影响TPD实验结果的几个重要实验条件

我们先来了解影响TPD实验结果的6个参数，它们是：载气流速、样品的高径比、升温速率、催化剂粒径、反应气/载气配比，以及反应管体积与几何形状。其中前三个因素影响重要一些。
（1）载气流速的影响
        下图为同一样品、相同实验条件下，不同载气流速所得到的TPD谱图。

          从上图和表中可以看出，提高载气流速，各峰向低温方向移动，峰强度减弱。分析认为，增加载气流速可将脱附质及时带入检测器，不会在反应管中形成浓度梯度；但相当于稀释了脱附出的吸附质的浓度，因此对TCD检测器的灵敏度提出了高要求。建议选择载气流速为30 mL/min，此时峰分离程度良好，利于较准确地定量计算活性位数目。
（2）脱附升温速率的影响
        下图为同一样品、不同脱附升温速率所得TPD谱图。

从图中可以看出，随着脱附升温速率增大，峰强显着增加、峰形尖锐。当速率低于35 oC/min时，峰高急剧增加，其后增加趋势缓慢，说明样品表面的不均匀性，以及在高温下脱附速率受表面覆盖度变化影响减小。升温速率较低时，虽然各峰彼此分离，但耗时较长；升温速率增高时，各峰的重叠趋势增大，有可能导致相邻峰重叠、峰信息严重损失。因此建议脱附升温速率为10~20 oC/min。
（3）样品管中样品高径比的影响
        下图为HZSM-5催化剂不同装样量（即高径比）、相同实验条件下所得NH3-TPD实验结果。
        该实验是天津先权实验人员在我公司用户实验室中的TP5080仪器上完成的，请勿有侵权行为！

随着装样量增加，各峰峰位向高温方向移动，峰强显着增加。说明样品装在样品管中时，高径比对反应过程中的扩散和返混等现象有着重要影响，同时，样品表面是不均匀的，脱附过程也不是简单的、理想的一层动力学过程。装样量过多，即高径比过大，里面易产生脱附质的浓度差，带来二次吸附现象，影响结果准确度。因此，对于天津先权的化学吸附仪（吸附管内径8~9 mm），装样量通常不到100 mg。对于吸脱附现象不显着的样品，可适当增加装样量至150 mg。
       催化剂粒径、反应气/载气配比，以及反应管体积与几何形状等其它因素都会影响吸附脱过程的扩散传质，决定着再吸附现象是否严重。因此，在实验过程中，根据材料的性质选择相应的反应条件。