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本文重点研究氧化物催化剂和载体（γ-Al₂O₃、CeO₂、ZrO₂、SiO₂、TiO₂、HZSM-5沸石）的表面酸性，并通过程序升温氨脱附（ATPD）法对其表面性质进行比较检测。ATPD是一种可靠且简便的方法，该方法首先使催化剂表面在低温下吸附氨至饱和，然后进行温度变化，从而导致探针分子脱附并产生温度分布。
通过对解吸模式进行定量和/或定性分析，可以获得解吸/吸附能以及表面吸附的氨量（氨吸收量）等信息。氨作为一种碱性分子，可用作探针来测定表面的酸度。这些数据有助于理解样品的催化行为，甚至有助于优化新体系的合成。本研究未使用传统的TCD检测器，而是采用了四极杆质谱仪（Hiden HPR-20 QIC），并通过加热毛细管将其与测试装置连接。
使用四极杆质谱仪（QMS）可以轻松区分从表面解吸的不同物质，无需任何可能对分析产生不利影响的化学或物理过滤器和捕集器。正确设置仪器的电离势有助于防止水分子碎裂，从而避免对氨的质荷比（m/z）信号造成干扰。我们采用理论标准和实验测试分析了程序升温氨解吸数据的准确性和可靠性，重点研究了数据采集模式、载气、颗粒尺寸和反应器几何形状的影响，证明了该方法的灵活性。
除铈以外，所有研究材料均具有复杂的ATPD模式，温度范围为423-873K。铈的脱附峰清晰且窄，表明其酸性均匀且较低。定量数据表明，其他材料与二氧化硅之间的氨吸收量差异超过一个数量级。由于铈的ATPD分布符合高斯曲线，且不受表面覆盖率和升温速率的影响，因此可将所研究材料的行为描述为四个高斯函数的线性关系，分别对应于中等、弱、强和极强的吸附位点。收集所有数据后，应用ATPD建模分析来获取探针分子吸附能随各脱附温度变化的信息。基于平均能量值（单位：kJ/mol），按位置划分的累积能量分布表明了以下酸性值（例如，表面覆盖率θ = 0.5）。
作为探针反应，丙烯在异丙醇中脱水，以获取有关所研究材料功能性的更多信息。所得结果与之前的ATPD测量结果在表面酸性位点的强度和丰度方面一致，并且还可以区分布朗斯台德酸位点和路易斯酸位点。
图 1.（左）使用高斯函数对 ATPD 轮廓进行反卷积（黄色虚线表示生成的轮廓，黑色点是实验数据）（右）不同位置的氨解吸能量分布函数。
Roberto Di Cio 墨西拿大学工程学院，Contrada Dee Dee, Sant'Agata, I-98166 Messina, 意大利
Francesco Arena、Roberto Di Cio、Giuseppe Trunfio (2015) “氨程序升温脱附法在研究非均相催化剂表面酸性方面的实验评价” 应用催化A：综述 503, 227-236
隐藏分析。（2022 年 2 月 9 日）。氨程序升温脱附法在研究催化剂非均相表面酸性性质方面的实验评价。AZ。2023 年 9 月 7 日检索自 https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016。
隐藏分析。“用于研究非均相催化剂表面酸性性质的程序升温氨脱附方法的实验评价”。AZ。2023年9月7日。
隐藏分析。“程序升温氨脱附法研究非均相催化剂表面酸性的实验评价”。AZ。https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14016。（访问日期：2023年9月7日）。
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发布时间：2023年9月7日
