程序升溫還原法程序升溫還原法定義

程序升溫還原法(TPR)是一種在等速升溫的條件下進行的還原過程。在升溫過程中如果試樣發生還原，氣相中的氫氣濃度隨溫度變化而發生濃度變化，把這種變化過程記錄下來就得氫氣濃度隨溫度變化的TPR圖。程序升溫還原法影響TPR的因素載氣流速：載氣流速增加，TM降低，從10ml/min增加到20ml/min,TM降低15

30℃。催化劑重量：理論上TM不受影響。實際上，過多TM升高，TPR峰數減少。一般取：50

100mg。升溫速率：升溫速率提高，TM升高，TPR峰重疊。升溫速率過低，時間太長，峰強度減弱。一般取：5

20K/min程序升溫還原法TPR的優點發生還原反應的化合物主要是氧化物,在還原過程中,金屬離子從高價態變成低價態直至變成金屬態,對催化劑最常用的還原劑是H2氣和CO氣。雙金屬催化劑體系的研究是金屬催化理論研究中的重要課題,其中關于雙金屬組分是否形成合金(或金屬簇)即是人們最關注的理論問題,因為此問題乃金屬催化的核心理論問題。對于負載型雙金屬催化劑其金屬組分的含量一般是很低的,比如只有千分之幾。在這種情況下,不僅XRD無法判斷是否形成合金或金屬簇,而且XPS因為靈敏度的限制也難于給出肯定的結果。TPR靈敏度很高,可以準確地作出判斷。程序升溫還原法負載型催化劑金屬分散度測定

應用化學吸附和表面反應相結合的的方法，可以確定各種負載型過度經書（如Pt、Pd、Ni、Co、Fe等）催化劑的金屬分散度。金屬分散度系指分布在載體上的表面金屬原子數和載體上總的金屬原子數之比，用D表示。金屬分散度常常和金屬的比表面S或者金屬粒子的大小相聯系。程序升溫還原法測定金屬分散度最普及的方法是設備簡單的選擇性化學吸附法選擇性化學吸附是指某些氣體對載體Al2O3，SiO2等不發生化學吸附，而是選擇性的吸附在Pt、Pd、Rh等貴重金屬和Ni、Co等過渡金屬表面上，其中H2、O2、CO等氣體對上述金屬的吸附具有明確的計量關系，因此可以通過吸附量計算出金屬分散度程序升溫還原法以氫吸附法測定Pt/Al2O3催化劑上金屬Pt分散度為例實驗證明，氫在Pt上呈原子態吸附，見式（1）所以被消耗的H原子數等于催化劑表面活性金屬Pt的原子數。H原子與Pt原子的化學計量系數為1。程序升溫還原法如果以VH（mL，STP）表示樣品消耗H2氣的總體積，則根據金屬分散度的定義，即可以直接計算出Pt/Al2O3催化劑上金屬Pt的分散度D見式（2）式中，MPt

為Pt的相對原子質量，為195；W為Pt/Al2O3催化劑樣品的質量，g；P為催化劑中Pt的質量分數，%。程序升溫還原法TPR法研究催化劑的實例灼燒過新鮮PtO/Al2O3催化劑,在250℃出現TPR峰,到500℃還原過程完成。還原過的催化劑,再氧化后,其TPR溫度往前移,升高再氧化溫度至500℃,其TPR高峰溫度接近新鮮催化劑的TPR高峰溫度,但仍比新鮮催化劑的低。程序升溫還原法TPR法研究催化劑的實例灼燒過的新鮮Re2O3/Al2O3,其TPR高峰溫度Tr=500~550℃。還原過的Re2O3/Al2O3,隨著再氧化溫度的升高,TPR的高峰溫度也逐漸接近新鮮Re2O3/Al2O3的TPR高峰溫度。程序升溫還原法TPR法研究催化劑的實例圖18表明,由于Pt的作用使Re2O3更易還原,使它在低溫時就能部分還原。隨著Re含量增加,TPR峰面積增加。這說明Pt和Re有相互作用。但這些結果還不能說明Pt和Re形成合金。把上述還原過的催化劑,在100℃時再氧化,后作TPR,得到圖19的結果。程序升溫還原法TPR法研究催化劑的實例Re-Al2O3還原后再氧化,還原溫度降為200~300℃；Pt-Al2O3還原后再氧化,在0℃時就能被還原；Pt-Re/Al2O3還原后再氧化,其TPR圖和Re/Al2O3的不同,隨著Re含量增加,TPR峰面積增加,還原溫度也逐漸升高。這是