譜策ProC-1C原位催化光電離質(zhì)譜儀產(chǎn)品特點(diǎn)

• 可對(duì)光、熱、電誘導(dǎo)催化氣相產(chǎn)物進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)

• 可探測(cè)自由基、甲醛、烯酮等不穩(wěn)定中間產(chǎn)物(反應(yīng)器選配)

• 采樣速度快(秒量級(jí))

• 無需色譜分離，無極性歧視

• 可通過切換閥門，對(duì)多個(gè)反應(yīng)通道進(jìn)行同時(shí)監(jiān)測(cè)(閥門選配)

• 專業(yè)催化、熱解產(chǎn)物數(shù)據(jù)庫

• 固定溫度、程序升溫產(chǎn)物在線監(jiān)測(cè)

• 可與熱重、紅外光譜儀聯(lián)用

譜策ProC-1C原位催化光電離質(zhì)譜儀基本性能指標(biāo)的設(shè)置說明

• 溫度調(diào)節(jié)范圍25 ~ 1200 °C，壓力調(diào)節(jié)范圍1 Torr ~0.5 MPa

• 質(zhì)量檢測(cè)范圍1-450 amu

• 檢測(cè)限0.1ppm

• 質(zhì)譜分辨率 >3000@(m/z=92)

• 自動(dòng)數(shù)據(jù)采集及分析程序

附屬設(shè)備

• 常壓熱解反應(yīng)器

• 反應(yīng)溫度：室溫~1200 ℃

• 真空度：常壓

• 材質(zhì)：剛玉/石英

• 低/高壓熱解反應(yīng)器

• 工作溫度：室溫~1200 ℃

• 真空度：10-1Pa-0.5MPa(基于真空泵的選擇)

• 材質(zhì)：剛玉/石英

主要附件(選配)：

• 多通道切換閥門

• 原位熱催化反應(yīng)器

• 原位光催化反應(yīng)器

• 燃燒反應(yīng)器

• 流動(dòng)管反應(yīng)器

• JSR反應(yīng)器

• 氣相色譜、紅外、熱重接口及操作軟件

應(yīng)用場(chǎng)景

• 熱解/燃燒反應(yīng)

• 光/熱催化反應(yīng)

• 低溫氧化反應(yīng)

• 烘烤/熱脫附

• 應(yīng)用領(lǐng)域

• 石油化工/煤化工

• 固廢/生物質(zhì)

• 食品加工

• 卷煙

• 發(fā)酵

• 環(huán)境監(jiān)測(cè)

應(yīng)用范例

甲烷氧化偶聯(lián)(OCM)反應(yīng)中間體探測(cè)

可對(duì)甲基自由基、過氧甲基自由基、甲醛等活潑中間體進(jìn)行原位捕獲和探測(cè)

卷煙熱解產(chǎn)物監(jiān)測(cè)

可觀察熱解產(chǎn)物在不同熱解溫度的分布和強(qiáng)度區(qū)別(m/z=162為尼古丁)

聚乙烯催化熱解產(chǎn)物監(jiān)測(cè)

聚乙烯加入HZSM-5催化劑后，可觀察到部分催化熱解產(chǎn)物選擇性顯著增加

甲醇制烯烴(MTH)產(chǎn)物動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

可獲得甲醛(積碳中間體)和其他產(chǎn)物在不同催化劑上的生成和轉(zhuǎn)化過程

煤熱解產(chǎn)物監(jiān)測(cè)

可在線觀察到大量烴類熱解產(chǎn)物生成

質(zhì)譜-紅外聯(lián)用研究MTH反應(yīng)

同時(shí)獲得氣相脫附產(chǎn)物和吸附產(chǎn)物譜圖

使用總結(jié)：

• 在氣固相催化科學(xué)研究中，反應(yīng)機(jī)理一直受到人們關(guān)注。為了研究機(jī)理，要建立各種表征手段以獲得實(shí)驗(yàn)證據(jù)。氣固相催化過程會(huì)產(chǎn)生大量吸附態(tài)和氣相反應(yīng)中間體，甚至短壽命自由基。近年來發(fā)展起來的原位催化紫外光電離質(zhì)譜，可通過分子束取樣和光電離技術(shù)，獲得氣相短壽命自由基等中間體信息，在已FTO、OCM、MTH等反應(yīng)體系機(jī)理研究中發(fā)揮了重要作用，相關(guān)研究成果發(fā)表在Science等期刊。

• ProC-1C型原位催化光電離質(zhì)譜不僅可以在秒量級(jí)時(shí)間內(nèi)獲得穩(wěn)定氣相催化產(chǎn)物信息，還可以對(duì)甲基自由基、過氧甲基自由基、甲醛等活潑中間體進(jìn)行原位捕獲和探測(cè)，對(duì)研究氣固相催化反應(yīng)機(jī)理有重要的意義。該型原位催化紫外光電離質(zhì)譜質(zhì)量分辨率超過3000，靈敏度達(dá)到10ppb，參數(shù)合理。

在催化科學(xué)的研究中，對(duì)反應(yīng)機(jī)理的認(rèn)識(shí)十分重要，但是機(jī)理的研究通常并不容易，需要結(jié)合大量實(shí)驗(yàn)證據(jù)和表征手段。在氣固相催化反應(yīng)的研究中，使用最多的催化劑評(píng)價(jià)裝置主要是固定床催化反應(yīng)器，反應(yīng)器出口連接氣相色譜，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)穩(wěn)定產(chǎn)物的分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)催化劑性能的分析。但是單純對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的研究無法深入認(rèn)識(shí)催化反應(yīng)過程的全貌，因?yàn)樵S多關(guān)鍵的反應(yīng)中間產(chǎn)物十分不穩(wěn)定或極難捕獲，在常規(guī)的產(chǎn)物分析中丟失了這部分信息。因此在催化研究中經(jīng)常要結(jié)合紅外、紫外、核磁等手段來研究催化反應(yīng)中的物種變化，進(jìn)而獲知催化劑表面發(fā)生的反應(yīng)。而對(duì)于氣相的活潑中間體而言，原位質(zhì)譜是目前最有力的檢測(cè)方法之一。

原位催化質(zhì)譜在氣固相催化領(lǐng)域的應(yīng)用

近年來，光電離質(zhì)譜在催化領(lǐng)域的應(yīng)用為一些關(guān)鍵反應(yīng)的機(jī)理認(rèn)識(shí)提供了極大的幫助。利用低壓催化反應(yīng)器結(jié)合光電離質(zhì)譜，可以對(duì)合成氣制烯烴反應(yīng)的中間產(chǎn)物進(jìn)行了探測(cè)，確認(rèn)乙烯酮是合成低碳烯烴的關(guān)鍵中間產(chǎn)物，即CO和H2首先在金屬氧化物表面被活化形成含有CH2的化合物，隨后生成乙烯酮，乙烯酮經(jīng)氣相擴(kuò)散進(jìn)入SAPO沸石孔道內(nèi)，在酸性位點(diǎn)上轉(zhuǎn)化為低碳烯烴，這一機(jī)理認(rèn)識(shí)促進(jìn)了對(duì)催化劑的設(shè)計(jì)，使產(chǎn)物選擇性遠(yuǎn)超傳統(tǒng)費(fèi)托合成的極限(圖1)。

圖1. 合成氣制烯烴反應(yīng)的光電離質(zhì)譜解析

在甲烷氧化偶聯(lián)反應(yīng)中，低壓反應(yīng)器結(jié)合光電離質(zhì)譜方法可對(duì)甲基自由基、過氧甲基自由基、甲醛等活潑中間體進(jìn)行原位捕獲和探測(cè)(圖2)，對(duì)該過程中氣相反應(yīng)機(jī)理的建立提供了幫助。

圖2. 甲烷氧化偶聯(lián)反應(yīng)中的光電離質(zhì)譜解析

在甲醇制烯烴反應(yīng)中，上述方法可對(duì)活潑中間體甲醛直接捕獲，并可獲得甲醛及其他產(chǎn)物在誘導(dǎo)期至失活期的動(dòng)態(tài)變化過程(圖3)。

圖3. 甲醛的捕獲和動(dòng)態(tài)變化過程

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