程序升温脱附TPD.ppt

程序升温脱附（程序升温脱附（TPD）法简介）法简介20102010级化学工艺级化学工艺级化学工艺级化学工艺何何何何 理理理理西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学主要内容主要内容 基本原理基本原理1 1 实验方法实验方法2 2 实验设备实验设备3 3西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学基本原理基本原理v碱性气体吸附－脱附法碱性气体吸附－脱附法vv 碱性气体分子与固体催化剂表面接触时，除了发生气－碱性气体分子与固体催化剂表面接触时，除了发生气－碱性气体分子与固体催化剂表面接触时，除了发生气－碱性气体分子与固体催化剂表面接触时，除了发生气－固固固固物理吸附物理吸附物理吸附物理吸附外还会发生外还会发生外还会发生外还会发生化学吸附化学吸附化学吸附化学吸附，即碱性气态分子在催化，即碱性气态分子在催化，即碱性气态分子在催化，即碱性气态分子在催化剂酸性部位的强吸附此种吸附先从催化剂剂酸性部位的强吸附此种吸附先从催化剂剂酸性部位的强吸附此种吸附先从催化剂剂酸性部位的强吸附。

此种吸附先从催化剂强酸部位开始强酸部位开始强酸部位开始强酸部位开始，，，，逐步向逐步向逐步向逐步向弱酸部位发展弱酸部位发展弱酸部位发展弱酸部位发展，脱附过程与此相反因此对于某一，脱附过程与此相反因此对于某一，脱附过程与此相反因此对于某一，脱附过程与此相反因此对于某一给定催化剂，可以选用合适的碱性气体，利用各种测量气给定催化剂，可以选用合适的碱性气体，利用各种测量气给定催化剂，可以选用合适的碱性气体，利用各种测量气给定催化剂，可以选用合适的碱性气体，利用各种测量气体吸附、脱附的实验技术测量催化剂的酸强度和酸度体吸附、脱附的实验技术测量催化剂的酸强度和酸度体吸附、脱附的实验技术测量催化剂的酸强度和酸度体吸附、脱附的实验技术测量催化剂的酸强度和酸度vv 酸强度酸强度酸强度酸强度由由由由吸附热吸附热吸附热吸附热或或或或脱附活化能脱附活化能脱附活化能脱附活化能表示vv 酸度酸度酸度酸度则由单位重量（或单位表面积）催化剂化学吸附则由单位重量（或单位表面积）催化剂化学吸附则由单位重量（或单位表面积）催化剂化学吸附则由单位重量（或单位表面积）催化剂化学吸附碱碱碱碱性分子的数量性分子的数量性分子的数量性分子的数量表示。

表示西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学带带带带有程序升温有程序升温有程序升温有程序升温的的的的色谱法色谱法色谱法色谱法热差法热差法热差法热差法量量量量热热热热法法法法碱性气体吸附－脱附法分类碱性气体吸附－脱附法分类带带带带有程序升有程序升有程序升有程序升温温温温的的的的热热热热重法重法重法重法静静静静态态态态容量法容量法容量法容量法重量法重量法重量法重量法西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学程序升温脱附法原理程序升温脱附法原理v吸附吸附吸附吸附 对待测催化剂进行对待测催化剂进行对待测催化剂进行对待测催化剂进行脱气脱气脱气脱气、、、、还原还原还原还原等一系列预处理后进行饱和吸附等一系列预处理后进行饱和吸附等一系列预处理后进行饱和吸附等一系列预处理后进行饱和吸附v脱附脱附脱附脱附 程序加热升温，吸附质程序加热升温，吸附质程序加热升温，吸附质程序加热升温，吸附质变速变速变速变速脱附脱附脱附脱附v检测检测检测检测 用用用用气相色谱气相色谱气相色谱气相色谱检测脱附气体检测脱附气体检测脱附气体检测脱附气体浓度浓度浓度浓度随随随随温度温度温度温度的变化，得到的变化，得到的变化，得到的变化，得到TPDTPD谱图谱图谱图谱图v分析数据分析数据分析数据分析数据西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学程序升温峰图程序升温峰图vv随着温度升高脱附速率先升随着温度升高脱附速率先升随着温度升高脱附速率先升随着温度升高脱附速率先升高再减慢高再减慢高再减慢高再减慢vv 代表脱附速率最大时的代表脱附速率最大时的代表脱附速率最大时的代表脱附速率最大时的峰温峰温峰温峰温vv不同不同不同不同 下的峰代表不同的吸下的峰代表不同的吸下的峰代表不同的吸下的峰代表不同的吸附中心附中心附中心附中心vv峰面积代表脱附量大小峰面积代表脱附量大小峰面积代表脱附量大小峰面积代表脱附量大小西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学预处理预处理预处理预处理实验方法实验方法分析数据分析数据分析数据分析数据吸附－脱附吸附－脱附吸附－脱附吸附－脱附西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学v一、预处理一、预处理一、预处理一、预处理（（（（1 1））））8080目左右待测样品准确目左右待测样品准确目左右待测样品准确目左右待测样品准确称量称量称量称量0.1g0.1g；；；；（（（（2 2））））250250℃℃℃℃～～～～500500℃℃℃℃焙烧焙烧焙烧焙烧2h2h后装入样品管；后装入样品管；后装入样品管；后装入样品管；（（（（3 3））））350350℃℃℃℃HeHe气气气气吹扫吹扫吹扫吹扫1h1h；；；；（（（（4 4）冷却到）冷却到）冷却到）冷却到120120℃℃℃℃，，，，恒温恒温恒温恒温3030分钟。

分钟西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学二、吸附－脱附二、吸附－脱附二、吸附－脱附二、吸附－脱附（（（（1 1）注入一定量吸附质）注入一定量吸附质）注入一定量吸附质）注入一定量吸附质 ；；；； （（（（2 2）以（）以（）以（）以（1515℃℃℃℃～～～～2020℃℃℃℃））））/min/min速率的升温，控制载速率的升温，控制载速率的升温，控制载速率的升温，控制载气速度气速度气速度气速度45ml/min45ml/min进行脱附至结束，得到程脱谱进行脱附至结束，得到程脱谱进行脱附至结束，得到程脱谱进行脱附至结束，得到程脱谱; ;（（（（3 3）由低到高逐渐改变吸附质进样量，重复上述步）由低到高逐渐改变吸附质进样量，重复上述步）由低到高逐渐改变吸附质进样量，重复上述步）由低到高逐渐改变吸附质进样量，重复上述步骤得到多组骤得到多组骤得到多组骤得到多组TPDTPD谱图 西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学三、分析数据三、分析数据三、分析数据三、分析数据定性分析定性分析定性分析定性分析（（（（1 1）对比上述几组）对比上述几组）对比上述几组）对比上述几组TPDTPD谱，若仅出现一个峰，表明只有一谱，若仅出现一个峰，表明只有一谱，若仅出现一个峰，表明只有一谱，若仅出现一个峰，表明只有一种吸附中心（酸种吸附中心（酸种吸附中心（酸种吸附中心（酸/ /碱类型）。

若出现两个或多个脱附峰，表碱类型）若出现两个或多个脱附峰，表碱类型）若出现两个或多个脱附峰，表碱类型）若出现两个或多个脱附峰，表明有二个或多种吸附中心（酸明有二个或多种吸附中心（酸明有二个或多种吸附中心（酸明有二个或多种吸附中心（酸/ /碱类型）碱类型）碱类型）碱类型）2 2）低温脱附峰（）低温脱附峰（）低温脱附峰（）低温脱附峰（TmTm＝＝＝＝2525～～～～200200℃℃℃℃）相应于弱酸）相应于弱酸）相应于弱酸）相应于弱酸/ /碱中心，碱中心，碱中心，碱中心，中温峰（中温峰（中温峰（中温峰（TmTm＝＝＝＝200200～～～～400400℃℃℃℃）相应于中等酸）相应于中等酸）相应于中等酸）相应于中等酸/ /碱中心，高碱中心，高碱中心，高碱中心，高温峰（温峰（温峰（温峰（TmTm＞＞＞＞400400℃℃℃℃）相应于强酸）相应于强酸）相应于强酸）相应于强酸/ /碱中心；碱中心；碱中心；碱中心；西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学(1(1(1(1）氨进料量（）氨进料量（）氨进料量（）氨进料量（mlmlmlml））））0 0 0 0，加热速，加热速，加热速，加热速度度度度ββββ（（（（℃/min℃/min℃/min℃/min））））14.0;14.0;14.0;14.0;(2)(2)(2)(2)氨进料量（氨进料量（氨进料量（氨进料量（mlmlmlml））））1 1 1 1，加热速，加热速，加热速，加热速度度度度ββββ（（（（℃/min℃/min℃/min℃/min））））14.2;14.2;14.2;14.2;(3)(3)(3)(3)氨进料量（氨进料量（氨进料量（氨进料量（mlmlmlml））））1.51.51.51.5，加热，加热，加热，加热速度速度速度速度ββββ（（（（℃/min℃/min℃/min℃/min））））13.8;13.8;13.8;13.8;(4)(4)(4)(4)氨进料量（氨进料量（氨进料量（氨进料量（mlmlmlml））））2 2 2 2，加热速，加热速，加热速，加热速度度度度ββββ（（（（℃/min℃/min℃/min℃/min））））13.3;13.3;13.3;13.3;(5)(5)(5)(5)氨进料量（氨进料量（氨进料量（氨进料量（mlmlmlml））））4 4 4 4，加热速，加热速，加热速，加热速度度度度ββββ（（（（℃/min℃/min℃/min℃/min））））14.6;14.6;14.6;14.6;HZSM－－5分子筛上分子筛上NH3的的TPD图谱图谱西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学定量分析定量分析定量分析定量分析(1)(1)(1)(1)在在在在TPDTPDTPDTPD相邻峰之间的交界处，分割程序脱附物，并以相邻峰之间的交界处，分割程序脱附物，并以相邻峰之间的交界处，分割程序脱附物，并以相邻峰之间的交界处，分割程序脱附物，并以气相气相气相气相色谱外标法色谱外标法色谱外标法色谱外标法测定每一脱附峰面积所代表的吸附质量。

测定每一脱附峰面积所代表的吸附质量测定每一脱附峰面积所代表的吸附质量测定每一脱附峰面积所代表的吸附质量2)(2)(2)(2)一般假定一个吸附中心吸附一个探针分子，根据每个脱附一般假定一个吸附中心吸附一个探针分子，根据每个脱附一般假定一个吸附中心吸附一个探针分子，根据每个脱附一般假定一个吸附中心吸附一个探针分子，根据每个脱附峰含探针分子量可以算出每峰含探针分子量可以算出每峰含探针分子量可以算出每峰含探针分子量可以算出每g g g g催化剂上每类吸附的中心数，催化剂上每类吸附的中心数，催化剂上每类吸附的中心数，催化剂上每类吸附的中心数，即每类催化剂上每类酸的酸即每类催化剂上每类酸的酸即每类催化剂上每类酸的酸即每类催化剂上每类酸的酸/ / / /碱部位数碱部位数碱部位数碱部位数西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学实验设备实验设备vv设备名称：设备名称：设备名称：设备名称：SP-2100ASP-2100A气气气气相色谱仪相色谱仪相色谱仪相色谱仪vv制造厂商：北京北分瑞利制造厂商：北京北分瑞利制造厂商：北京北分瑞利制造厂商：北京北分瑞利集团色谱仪器中心集团色谱仪器中心集团色谱仪器中心集团色谱仪器中心vv价位：价位：价位：价位：（（（（1 1）主机）主机）主机）主机+FID+TCD++FID+TCD+单填料进样单填料进样单填料进样单填料进样器器器器++单毛细柱进样器＝单毛细柱进样器＝单毛细柱进样器＝单毛细柱进样器＝4450044500元元元元（（（（2 2）主机）主机）主机）主机+FID+TCD++FID+TCD+双毛细柱进双毛细柱进双毛细柱进双毛细柱进样器＝样器＝样器＝样器＝4920049200元元元元西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学vv仪仪仪仪器特点器特点器特点器特点vv（（（（1 1）））） 操作操作操作操作简单简单简单简单画面切画面切画面切画面切换简单换简单换简单换简单明了，明了，明了，明了，仪仪仪仪器的所有器的所有器的所有器的所有电电电电气控制参数气控制参数气控制参数气控制参数设设设设置及置及置及置及故障均有故障均有故障均有故障均有显显显显示，可使操作者在很短的示，可使操作者在很短的示，可使操作者在很短的示，可使操作者在很短的时间时间时间时间内掌握内掌握内掌握内掌握仪仪仪仪器的使用方法。

器的使用方法器的使用方法器的使用方法vv* * 具有自我具有自我具有自我具有自我诊诊诊诊断功能，开机后断功能，开机后断功能，开机后断功能，开机后仪仪仪仪器便可自器便可自器便可自器便可自动对动对动对动对各部分各部分各部分各部分电电电电气气气气单单单单位位位位进进进进行行行行诊诊诊诊断，并及断，并及断，并及断，并及进显进显进显进显示示示示诊诊诊诊断断断断结结结结果vv* * 四路独立控温系四路独立控温系四路独立控温系四路独立控温系统统统统：柱箱、：柱箱、：柱箱、：柱箱、进样进样进样进样器箱、器箱、器箱、器箱、TCDTCD检测检测检测检测器箱及离子化器箱及离子化器箱及离子化器箱及离子化检测检测检测检测器箱均可独立控制其温度器箱均可独立控制其温度器箱均可独立控制其温度器箱均可独立控制其温度vv* * 实时调实时调实时调实时调零：分析前可零：分析前可零：分析前可零：分析前可对输对输对输对输出出出出实时调实时调实时调实时调零vv* * 五五五五阶阶阶阶程序升温：升温速率程序升温：升温速率程序升温：升温速率程序升温：升温速率0.1-300.1-30摄摄摄摄氏度氏度氏度氏度/min/min任任任任选选选选。

vv* * 进样进样进样进样器：可同器：可同器：可同器：可同时时时时安装两套填充柱安装两套填充柱安装两套填充柱安装两套填充柱进样进样进样进样器和一套毛器和一套毛器和一套毛器和一套毛细细细细管管管管进样进样进样进样器vv* * 四种四种四种四种检测检测检测检测器可供器可供器可供器可供选择选择选择选择：：：：TCDTCD、、、、FIDFID、、、、ECDECD、、、、FPDFPD。