固体催化剂的研究方法第九章表面分析方法(下)

5　离子散射谱 (ＩＳＳ)表面原子的质量及结构可由离子散射谱测定。按入射离子的能量大小 ,可分为低能ＩＳＳ (ＬＥＩＳＳ)、中能ＩＳＳ(ＭＥＩＳＳ)和高能ＩＳＳ(ＨＥＩＳＳ ,或卢瑟福背散射ＲＢＳ)。在一般表面分析实验室 ,常用ＬＥＩＳＳ ,故本章只讲述这一方法。不过应指出 ,ＬＥＩＳＳ与ＭＥＩＳＳ、ＨＥＩＳＳ之间存在着两个本质区别 :(1)ＬＥＩＳＳ有较大的离子 -原子相互作用截面 ;(2 )ＬＥＩＳＳ中入射的惰性气体离子有较大的中和化几率 ,这就使得ＬＥＩＳＳ成为所有表面分析技术中表面最敏感的技术 ,取样深度仅为表面最顶层的原子…     

固体催化剂的研究方法 第九章 表面分析方法(中)

2　俄歇电子能谱192 5年俄歇首次发现俄歇电子 ,并以他的名字命名。2 0世纪 5 0年代有人首次用电子作激发源 ,进行表面分析 ,并从样品背散射电子能量分布中辨认出俄歇谱线。但是由于俄歇信号强度低 ,探测困难 ,因此在相当长时期未能得到实际应用。直至 196 7年采用电子能量微分技术 ,解决了把微弱的俄歇信号从很大的背景和噪声中检测出来 ,才使俄歇电子能谱 (ＡｕｇｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ,ＡＥＳ)成为一种实用的表面分析方法。 196 9年使用筒镜分析器 (ＣｙｌｉｎｄｒｉａｌＭｉｒｒｏｒＡｎａｌｙｓｅｒ,ＣＭＡ)后…     

固体催化剂的研究方法 第七章 原位MASNMR方法(上)

固体ＭＡＳＮＭＲ波谱已广泛应用于分子筛和其它多相催化剂的结构表征[1 ,2 ] 。分子筛通常是微晶结构 ,人们难以用常规的方法研究其结构特征。固体高分辨ＭＡＳＮＭＲ技术的发展 ,给分子筛化学提供了一种研究工具 ,用以探测分子筛骨架的所有元素组份和晶体结构。Ｘ射线衍射方法(ＸＲＤ)得到的结构信息来自于远程的晶序 ,是结构的平均 ;固体高分辨ＭＡＳＮＭＲ对局部结构和几何性敏感 ,能提供局部结构和排列的重要信息。因此 ,ＭＡＳＮＭＲ已成为催化材料结构表征的最重要技术之一。ＭＡＳＮＭＲ和ＸＲＤ结构研究方法的互补 ,将提供更完整的…     

固体催化剂的研究方法 第八章 红外光谱法(上)

一般认为催化反应过程是通过反应物吸附在表面上,被吸附分子或者同另一被吸附分子反应,或者与另一气相分子反应,生成的产物最后脱附,使表面再生而进行的。过去,对大多数催化反应机理的研究和控制是通过经验方法进行,亦即从对反应物和产物的动力学观察推论表面中间物,并以此阐明反应机理。这些方法可以获得许多重要信息和对催化作用的深入理解,但是由于没有确切的有关表面吸附物种结构方面的知识依据,所获得的结果存在相当大的任意性,并且无法深入下去。分子光谱尤其是红外光谱在催化研究中是应用最广泛的表征方法。由吸附分子的红外光谱可以…     

固体催化剂的研究方法 第四章 化学吸附与表面酸性测定(上)

多相催化过程是通过基元步骤的循环将反应物分子转化为反应产物。催化循环包括扩散、化学吸附、表面反应、脱附和反向扩散五个步骤。由此可见,化学吸附是多相催化过程中的一个重要环节。而且,反应物分子在催化剂表面上的吸附,决定着反应物分子被活化的程度以及催化过程的性质,例如活性和选择性。因此研究反应物分子或探针分子在催化剂表面上的吸附,对于阐明反应物分子与催化剂表面相互作用的性质、催化作用的原理以及催化反应的机理具有十分重要的意义。化学吸附是一种界面现象,它与催化、腐蚀、粘结等有密切的关系,对它的研究具有重要的科…     

固体催化剂的研究方法 第十五章 电子顺磁共振方法(上)

顺磁性的物质至少含有一个未偶电子 ,在外磁场的作用下 ,产生能级分裂。在垂直于外磁场方向加一个频率等于未偶电子的Ｌａｒｍｏｒ旋进频率的射频场 ,就会产生共振吸收而取名电子顺磁共振 (Ｅｌｅｃｔｒｏｎｐａｒａｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅ ,ＥＰＲ)。由于电子的顺磁性主要是由电子的自旋运动所贡献的 ,在文献上经常称之为电子自旋共振 (Ｅｌｅｃｔｒｏｎｓｐｉｎｒｅｓｏｎａｎｃｅ,ＥＳＲ)。为了更确切地表达其含义并与核磁共振 (ＮＭＲ)相对应 ,有国际同行建议将其命名为电子磁共振 (Ｅｌｅｃｔｒｏｎｍａｇ ｎｅｔｉｃｒｅ…     

固体催化剂的研究方法 第二章 分析电子显微镜(上)

30年前ＰＤｕｎｃｕｍｂ率先把Ｘ射线波谱仪 (ＷＤＳ)装到透射电镜 (ＴＥＭ)上 ,试图同时从薄试样的某一区域获得化学组成和微结构信息。从此“集成仪器”的概念在后来几年中得到了迅速发展 ,一种多功能综合显微分析仪器———分析电子显微镜 (ＡＥＭ )脱颖而出。ＡＥＭ指配有Ｘ射线能谱(ＥＤＳ)和电子能量损失谱仪 (ＥＥＬＳ)的专用扫描透射电子显微镜 (ＤｅｄｉｃａｔｅｄＳＴＥＭ)或ＴＥＭ/ＳＴＥＭ。ＡＥＭ的出现是基于物理学理论进展 ,使人们对电子与物质交互作用认识的深化以及电子技术、真空技术、计算机技术的发展与运用的结果。Ａ…     

固体催化剂的研究方法第十三章程序升温分析技术(上)

第一部分　理论篇多相催化过程是一个极其复杂的表面物理化学过程 ,这个过程的主要参与者是催化剂和反应分子 ,所以要阐明某种催化过程 ,首先就要对催化剂的性质、结构及其与反应分子相互作用的机理进行深入研究。分子在催化剂表面发生催化反应要经历很多步骤 ,其中最主要的是吸附和表面反应两个步骤 ,因此要阐明一种催化过程中催化剂的作用本质及反应分子与其作用的机理 ,必须对催化剂的吸附性能 (吸附中心的结构、能量状态分布、吸附分子在吸附中心上的吸附态等 )和催化性能 (催化剂活性中心的性质、结构和反应分子在其上的反应历程等 )进…     

固体催化剂的研究方法 第十章多晶X射线衍射(上)

决定物质性能的因素除了其分子的化学组成外 ,还有相关原子在空间结合成分子或物质的方式 ,即结构型式。因此结构与结构分析一直是化学学科发展中最活跃的部分。　作为结构研究基础的Ｘ射线晶体学已趋成熟 ,相关的繁重计算也因计算机的广泛使用而成为可行。无疑 ,在当今以更大的投入发展Ｘ射线晶体学在催化及其它领域中的应用与应用研究已势在必行和势在必得。在当今材料科学的基础研究和应用研究中 ,功能意识的加强以及对结构与性能联系规律认识的不断提高 ,人们期望着实现以性能为导向寻找和设计最适宜结构的最佳化合物付诸实施。为此发展…     

固体催化剂的研究方法 第七章 原位MASNMR方法(下)

3　催化剂表面吸附分子的ＮＭＲ研究　　研究催化剂表面上吸附分子的化学性质及催化反应中间产物结构 ,是从分子水平阐明催化反应机理的关键。ＮＭＲ技术已被广泛用于负载型催化剂表面吸附分子的状态、氢溢流及分子筛催化剂吸附的ＮＭＲ研究[4 2 ] 。此外 ,多相催化过程很大程度上取决于反应物在分子筛等催化剂表面的吸附行为 ,而惰性气体氙是一种非常理想的探针分子。许多研究表明 ,12 9Ｘｅ是研究多孔物质 ,特别是分子筛结构的有力工具[4 3 ,4 4] 。3 1　分子筛晶体孔道中吸附有机物的化学状态　　工业上几个重要的反应都是基于在ＨＺＳＭ…     

固体催化剂的研究方法第一章催化剂的宏观物性测定(中)

３　孔结构表征３－１　孔结构表征概况孔结构测定的试验方法，至今一直由蒸汽物理吸附法和压汞法两种技术主宰，这仰赖于其理论基础的合理和不断完善，尤其物理吸附法的各种模拟计算法不断开发，也和试验原理较为简单，易于仪器自动化、简易化和小型化有关。从４０年代Ｗａｓｈｂｏｕｒｎ提出压汞测孔的设计起，Ｋｅｌｖｉｎ的毛细原理一直是这一技术的理论基础，进－退汞滞后回线与固体孔形和表面粗糙度的关系是研究的重点，近期分形理论的引入，有可能转变这一领域长期进展平缓的局面。仪器技术则在８０年代初定型化以后，没有重大改进。…     

固体催化剂的研究方法 第一章 催化剂的宏观物性测定(下)

3．5压系法3．5．亚基本原理压汞（孔率）法是用于介孔分析仅次于物理吸附法的主要试验技术，更是大孔分析的首选试验方法。其基本原理基于非润湿毛细原理推出的Washburu方程，试验测量外压力作用下进人脱气处理后固体孔空间的进汞量，再换算为不同孔尺寸的孔体积、表面积。换算依据Y0uflg－DUper方程，使dV的汞进入固体需要作功与形成汞一固体界面面积S的需功关联，得到公式（l互）［125PndV＝ytcossds（101）不同外压力段积分后，得到式问02）式（102）中所以总表面积yL是汞一固体表面张力，0为接触角。进汞量对孔半径厂做分dV／dr（…     

固体催化剂的研究方法 第三章 热分析在催化研究中的应用(上)

热分析是研究物质在加热或冷却过程中其性质和状态的变化并将这种变化作为温度或时间的函数来研究其规律的一种技术。由于它是一种自动化动态跟踪测量 ,所以与静态法相比有连续、快速、简便等优点。目前从热分析技术对研究物质的物理和化学变化所提供的信息和可能性来看 ,热分析技术已广泛地应用于无机化学、有机化学、高分子化学、生物化学、冶金学、石油化学、矿物学和地质学等各个学科领域。热分析用于催化方面的研究已有七十多年的历史。在我国虽然起步较晚 ,但近年来随着国产热分析仪的研制和国外先进热分析仪的引进 ,热分析在我国催化…     

固体催化剂的研究方法第四章化学吸附与表面酸性测定(下)

第二部分　固体催化剂表面酸性的测定　　在固体酸催化以及含酸功能的双功能催化过程中 ,催化剂及其载体表面中心的酸碱性质会直接决定催化剂的催化性能。因此 ,在研究催化剂的作用原理、改进现有的和研制新型的固体酸催化剂、以及在研究新型酸催化材料酸位的性质、来源及结构等方面 ,都离不开对表面酸性的表征。通常 ,对固体酸表面酸性的表征包括酸位的类型、酸强度、酸量、酸位的微观结构四个方面。酸位的类型分类有多种方法 ,如质子酸、路易斯酸、软酸、硬酸等。从研究酸式催化反应的角度 ,我们将酸位的类型分成质子酸和路易斯酸。研究表…     

固体催化剂的研究方法 第三章 热分析在催化研究中的应用(下)

7　催化剂老化和失活机理的研究引起催化剂老化和失活的机理很多 ,一般可分为两类 :一是由于杂质或毒物的化学吸附、分解产物或固体杂质的沉渍 ,覆盖在催化剂表面造成的失活 ;二是由于烧结或结构改变 ,使催化剂活性表面下降或化学组成改变造成的失活。此外活性组份流失和价态变化有时也是导致催化剂失活的重要原因。由于催化剂老化前后的热行为不同 ,故可借助热分析由热量和质量的变化判断催化剂老化和失活机理。7 1　由于中毒造成的失活催化剂毒物通常是由反应原料带入的杂质和反应过程中生成的产物中含有的对催化剂有毒的物质。因为它们在…