華南理工催化劑表征作業(yè)

=0=0=0=0催化劑表征第三講程序升溫分析技術(shù)作業(yè):通過TPD、TPR技術(shù)可以獲得催化劑的定性定量性質(zhì)1.吸附活性中心的數(shù)目；2.脫附反應(yīng)的級數(shù)和活化能；3.表面能量分布。4.吸附在固體物質(zhì)表面不同吸附強(qiáng)度吸附物質(zhì)的數(shù)目；5.附物種的相對數(shù)量6.脫附物種在固體物質(zhì)表面的吸附強(qiáng)度；7.金屬催化劑的分散度，活性表面積。推導(dǎo)脫附活化能的公式：ecAi-ene=9=inmax

m脫附速率：YaYa=kdCAm總脫吸附數(shù)率dnY=-~dtY=-~dt=Yd-Ya設(shè):脫吸附過程中氣相不吸附，貝Wa=°，反映級數(shù)n=1a貝

dnY=-^t=kdnm6de—^__=kn6

mdtdmde疋=kde阿倫尼烏斯公式：Ek=Aexp|—皐d阿倫尼烏斯公式：Ek=Aexp|—皐dRTdeEdt=A6exp(―RTT=T0+ptdT=Bdt則：則：pdeE=A6exp(—RTdeAeEdT=Texp(—RT當(dāng)T=Tm時(shí)到達(dá)峰值，Yd最大敦=0ImTOC\o"1-5"\h\zdde

()=0dT*T=TAeEEAeET=Tm百RTexp(—rT―石exp(—T=TmeEAeE沽2—百exp(—詁mmE」Aehd—e—rt

怖=礦RTm

mTOC\o"1-5"\h\zEAEdln鳥—山仝—RTm

RT2BmmEAlnE—lnRT2=—d+ln_

dmR^BmElnEd—(lnR+lnT2)=—r*+lnA—lnBmE鳥+lnE—lnA—lnR=2lnT—lnBRTdm廠m得脫附活化能的公式：EE_+l^-i=2lnT—lnBR^ARmLm實(shí)驗(yàn)操作時(shí)必須保證試樣的大小合適不能過大導(dǎo)致氣體脫附的過程中出現(xiàn)影響實(shí)驗(yàn)的吸附過程。才能保證TPD、TPR實(shí)驗(yàn)在動力學(xué)區(qū)進(jìn)行。采用TPD法，以氫氣為載氣進(jìn)行測定。設(shè)：催化劑Ni/Al2O3樣品重W,g,活性組分Ni含量x%；金屬的原子量M;H2吸附量Va,ml2a則氫原子摩爾數(shù)：2V/22414a催化劑Ni/Al2O3樣品中金屬原子的摩爾數(shù)：Wx/M金屬的分散度(D)為表面原子占總體原子的比，貝lj,D=吸附的氫原子數(shù)/樣品中金屬原子的摩爾數(shù)=(2Va/22414)M/Wx活性金屬的比表面積Sg，即樣品中表面金屬原子的摩爾數(shù)*阿伏伽德羅常數(shù)Na*單個(gè)原子的表面積。/催化劑樣品中金屬原子的重量，aS=(2V/22414).Na/Wx=DNo/Mgaaa活性組分金屬顆粒(晶粒)是球形，或者相當(dāng)與(等效)球，平均顆粒粒徑為d,nm。Ni金屬的密度，pS6S=一=_

gWpd6d=莎g三、EffectofthepreparationmethodontheperformanceofCuO—MnOx—CeO2catalystsforselectiveoxidationofCOinH2-richstreams,JLi,PZhu,RZhou,JournalofPowerSources,196,(2011),9590—9598圖7分析如圖，CuMC-SG和CuMC-HY的兩條的H2吸收線的還原峰低于220弋。溫度較低的還原峰是由與二氧化鈰的強(qiáng)力結(jié)合的錳與銅原子產(chǎn)生的。溫度較高的還原峰是由于CeO2表面的CuOx顆粒以及弱連結(jié)于CeO2和小體積的二維、三維尺度的銅原子簇形成。CuMC-HY由于其采用檸檬酸溶膠-凝膠法合成，所以其在257T有一個(gè)穩(wěn)定Cu+簇形成的還原峰。而且Cu+是主要的CO吸附于反應(yīng)活性中心，所以CuMC-HY的CO氧化催化活性高于CuMC-SG。CuMC-CP的TPR譜中只有一個(gè)還原峰在214弋，可見此催化劑中的活性物質(zhì)與二氧化鈰的結(jié)合非常弱。CuMC-IM在H2吸收譜中