Micromeritics AutoChem 系列產品是應用廣泛并被頻繁引用的催化劑表征系統(tǒng)。該系統(tǒng)除用于化學吸附和程序升溫分析外,,也可作為單組分氣體穿透曲線分析儀,,支持獨立控制 Carrier、Preparation 和 Loop 氣體流速,。本文將介紹在 AutoChem III 化學吸附儀上聯(lián)用質譜儀進行穿透曲線分析的全過程,。
實驗方法
選擇標準參考材料沸石 13X,進行 CO2 吸附穿透曲線的測試,。
圖 1 展示了 AutoChem 用于穿透曲線分析的工作示意圖,。
樣品原位活化:N2 氛圍(流速 20 ml/min)中,,以 10 °C/min 的速率加熱至 200 °C,保溫 12 小時,?;罨螅?N2 氛圍(流速 20 ml/min)中將樣品冷卻到分析溫度 30 °C,,并開啟質譜儀,。
圖1. CO2 穿透分析 AutoChem 工作示意圖
死時間測量:在穿透分析前,需要先計算穿透系統(tǒng)的死時間,。死時間是指氣體從穿透系統(tǒng)流經至質譜儀所需的時間,。在 Carrier 中打開 20 ml/min N2,Loop 中打開 20 ml/min He,,切換 Blending 混氣閥將 He 混入 N2 開始記錄時間,,Blending 混氣閥開啟與質譜儀檢測到 He 信號之間的時間差即為死時間。重復測量后確定 20 ml/min 氣流下的系統(tǒng)死時間為 14.5 秒,。將 Blending 混氣閥再次切換到原始狀態(tài),。
CO2 吸附穿透分析:將 Loop 氣從 He 切換為 CO2(20 ml/min)。等待 10 分鐘,,穩(wěn)定氣流后切換 Blending 混氣閥將 CO2 混入 N2,,開始穿透分析,通過質譜儀記錄 CO2 和 N2 氣體組分隨著時間的變化,。
實驗結果
實驗結果如圖 2 所示:沸石 13X 在常溫條件(30°C)下對 CO2表現(xiàn)出強吸附能力,,吸附容量達到 4.53 mmol/g。此外,,穿透曲線陡峭,,表明系統(tǒng)中幾乎不存在傳質限制。
圖2. 沸石 13X 的 CO2 吸附穿透曲線
總結
AutoChem 是進行單組分氣體穿透分析的理想設備,。通過沸石 13X 的 CO2 吸附驗證了其性能,,在 30 °C、20 sccm 流速條件下,,CO2 吸附容量達到 4.53 mmol/g,。
關于麥克默瑞提克
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