TPD程序升温脱附技术资料

当脱附过程中吸附可被忽略时, 式(1)可简化为 - dθ/dt =Kdθⁿ (2) 由Arrhenius 方程:
Kd=Aexp(-Ed/RT) (3)
R 为理想气体常数, T 为开尔文温度. 则式(2)可改写为 - dθ/dt =Aexp(- Ed/RT )θⁿ (4)
其中, A 为脱附速度常数的指前因子, Ed 为平均脱附活化能,
4、催化剂颗粒大小和装量
5、吸附(反应)管体积和几何形状
6、催化剂“体积/质量”比
升温速率的影响
升温速率增大，峰形变 得尖锐,TPD峰容易重叠; 升温速率过小时， TPD 信号减弱。
3)TPD所能提供的信息：
1、吸附类型(活性中心)的 个数 2、吸附类型的强度(中心 的能量) 3、每个吸附类型中质点 的数目(活性中 心的密度) 4、脱附反应的级数 5、表面能量分析等方面 的信息
-ln( β/T² p)= Ed/RTp+ln( Ed/RA ) (6)
令x= 1/RTp, y=-ln( β/T² p), 以y 对x作图, 可以得到 一条直线. 通过该直线的斜率, 可以得到脱附过程为 一级时的脱附活化能Ed, 通过直线的截距, 可以得到 指前因子A.
四、TPD优点与局限性:
优点: 1、简单； 2、不受研究对象的限制； 3、提供众多情报； 4、鉴别能力强；
2.水滑石型固体碱碱性位的内标CO₂-程序升温脱附-MS
表征²
将70 mg水滑石样品与10mg内标物混合后装入石英管进行预 处理(Ar气气氛下500℃恒温1 h后，降至50℃吸附CO₂)，然后
用Ar气吹扫至基线水平，以10℃／min的速率升温，用质谱计
检测尾气中CO₂的信号强度，得CO₂一TPD曲线图。 CO₂-TPD-MS能够根据碱密度(脱附峰面积)求出碱性量.
TPD局限性: 1）对一级反应动力学的研究非常困难。 2）实际转化率可能高于理论计算的转化率。 3）加载气对反应有影响时，所得结论的可信度下 降。 4）不能用于催化剂寿命的研究。
五、应用: TPD技术测催化剂表面酸碱性
1.程 序 升 温 热 脱 附 法研究HZSM-5和HM分子筛的酸性质¹ 称取0.2g样品装入石英样品管中，在氦气条件下程序升温至 600℃，活化1 h后，冷却至100℃，吸附氨气30min，然后切换为 氦气吹扫，脱除过剩氨气至检测器基线稳定，然后以10℃／min 升温速率程序升温至600℃，同时使用质谱仪记录信号³ ,得出NH₃TPD谱图,酸量由谱图的积分面积求出.
程序升温百度文库附技术
专业: 物理化学 姓名:杨清叶
程序升温脱附技术
(Temperature programmed desorption ,TPD)
将已吸附吸附质的吸附剂或催化剂按预定的升
温程序加热,得到吸附质的脱附量与温度关系图 的关系图的方法
一.程序升温脱附技术原理
加热 克服脱附活化能
固体物质
气体分子
常用吸附气体:CO /NH3 / 吡啶
二、实验装置和谱图定性分析
1)实验装置 三部分组成：a、气体净化与切换系统 b、反应和控温单元 c、分析测量单元
载气：高纯He、Ar或N2； 载气流速：30-50mL/min； 催化剂装量：50-200mg； 粒度:40-80目； 升温速率：525K/min； 监测器：TCD和MS
五.参考文献
1.蒋培兴 ,李全芝.程 序 升 温 热 脱 附 法研究HZSM-5和HM分子筛 的酸性质,催化学报,1983.9
2.黄登通 ,柯国梁,苏抒,杨乐夫.方维平水滑石型固体碱碱性位的内
标CO₂-程序升温脱附-MS表征,应用化学,2010.03 3.张艳丽，张艳玲，衣学飞，金艳春. 程序升温脱附法测定固体酸 催化剂的酸性,分析实验室,2007.12
如果温度是随着时间线性上升的, 即: T=T0+βt, β为线性升
温速率. 则上式变为 - dθ/dT =A/βexp(- Ed/RT )θn (5)
如果脱附过程为一级, 当吸附质的脱附速率最大时,
在TPD 曲线(- dθ/dT -T)上则表现为一个极大值, 此时应有- d²θ/dT²=0. 当脱附级数n=1 时, 将式(5)对温度进行微分后在 TPD 实验谱图峰值温度处得到(6):
三.脱附速率的计算:
若假设催化剂表面均匀, 则吸附剂脱附过程可用
Polanyi-Wingner 方程表示: dθ/dt =Ka(1-θ)ⁿCg-Kdθⁿ (1) 其中, θ 为吸附剂表面覆盖率; Ka 为吸附速率常数; Kd 为脱附速率常数; t 为时间; n 为吸附或脱附级数, 对
于脱附过程, n 的取值一般为1 或2; Cg 为气体浓度.
TPD实验基本操作一般可分为以下步骤：
（1）装催化剂---加热---通惰性气体 （2）切断载气-----通预处理气体 （3）降温至室温------- 通惰性气体 （5）线性升温脱附 ( 4 )注吸附气体
2)实验条件对TPD的影响 主要有6个参数： 1、载气流速(或抽气速率) 2、反应气体/载气的比例 3、升温速率