吸附热的直接测定--DMC系列微量热仪的催化及吸附应用

包括物理吸附仪、化学吸附仪在内的各类吸附仪一直是催化研究中的基础工具。吸附仪可以精确测定样品的吸附量，而吸附过程的另一重要热力学信息--吸附热，则需要通过理论计算得到。计算过程中，对模型的各种简化、修饰、近似等操作会引入误差，且难以定量评估此类影响，更无法区分表面吸附过程在不同阶段的能量差异，这就造成通过此类计算法得到的吸附热可信度较低；同时，因为实际用于测试的真实试样的成分与结构也不是理想的，也会造成计算结果的吻合度不佳，导致吸附热的计算法路径的实际应用有较大局限性。因此，催化剂--如分子筛等对气体吸附热的直接测量在催化研究中就显得很有必要，而双模式三维微量热仪正是此类研究的最为有力的工具。在吸附热直接测定中，双模式三维微量热仪的主要优势如下：

DMC-196型微量热仪及配套的气体循环池

解决方案的特点及优势

•高灵敏度保证可以测得微弱的吸附热；

•三维卡尔维量热原理保证吸附热测定的准确可靠；

•可以进行真空及高压条件下的测试；

•可以进行静态吸附、动态连续吸附及动态脉冲吸附；    

•可以进行高压吸附实验，最高压力可达350/1000 Bar；

•可以和各类自行搭建的进气系统配合使用；

•可以和各品牌型号的商业化吸附仪器联用，同时测得吸附量和吸附热；

•样品适应能力强，可以使用块体、粉体、液体样品。

上图示意了吸附量-吸附热同步测试系统的组成及连接方式：待测试样置于DMC系列量热仪的特定样品池中，定量进气操作（连续或脉冲）由前端的气体吸附仪或自建系统完成，探针气体进入样品池产生吸附后，由样品池出口流出后进入TCD、MS等检测装置完成尾气定量。

下图显示了典型的微量热仪-化学吸附仪联用情境下同步测试得到的吸附热-吸附量数据。典型实验流程如下：

•催化剂首先经过活化，然后量热仪处于恒温稳定状态准备进行吸附试验。

•气氛由气体吸附仪控制，首先通入惰性气体生成量热及TCD基线。

•然后通入被吸附气体，可观测探针分子被样品吸附产生的放热，以及尾气通过TCD产生的信号。随着吸附逐步达到饱和，吸附热效应越来越小，TCD尾气信号则相应增强，吸附反应达到吸附-脱附平衡的状态。

将实验得到的吸附热数据进行归一化处理后，可以得到每个脉冲每mol气体的吸附热，进而可以对吸附热进行定量分级，从而对催化剂表面活性点位的状态进行定性及定量分级。