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化学吸附-质谱联用仪

宣布日期:2025-10-22 15:34 阅读次数:

仪器名称

化学吸附-质谱联用

放置所在

继续教育学院楼109

认真人

白书立 

仪器生产厂家及型号

Micromeritics/AutoCh AutoChem II 2920、Hiden / QGA

仪器研究偏向

多相催化、气体吸附

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仪器主要功效用途及参数

化学吸附-质谱联用系统仪器主要功效

焦点功效:通过化学吸附仪的TCD检测器获得催化性能与其微观外貌性子的信号峰,,同时通过质谱仪实时、多通道气体产品监测,,准确判断在升温历程中逸出的气体产品是何种分子或碎片,,为催化机理研究提供有利依据。。。可以举行TPD(程序升温脱附)、TPR(程序升温还原)、TPO(程序升温氧化)、TPRS、脉冲化学吸附等的剖析。。。

主要用途:主要用于多相催化、吸附等领域。。。

焦点参数:

1. Micromeritics AutoChem:

1加热电热炉最高温度1200度,,程序升温温度控制规模为情形温度~1100℃。。。

2升温速率:在室温-500℃规模,,0~70℃/min;; 在500℃~1100℃规模,,0~30℃/min,,冷却速率:快速冷却,,1000度降温至100度时间不凌驾1小时。。。 3在线质谱:质量数规模1-200amu;;离子源灯丝:铱灯丝。。。

2. Hiden QGA:

质量规模:通常1-300 amu,,笼罩从H?到大部分有机分子的质量。。。

检测限:可达ppm甚至ppb级别,,迅速度极高。。。

响应时间:<1秒(与毛细管入口线和设置有关)。。。

离子源:电子轰击离子源(EI)。。。

检测器:法拉第杯和电子倍增器(SEM),,用于差别浓度规模的检测。。。

测试内容及领域

测试内容:催化剂性子、表界面化学反映及微观机理

常见测试类型和项目:

1. 实时、多通道气体产品监测:质谱仪可以同时监测多种差别质荷比(m/z)的气体信号,,如H2 (m/z=2),,CO (m/z=28),,CO2 (m/z=44),,H2O (m/z=18)等。。。

2. 程序升温剖析:(1)程序升温脱附(TPD):研究催化剂的酸性/碱性位点、金属位点的强度和数目。。。例如,,NH?-TPD(酸位点);;(2)程序升温还原(TPR):研究金属氧化物的还原性、还原温度及还原历程;;(3)程序升温氧化(TPO):研究积碳催化剂的再生、金属的氧化行为及碳物种的反映性;;(4)程序升温外貌反映(TPSR):在反映气气氛下升温,,研究特定反映的中心体和反映路径。。。

3. 脉冲化学吸附:准确测定活性金属疏散度、金属外貌积和活性位点浓度。。。

主要应用领域:

1. 催化剂酸性/碱性表征

2. 催化剂还原行为研究

3. 积碳催化剂研究

4. 反映机理研究

5. 物种追踪

注重事项(仪器使用和样品制备)

一、预约测试与使用

1. 培训:操作者必需经由系统性的正规培训,,并通过审核获得自力操作资格。。。未经允许严禁操作仪器。。。

2. 提前预约:严酷凭证实验室治理系统提前预约,,并遵守时间安排。。。完成测试后实时在系统中竣事预约。。。相同与准备:预约时需明确见告样品组成、样品颗粒巨细、制备温度、稳固性等信息,,以便治理员确认要领兼容性。。。

3. 开机前检查

气源检查:确认所需的准备气(如高纯He、H2/He或CO2/NH3/He)、载气(如高纯He、H2/He)和脉冲气体(如Ar)压力富足(通常>5 MPa)及浓度合适(如10 wt% H2/He)。。。确保所有气体净化器未逾期。。。

4. 要领确认:严禁随意修改他人或标准要领。。。上机前务必确认所挪用要领的参数(如升温速率、测试温度、气体、预处理方式等)适用于目今样品。。。最好使用自己建设并经由验证的要领。。。

5. 真空系统:质谱仪是高真空装备,,开机前必需确认前级泵和分子涡轮泵运行正常,,抵达事情真空度(通常优于10?? mBar)。。。

6. 防止污染:阻止测试高浓度、易冷凝的样品(如大宗硫化物、高沸点有机物),,这些物质会污仁笔谱离子源和四极杆;;在TPO测试高积碳样品后,,务必确保系统充分吹扫,,防止残留CO?影响后续低浓度检测。。。

7. 信号饱和:在设置质谱要领时,,要预估气体浓度,,阻止信号过强导致检测器饱和(特殊是电子倍增器)。。。

8. 校准与标定:质谱校准:按期使用标准气体(如剩余气体剖析仪标准品)对证谱的质量数和迅速度举行校准;;延迟时间:由于从反映管到质谱检测器有毛细管传输线,,TCD信号和MS信号保存时间差,,在数据关联剖析时必需举行校准。。。

9. 气体滋扰:注重差别气体的碎片离子可能重叠,,例如CO (m/z=28) N? (m/z=28) 会相互滋扰,,需通过其他碎片峰(如COm/z=12, 16)或使用高纯氦气作为载气来区分。。。

10. 装样规范:将样品管取下装样时,,需带纱布手套操作以防烫伤。。。

11. 质谱仪开机后泵不必关(可终年运行),,频仍开关会加速其不稳,,停电前务必提前关机,,不要突然断电,,防止灯丝被烧坏。。。

12. 仪器检漏:不要容易移动仪器,,重装毛细管或分子漏举行检漏时,,使用He气吹扫接口,,审查He气压力信号举行判断。。。

13. 真空度异常:若仪器真空度凌驾10-7 bar,,仪器报错,,说明仪器梗塞了;;如仪器真空度长时间到不了10-6 bar,,说明仪器漏气,,应连忙暂停运行并查找原因。。。

14. 实时监控:运行实验时,,亲近监控系统真空度、基线信号、走漏检查状态等要害参数。。。发明异常(如压力突变、基线过高、真空度变差)应连忙暂停运行并查找原因。。。

15. 数据与卫生:实时生涯、备份和处理数据。。。整理实验台面,,取走自己的样品和废液,,坚持仪器周围情形整齐。。。

二、 样品制备及测试注重事项

1. 此测试已使用的样品无法接纳,,若需接纳,,只能接纳未使用的样品;;

2. 一般粉末或者颗粒状样品(粉末40-80目即可,,不要太细),,样品质量100-200mg;;关于密度较量小的样品,,只管制成颗粒,,否则容易导致样品在管内群集严重,,气流不稳,,造成信号波动。。。

3. 块状、薄膜样品气体分子一般不宜扩散到样品内里;;

4. 样品需要充分干燥,,同时提供样品详细因素,,样品在整个历程必需稳固,,在测试历程中不与坩埚反映,,在测试温度规模内不爆发剖析,,样品自己升温历程中不可剖析或爆发其他气体;;若没有测试过热重数据,,可在送样前自行在测试最高温度下焙烧处理,,包管样品稳固;;

5. C质料、C3N4 、MOF等质料或制备温度低于测试温度,,需要提供TG;; 酸根,,含S、 F、 Cl 5%以下可以测,,磺酸基团不可;; 碱性较强的质料,,K2O、Na2CO3 、NaOH等,,会侵蚀石英管反映器,,此类质料无法测试;;有机物/有机质样品在惰性气氛下升温时易剖析成黏糊糊的油状物,,一般不接受此类样品;;

6. 测试温度必需低于样品制备历程中处理温度;;通例测试起始温度约50℃,,数据收罗温度低于50℃请联系壹号娱乐APP;;

7. 在TPD测试时,,吸附气体的浓度可不做要求,,只要吸附饱和即可。。。

8、压力为零:若是准备气、载气和脉冲气体为零、泛起报警提醒时,,务必检查气体钢瓶是否翻开、管路是否漏气,,阻止检测器在无气体吹扫下举行。。。

主要配件及拓展功效(选填)

 

仪器操作指引:(选填)(操作指南文件或操作视频二维码)

1步:开机前检查

1)气源检查: 确认所需准备气、载气或脉冲气体(He, Ar, H?, O?)气源富足,,压力正常,,净化器有用。。。。。。

2)消耗品检查: 检查进样垫、衬管、O型圈是否完好,,如需替换,,在仪器未加热前完成。。。

3)事情站与硬件: 确认电脑、仪器主机、化学吸附仪-电脑网口以及化学吸附-质谱联用信号线毗连正常。。。

2步:开启硬件与软件

翻开气体:翻开气瓶主阀和减压阀。。。

开启硬件:开启AutoChemQGA电源,,启动控制软件。。。

开启机械泵,,待真空度达标后启动分子涡轮泵,,期待QGA抵达事情真空。。。

3步:样品装载

从反映器中小心取出样品管。。。

称重并纪录空管重量(含石英棉)。。。

装入适量样品,,再次称重,,纪录样品净重。。。

将样品管重新装置回炉体,,毗连好气路。。。

4步:系统检漏与吹扫

用惰性气体(He/Ar)以一定流速吹扫系统,,同时用QGA监测m/z=18 (H?O), 28 (N?/CO), 32 (O?) 等,,确认系统无走漏且本底优异。。。

5步:要领设置与运行

AutoChem软件中:编辑温度程序,,包括预处理、吸附、吹扫和程序升温阶段,,设置TCD参数和气路切换。。。

NH3-TPD为例,,操作流程为:Prep:NH3/He

Unit→import

File→New file→save file→edit

Experiment→insert→TPD

Prep: Gas: He 50 ml/min   Carrier: He 20 ml/min

Tem Ramp: 200 ℃ 60 min (200℃吹扫60 min)

Tem Ramp: 回到室温

Change gas flow: Prep: NH3/He 50 ml/min   Carrier: He 20 ml/min

Wait 120 min

Change gas flow: Prep gas: He 50 ml/min   Carrier/Reference: 50 ml/min

Wait 10 min

Wait 30 min

Wait :比及基线稳固

Set outputs: ? DO1

Start recording

Tem Ramp: 800 ℃

Stop recording

Set outputs: □ DO1

Termination

Hiden MASsoft软件中:建设质谱要领,,选择需要监测的m/z列表,,设置扫描速率、检测器模式(法拉第杯/SEM)和电压。。。

同步启动:确保两个软件的时间大致同步,,然后启动AutoChem的运行程序和QGA的数据收罗程序。。。

6步:数据剖析

划分从AutoChemMASsoft软件中导出TCD数据和质谱数据。。。

使用Origin、Igor等数据处理软件,,凭证延迟时间对TCDMS曲线举行时间对齐。。。

综合剖析TCD的总体信号和MS的特定物种信号,,举行定性和定量解读。。。

7步:关机

实验竣事后,,将系统温度降至室温,,在载气下持续吹扫。。。

关闭QMA的检测器高压和灯丝,,待涡轮泵温度降至清静规模后关闭涡轮泵,,最后关机械泵和前级泵。。。

关闭AutoChem加热炉和所有气体。。。

 

 

 

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