子與CO共同吸附時(shí)導(dǎo)致的分子與金屬組元之間的電子轉(zhuǎn)移過(guò)程。如：當(dāng)能夠給出電子的Lewis堿與CO共吸附在Pt上時(shí)，根據(jù)d-π反饋原理，吸附在Pt上的CO伸縮振動(dòng)向低波數(shù)位移，而當(dāng)能夠接受電子的受體與CO共吸附在Pt上時(shí)，根據(jù)d-π反饋原理，吸附在Pt上的CO伸縮振動(dòng)向高波數(shù)位移。
2 氧化物、分子篩催化劑的紅外光譜表征
2.1 固體表面酸性測(cè)定
固體表面酸性位 般可看作是氧化物催化劑表面的活性位。在眾多催化反應(yīng)如催化裂化、異構(gòu)化、聚合等反應(yīng)中烴類(lèi)分子與表面酸性位相互作用形成正碳離子，該正碳離子是反應(yīng)的中間物種。正碳離子理論可以成功解釋烴類(lèi)在酸性表面上的反應(yīng)，也對(duì)酸性位的存在提供了有力證明。
為了表征固體酸催化劑的性質(zhì)，需要測(cè)定表面酸性位的類(lèi)型(Lewis酸，Bronsted酸)、強(qiáng)度和酸量。測(cè)定表面酸性的方法很多，如堿滴定法、堿性氣體吸附法、熱差法等，但這些方法都不能區(qū)分L酸和B酸部位。紅外光譜法則廣泛用來(lái)研究固體催化劑表面酸性，它可以有效區(qū)分L酸和B酸，在該方法中，常用堿性吸附質(zhì)如氨、吡啶、三甲基胺、正丁胺等來(lái)表征酸性位，其中應(yīng)用比較廣泛的是吡啶和氨。
2.2 氧化物表面羥基的研究
氧化物尤其是大比表面的氧化物的表面結(jié)構(gòu)羥基同許多催化反應(yīng)如脫水反應(yīng)、甲酸分解反應(yīng)等有關(guān)，而表面結(jié)構(gòu)羥基的性質(zhì)又同表面酸性有密切的關(guān)系，多年來(lái)，人們對(duì)氧化物表面羥基進(jìn)行了大量的研究，其中大部分研究著眼于氧化物表面羥基的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及同酸性中心的關(guān)系，進(jìn)而同催化劑的反應(yīng)性能相關(guān)聯(lián)。研究催化劑表面結(jié)構(gòu)羥基的方法很多，但卓有成效的是紅外光譜法。
2.3 氧化物表面氧物種研究
甲烷是烴類(lèi)分子中結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)、化學(xué)惰性的分子，從基礎(chǔ)研究角度認(rèn)識(shí)以甲烷為代表的低碳烴類(lèi)活化機(jī)理具有 大的學(xué)術(shù)意義。但是，甲烷分子很難吸附在催化劑表面上，因此很難直接觀察到它在氧化物表面的活化過(guò)程。而氧化物表面（尤其堿性氧化物表面）的氧物種研究由于表面存在 層穩(wěn)定的碳酸鹽使得對(duì)其研究十分困難。鑒于上述原因，氧化物表面氧物種的研究 直沒(méi)有取得重大進(jìn)展。近年來(lái)采用了“化學(xué)捕集”技術(shù)、同位素交換技術(shù)和低溫原位紅外光譜方法相結(jié)合應(yīng)用于上述研究取得了 些關(guān)于表面氧物種和甲烷活化的重要信息。
3 原位紅外光譜應(yīng)用于反應(yīng)機(jī)理研究
長(zhǎng)期以來(lái)人們研究了各種分子在催化劑表面的吸附態(tài)并獲得了許多重要的信息，但是這些信息都是在反應(yīng)沒(méi)有發(fā)生時(shí)測(cè)得的。而反應(yīng)條件下的吸附物種的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、性能與吸附條件下的吸附物種的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、性能有很大差別，因此，僅利用吸附條件下分別測(cè)得的吸附物種信息無(wú)法準(zhǔn)確闡明反應(yīng)機(jī)理，為此，進(jìn)行反應(yīng)條件下吸附物種的研究十分必要。而在反應(yīng)條件下催化劑表面吸附的物種并未都參與反應(yīng)，因此如何在多種吸附物種中識(shí)別出參與反應(yīng)的“中間物種”是非常重要的課題。原位紅外光譜可以測(cè)量催化劑在反應(yīng)狀態(tài)下吸附物種的動(dòng)態(tài)行為，因此可以獲得催化劑表面物種的動(dòng)態(tài)信息，并可據(jù)此推斷反應(yīng)機(jī)理。