固体催化剂的常用表征技术精要.ppt

固体催化剂几种常用表征技术简介 磁性非晶态合金材料XRD图谱 ZrAlTiNiCuSn快速冷凝制备非晶态合金材料，图谱表现有典型的漫散峰和较高的衍射背底。 高分子材料X射线衍射图谱 高分子由于其结晶性差，衍射本领弱，因此图谱由晶态和非晶态组成。随拉伸度的不同可引起取向和结晶度变化。 水热合成ZrO2微粉物相分析 合成的ZrO2微粉具有T相（四方）、M相（单斜）二者相对含量T相49.44%，M 相50.56%。 X射线光电子谱(XPS)X-ray Photoelectron Spectroscopy XPS ?? 引言 X射线光电子谱是重要的表面分析技术之一。它不仅能探测表面的化学组成，而且可以确定各元素的化学状态，因此，在化学、材料科学及表面科学中得以广泛地应用。 X射线光电子能谱是瑞典Uppsala大学K.Siegbahn及其同事经过近20年的潜心研究而建立的一种分析方法。 XPS原理 ??光电效应 光电效应 根据Einstein的能量关系式有： h? = EB + EK 其中? 为光子的频率，EB 是内层电子的轨道结合能，EK 是被入射光子所激发出的光电子的动能。实际的X射线光电子能谱仪中的能量关系。即 ?SP和?S分别是谱仪和样品的功函数 。 XPS ??X射线光电子谱仪 X射线光电子谱仪 X射线光电子谱仪（XPS)的应用 全自动比表面及孔隙度分析仪 由国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）提出的物理吸附等温线分类 I型等温线的特点 在低相对压力区域，气体吸附量有一个快速增长。这归因于微孔填充。 随后的水平或近水平平台表明，微孔已经充满，没有或几乎没有进一步的吸附发生。 达到饱和压力时，可能出现吸附质凝聚。 外表面相对较小的微孔固体，如活性炭、分子筛沸石和某些多孔氧化物，表现出这种等温线。 II型和III等温线的特点 II型等温线一般由非孔或大孔固体产生。B点通常被作为单层吸附容量结束的标志。 III型等温线以向相对压力轴凸出为特征。这种等温线在非孔或大孔固体上发生弱的气－固相互作用时出现，而且不常见。 IV型等温线的特点 IV型等温线由介孔固体产生。 典型特征是等温线的吸附曲线与脱附曲线不一致，可以观察到迟滞回线。 在p/p0值较高的区域可观察到一个平台，有时以等温线的最终转而向上结束(不闭合)。 V和VI型等温线的特点 V型等温线的特征是向相对压力轴凸起。V型等温线来源于微孔和介孔固体上的弱气－固相互作用，而且相对不常见。 VI型等温线以其吸附过程的台阶状特性而著称。这些台阶来源于均匀非孔表面的依次多层吸附。这种等温线的完整形式，不能由液氮温度下的氮气吸附来获得。 迟滞回线类型 迟滞回线类型按照IUPAC 13.2节中的约定，划分出了4种特征类型 H1型迟滞回线可在孔径分布相对较窄的介孔材料，和尺寸较均匀的球形颗粒聚集体中观察到。 迟滞回线类型按照IUPAC 13.2节中的约定，划分出了4种特征类型 H2型迟滞回线由有些固体，如某些二氧化硅凝胶给出。其中孔径分布和孔形状可能不好确定，比如，孔径分布比H1型回线更宽。 迟滞回线类型按照IUPAC 13.2节中的约定，划分出了4种特征类型 H3型迟滞回线由片状颗粒材料，如粘土，或由楔形孔(裂隙孔)材料给出，在较高相对压力区域没有表现出任何吸附限制。 迟滞回线类型按照IUPAC 13.2节中的约定，划分出了4种特征类型 H4型迟滞回线出现在含有狭窄的楔形孔的固体中，如活性炭中见到，在较高相对压力区域也没有表现出吸附限制。 最完全的数据处理方法与模型 比表面：BET, Langmuir (微孔), DR, BJH, DH 中孔分布：BJH, DH 微孔分布：DA (DR理论的扩展), HK, SF 微孔/中孔分布：MP, DFT 微孔体积：t-方法，DR(含平均孔宽,分子筛和活性碳等微孔表征） 分形维数：FHH, NK 总孔体积：平均孔径 吡啶吸附红外光谱 傅里叶变换红外光谱仪结构框图 傅里叶变换红外光谱仪工作原理图 热分析法 一、 差热分析法 一、基本原理与差热分析仪 差热分析(DTA)：在程序控制温度条件下，测量样品与参比物之间的温度差与温度关系的一种热分析方法。 参比物（或基准物，中性体）：在测量温度范围内不发生任何热效应的物质，如?-Al2O3、MgO等。 在实验过程中，将样品与参比物的温差作为温度或时间的函数连续记录下来，就得到了差热分析曲线。 用于差热分析的装置称为差热分析仪。 DIL 402PC型热膨胀仪 TAS-100型热分析仪 典型的DTA曲线 图中基线相当于?T=0，样品无热效应发生，向上和向下的峰