催化劑表征第三講 程序升溫分析技術作業:一、通過TPD、TPR技術可以獲得催化劑的定性定量性質1.吸附活性中心的數目；2.脫附反應的級數和活化能；3.表面能量分布。4.吸附在固體物質表面不同吸附強度吸附物質的數目；5.附物種的相對數量；6.脫附物種在固體物質表面的吸附強度；7. 金屬催化劑的分散度，活性表面積。推導脫附活化能的公式：ACA+C CA 1-=nnm max=1脫附速率：d=kdnmn吸附速率：a=kdCAmnmn總脫吸附數率：=-dndt=d-a設:脫吸附過程中氣相不吸附，則a=0 ,反映級數n=1則=-dndt=kdnm-nmddt=kdnm-ddt=kd阿倫尼烏斯公式：kd=Aexp-EdRT則-ddt=Aexp-EdRTT=T0+tdT=dt則：-ddT=Aexp-EdRT-ddT=Aexp-EdRT當T=Tm時到達峰值，d最大dTT=Tm=0T(ddT)T=Tm=0AEaRTexp-EdRT-Aexp-EdRT T=Tm=0EdRTm2-Aexp-EdRTm=0EdRTm2=Ae-EdRTmlnEdRTm2=lnAe-EdRTmlnEd-lnRTm2=-EdRTm+lnAlnEd-(lnR+lnTm2)=-EdRTm+lnA-lnEdRTm+lnEd-lnA-lnR=2lnTm-ln得脫附活化能的公式：EdRTm+lnEdAR=2lnTm-ln實驗操作時必須保證試樣的大小合適不能過大導致氣體脫附的過程中出現影響實驗的吸附過程。才能保證TPD、TPR實驗在動力學區進行。二、采用TPD法，以氫氣為載氣進行測定。設：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,ml則氫原子摩爾數： 2Va/22414 催化劑Ni/Al2O3樣品中金屬原子的摩爾數： Wx/ M 金屬的分散度（D）為表面原子占總體原子的比，則，D=吸附的氫原子數/樣品中金屬原子的摩爾數= (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*阿伏伽德羅常數Na*單個原子的表面積/催化劑樣品中金屬原子的重量,Sg= (2Va/22414). Na/Wx = DNa/M活性組分金屬顆粒（晶粒）是球形，或者相當與（等效）球，平均顆粒粒徑為d, nm。Ni金屬的密度，Sg=SW=6dd=6Sg三、Effect of the preparation method on the performance of CuOMnOxCeO2catalysts for selective oxidation of CO in H2-rich streams, J Li, P Zhu, R Zhou, Journal of Power Sources, 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。溫度較低的還原峰是由與二氧化鈰的強力結合的錳與銅原子產生的。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257有一個穩定Cu+簇形成的還原峰。而且Cu+是主要的CO吸附于反應活性中心，所以CuMC-HY的CO氧化催化活性高于CuMC-SG。CuMC-CP的TPR譜中只有一個還原峰在214，可見此催化劑中的活性物質與二氧化鈰的結合非常弱。CuMC-IM在H2吸收譜中有