用于氣體的脈沖進(jìn)樣裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及用于氣體的脈沖進(jìn)樣裝置。更具體地，用于氣體的脈沖進(jìn)樣裝置包括載氣氣源和至少一個(gè)反應(yīng)氣氣源，所述載氣氣源和所述至少一個(gè)反應(yīng)氣氣源分別經(jīng)由減壓閥和質(zhì)量流量控制器連接至具有采樣環(huán)的六通閥的不同進(jìn)口，并且所述六通閥流體聯(lián)通地連接至樣品池，其中通過(guò)切換所述六通閥的旋鈕，使截留在所述采樣環(huán)中的反應(yīng)氣被載氣帶入至所述樣品池中，從而形成所述反應(yīng)氣的脈沖進(jìn)樣。采用本實(shí)用新型的脈沖進(jìn)樣裝置，能夠精確控制反應(yīng)氣體的暴露量，從而減弱甚至消除反應(yīng)物氣相成分對(duì)原位譜學(xué)測(cè)量的干擾；并且能夠在不暴露空氣的情況下實(shí)現(xiàn)不同處理氣氛和不同反應(yīng)物質(zhì)之間的自由切換。
【專利說(shuō)明】用于氣體的脈沖進(jìn)樣裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及用于氣體的脈沖進(jìn)樣裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 催化技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和日常生活中占據(jù)著重要的地位，是化工行業(yè)的核心技術(shù)。 目前，超過(guò)80%的化學(xué)工業(yè)過(guò)程涉及催化技術(shù)，在發(fā)達(dá)國(guó)家由催化技術(shù)直接和間接的貢獻(xiàn) 達(dá)到20-30%⑶P。在多相催化反應(yīng)中，無(wú)論反應(yīng)過(guò)程遵循Langmuir-Hinshelwood機(jī)理還 是Eley-Rideal機(jī)理，反應(yīng)物都要經(jīng)歷在催化劑表面吸附的分子活化步驟，并且表面物種 的化學(xué)吸附狀態(tài)決定了后續(xù)催化反應(yīng)的活性和選擇性，因此反應(yīng)物分子的化學(xué)吸附就顯得 尤為重要。在實(shí)際催化反應(yīng)體系中，發(fā)展了一系列原位譜學(xué)技術(shù)來(lái)表征多相催化反應(yīng)過(guò)程 中的化學(xué)吸附狀態(tài)和表面化學(xué)反應(yīng)（參見(jiàn)2010年Chemical Society Reviews第12期專 干1J，其綜述了這些原位譜學(xué)表征技術(shù)；2012年P(guān)hysical Chemistry Chemical Physics第7 期，其集中發(fā)表了這些原位譜學(xué)技術(shù)的最新研究成果；2013年Catalysis Today第205卷 ?？?，其發(fā)表了第四屆國(guó)際原位譜學(xué)研究大會(huì)的報(bào)告），深入理解催化反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)條件 下的構(gòu)效關(guān)系，為提高多相催化反應(yīng)的催化性能提供科學(xué)的實(shí)驗(yàn)思路和理論指導(dǎo)。在以前 的科學(xué)研究中，通常采用的實(shí)驗(yàn)方法是待反應(yīng)物/探針?lè)肿釉诖呋瘎┍砻嫔衔斤柡秃螅?再?gòu)奈角惑w中抽出剩余的反應(yīng)物/探針?lè)肿?，或者用惰性氣體將剩余的反應(yīng)物/探針?lè)?子吹掃出吸附腔體。這樣雖然不會(huì)存在強(qiáng)大的氣相光譜信號(hào)干擾，但得到的只是靜態(tài)化學(xué) 吸附信息，各種譜學(xué)方法檢測(cè)到的只是催化劑表面上不可逆吸附的表面物種。
[0003] 然而，只要化學(xué)吸附過(guò)程是熱力學(xué)許可的，則反應(yīng)物分子在催化劑表面上發(fā)生碰 撞就可能形成化學(xué)吸附，形成化學(xué)吸附的可能性取決于反應(yīng)物分子與催化劑表面的碰撞幾 率，而反應(yīng)物分子在各種表面位點(diǎn)上的化學(xué)吸附能只決定化學(xué)吸附的強(qiáng)弱程度；隨著吸附 物種在表面上的遷移擴(kuò)散，表面物種將會(huì)從弱吸附位點(diǎn)向強(qiáng)吸附位點(diǎn)轉(zhuǎn)移，當(dāng)達(dá)到平衡態(tài) 時(shí)表面物種在各個(gè)吸附位點(diǎn)上的分布狀態(tài)與反應(yīng)物分子在該位點(diǎn)的化學(xué)吸附能有關(guān)。因此 催化劑表面上的化學(xué)吸附是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，包括氣相分子與表面的碰撞、表面吸附物種 與氣相分子之間的動(dòng)態(tài)平衡、吸附物種在表面上的遷移擴(kuò)散等。另外表面上吸附物種的狀 態(tài)還與反應(yīng)物分子的氣相濃度（即反應(yīng)物氣氛壓力）密切相關(guān)，尤其弱吸附表面物種隨著 氣相濃度的改變而處在不斷的動(dòng)態(tài)變化之中。甚至一些反應(yīng)物分子在室溫下并不能在催化 劑表面形成化學(xué)吸附，只有在反應(yīng)條件下（即一定溫度和反應(yīng)物壓力條件）才能有效地吸 附在催化劑表面。多相催化劑上表面物種的化學(xué)吸附狀態(tài)決定了后續(xù)化學(xué)反應(yīng)的活躍程度 和轉(zhuǎn)化方向，即決定了催化反應(yīng)的活性和選擇性，因此調(diào)控表面吸附物種的動(dòng)態(tài)變化（合 適的吸附位點(diǎn)、吸附構(gòu)型和吸附強(qiáng)度），就有可能獲得優(yōu)異的催化反應(yīng)性能。
[0004] 綜上所述，化學(xué)吸附是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，表面物種的化學(xué)吸附狀態(tài)與反應(yīng)物分子 的氣相濃度密切相關(guān)，且決定了后續(xù)催化反應(yīng)的活性和選擇性。然而，靜態(tài)化學(xué)吸附檢測(cè)方 法得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并沒(méi)有反映化學(xué)吸附的動(dòng)態(tài)本質(zhì)。當(dāng)反應(yīng)物以一定濃度源源不斷地流過(guò) 催化劑表面時(shí)，此時(shí)反應(yīng)物分子自身會(huì)產(chǎn)生非常強(qiáng)的吸收信號(hào)，在這種情況下就無(wú)法有效 地檢測(cè)到催化劑表面的吸附物種和反應(yīng)中間體，也就無(wú)法進(jìn)行負(fù)載催化劑上催化反應(yīng)的原 位實(shí)時(shí)檢測(cè)。氣相反應(yīng)物強(qiáng)的譜學(xué)信號(hào)干擾問(wèn)題已經(jīng)成為催化劑表面上化學(xué)吸附和催化反 應(yīng)的原位譜學(xué)科學(xué)研究中的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。一種解決方案是測(cè)量氣相反應(yīng)物分子的譜學(xué) 信號(hào)，以此信號(hào)為基準(zhǔn)，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中將氣相成分對(duì)譜學(xué)信號(hào)的貢獻(xiàn)扣除掉。但這種解決方 案的實(shí)驗(yàn)誤差較大，因?yàn)闅庀喑煞值淖V學(xué)信號(hào)強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于表面吸附物種的譜學(xué)信號(hào)強(qiáng) 度，特別是對(duì)于具有較大分子量的反應(yīng)物來(lái)說(shuō)，其振動(dòng)譜峰結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，進(jìn)一步增添了實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù)的不確定性。
[0005] 為了解決氣體反應(yīng)物分子自身對(duì)表面吸附物種和反應(yīng)中間體信號(hào)的檢測(cè)干擾問(wèn) 題，需要新的進(jìn)樣裝置和進(jìn)樣方法。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有狀況，提供一種新的進(jìn)樣裝置和進(jìn)樣方法，這樣 的裝置和方法可以應(yīng)用到實(shí)際催化劑體系的原位譜學(xué)研究中，既可以維持局部的較高反應(yīng) 物濃度，能夠在催化劑表面生成一些弱吸附物種；又可以控制體系中氣體分子的引入量，減 小甚至消除氣相成分對(duì)原位譜學(xué)測(cè)量的干擾；同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)在不同反應(yīng)氣氛之間的自由 切換。這樣就能夠真正實(shí)現(xiàn)原位動(dòng)態(tài)地檢測(cè)反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附和化學(xué)反應(yīng)情 況，而不是以前研究中的靜態(tài)化學(xué)吸附信息，通過(guò)這樣的裝置或方法得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠 反映化學(xué)吸附的動(dòng)態(tài)本質(zhì)。
[0007] 為此，在一方面，本實(shí)用新型提供一種用于氣體的脈沖進(jìn)樣裝置，所述脈沖進(jìn)樣裝 置包括載氣氣源和至少一個(gè)反應(yīng)氣氣源，所述載氣氣源和所述至少一個(gè)反應(yīng)氣氣源分別經(jīng) 由減壓閥和質(zhì)量流量控制器流體聯(lián)通地連接至具有采樣環(huán)的六通閥的不同進(jìn)口，并且所述 六通閥的一個(gè)出口流體聯(lián)通地連接至樣品池，其中通過(guò)切換所述六通閥的旋鈕，使截留在 所述采樣環(huán)中的反應(yīng)氣被載氣帶入至所述樣品池中。
[0008] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述六通閥通過(guò)所述六通閥上的載氣出口流體聯(lián)通地連 接于所述樣品池，并且所述反應(yīng)氣由不同于所述載氣出口的另一出口進(jìn)入放空裝置或回收 裝直。
[0009] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述樣品池稱接有表征測(cè)試儀器。
[0010] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述表征測(cè)試儀器是紅外光譜儀、拉曼光譜儀和質(zhì)譜儀。
[0011] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述反應(yīng)氣氣源的數(shù)量為2?4個(gè)。
[0012] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述脈沖進(jìn)樣裝置還包括設(shè)置在所述反應(yīng)氣和/或所述 載氣的流路上的一個(gè)或多個(gè)選自由以下各項(xiàng)組成的組中的元件：二通截止閥、三通閥、四通 閥和真空泵。
[0013] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述反應(yīng)氣氣源的數(shù)量為2個(gè)以上，并且所述反應(yīng)氣氣 源之間和/或各個(gè)所述反應(yīng)氣氣源和所述載氣氣源之間通過(guò)一個(gè)或多個(gè)選自三通閥、四通 閥或其組合的元件連接，然后再連接至所述六通閥。
[0014] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述真空泵位于所述六通閥和所述樣品池之間。
[0015] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述六通閥和所述真空泵之間還設(shè)置帶有放空裝置或回 收裝置的三通閥。
[0016] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述表征測(cè)試儀器之后還設(shè)置有放空裝置或回收裝置。
[0017] 在另一方面，本實(shí)用新型提供一種利用上述脈沖進(jìn)樣裝置的脈沖進(jìn)樣方法，其中 當(dāng)使所述六通閥的旋鈕處于第一位置時(shí)，所述反應(yīng)氣流經(jīng)所述采樣環(huán)并在所述采樣環(huán)中被 截留一段容量的反應(yīng)氣，而所述載氣不流經(jīng)所述采樣環(huán)；當(dāng)通過(guò)切換使所述六通閥的旋鈕 處于第二位置時(shí)，所述反應(yīng)氣不再流經(jīng)所述采樣環(huán)，而所述載氣流經(jīng)所述采樣環(huán)，并且所述 載氣將所述采樣環(huán)中的反應(yīng)氣帶入至所述樣品池中，從而形成所述反應(yīng)氣的一次脈沖進(jìn) 樣。
[0018] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，通過(guò)不斷地重復(fù)所述切換操作來(lái)形成所述反應(yīng)氣的多次 脈沖進(jìn)樣。
[0019] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，在所述切換操作期間，所述反應(yīng)氣是連續(xù)流動(dòng)的或間歇 流動(dòng)的。
[0020] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，當(dāng)所述反應(yīng)氣氣源的數(shù)量為2個(gè)以上時(shí)，通過(guò)組合操作 各個(gè)反應(yīng)氣流路上的一個(gè)或多個(gè)選自二通截止閥、三通閥、四通閥或其組合的元件來(lái)實(shí)現(xiàn) 各種反應(yīng)氣之間的切換并形成它們各自的脈沖進(jìn)樣。
[0021] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，當(dāng)從一種反應(yīng)氣切換至另一種反應(yīng)氣并進(jìn)行脈沖進(jìn)樣 時(shí)，所述樣品池預(yù)先通過(guò)載氣進(jìn)行吹掃。
[0022] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述樣品池中預(yù)先裝有吸附劑或催化劑。
[0023] 在另一方面，本實(shí)用新型提供上述脈沖進(jìn)樣裝置或上述脈沖進(jìn)樣方法用于化學(xué)吸 附和催化反應(yīng)原位研究的用途。
[0024] 本實(shí)用新型通過(guò)上述脈沖進(jìn)樣裝置的諸如各種氣體截止閥和管路流通閥的組合 操作，實(shí)現(xiàn)原位的催化劑反應(yīng)氣氛、在不暴露空氣的情況下實(shí)現(xiàn)不同反應(yīng)氣氛之間的自由 切換，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)反應(yīng)氣體進(jìn)樣量的精確控制，從而能夠以化學(xué)計(jì)量的配比比例來(lái)進(jìn)行 催化反應(yīng)。此外，這樣的進(jìn)樣裝置與各種表征儀器（如各種光譜、質(zhì)譜和微型反應(yīng)器等）結(jié) 合使用，還可以提供一種用于化學(xué)吸附和催化反應(yīng)原位研究的脈沖進(jìn)樣方法。通過(guò)利用本 實(shí)用新型的脈沖進(jìn)樣裝置和方法，能夠在化學(xué)吸附和催化反應(yīng)的原位研究過(guò)程中精確地控 制進(jìn)樣量以及在不同進(jìn)樣物質(zhì)之間自由切換；并且能夠有效地減弱甚至消除反應(yīng)物氣相成 分對(duì)原位譜學(xué)測(cè)量的干擾，從而能夠真正在線監(jiān)測(cè)催化反應(yīng)的進(jìn)行情況。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施方式的用于氣體的脈沖進(jìn)樣裝置，其中所述 裝置耦接有表征測(cè)試儀器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且其中為了更清楚而單獨(dú)地顯示了六通閥中的 氣體流路。
[0026] 圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施方式的用于氣體的脈沖進(jìn)樣裝置，其中所 述裝置耦接有表征測(cè)試儀器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且其中為了更清楚單獨(dú)地顯示了三通閥中的 氣體流路。
[0027] 圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施方式的用于氣體的脈沖進(jìn)樣裝置，其中所 述裝置耦接有表征測(cè)試儀器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且其中為了更清楚單獨(dú)地顯示了四通閥和六 通閥中的氣體流路。
[0028] 圖4示出了作為比較的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的連續(xù)進(jìn)樣裝置，其中所述裝置耦接有表征 測(cè)試儀器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
[0029] 圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施方式的脈沖進(jìn)樣和作為對(duì)比的連續(xù)進(jìn)樣 的紅外光譜圖。
[0030] 圖6示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施方式的單次脈沖氣體流經(jīng)原位樣品池的 質(zhì)譜監(jiān)控譜圖。
[0031] 圖7示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施方式的不同載氣流速條件下單次脈沖氣 體流經(jīng)原位樣品池的質(zhì)譜監(jiān)控譜圖。
[0032] 圖8示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施方式的在230°C溫度下反應(yīng)物在催化劑表 面的化學(xué)吸附物種隨吹掃時(shí)間變化的紅外光譜圖。
[0033] 圖9示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施方式的室溫下催化劑表面上化學(xué)吸附物 種隨吹掃時(shí)間變化的紅外光譜圖以及表面吸附物種強(qiáng)度隨吹掃時(shí)間的變化趨勢(shì)圖。
[0034] 圖10示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施方式的在60°C溫度下催化劑表面上化學(xué) 吸附物種隨吹掃時(shí)間變化的紅外光譜圖。
[0035] 圖11示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施方式的在-10°C溫度下催化劑表面上化 學(xué)吸附物種隨吹掃時(shí)間變化的紅外光譜圖以及表面吸附物種強(qiáng)度隨吹掃時(shí)間的變化趨勢(shì) 圖。
[0036] 圖12示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施方式的室溫下催化劑表面上化學(xué)吸附物 種隨脈沖次數(shù)增加的紅外光譜圖。
[0037] 圖13示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施方式的在50°C溫度下催化劑表面上化學(xué) 吸附物種隨脈沖次數(shù)增加的紅外光譜圖。
[0038] 圖14示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施方式的室溫下催化劑表面上化學(xué)吸附物 種隨吹掃時(shí)間變化的紅外光譜圖以及表面吸附C0物種強(qiáng)度隨吹掃時(shí)間的變化趨勢(shì)圖。
[0039] 圖15示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施方式的在60°C溫度下催化劑表面上化學(xué) 吸附物種隨吹掃時(shí)間變化的紅外光譜圖。
[0040] 附圖標(biāo)號(hào)列表：
[0041] 1、1-1、1-2、1-3和1-4 :反應(yīng)氣或載氣氣源；
[0042] 2、2-1、2-2、2-3 和 2-4 :氣體減壓閥；
[0043] 3、3-1、3-2、3_3和3-4 :質(zhì)量流量控制器；
[0044] 4、4-1、4-2、4-3、4-4、4-5、4-6 和 4-7 :二通截止閥；
[0045] 5、5-1、5-2 和 5-3 :三通閥；
[0046] 6 :四通閥；7 :六通閥；8 :樣品池；9 :紅外光譜儀；10 :質(zhì)譜儀；
[0047] 11、11-1、11-2和11-3 :放空裝置或回收裝置；
[0048] 12 :真空計(jì)；13 :真空泵；
[0049] 14-1和14-2 :計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

【具體實(shí)施方式】
[0050] 在本實(shí)用新型中，提供了用于氣體的脈沖進(jìn)樣裝置，所述脈沖進(jìn)樣裝置包括載氣 氣源和至少一個(gè)反應(yīng)氣氣源，所述載氣氣源和所述至少一個(gè)反應(yīng)氣氣源分別經(jīng)由減壓閥和 質(zhì)量流量控制器流體聯(lián)通地連接至具有采樣環(huán)的六通閥的不同進(jìn)口，并且所述六通閥的一 個(gè)出口流體聯(lián)通地連接至樣品池，其中通過(guò)切換所述六通閥的旋鈕，使截留在所述采樣環(huán) 中的反應(yīng)氣被載氣帶入至所述樣品池中。
[0051] 優(yōu)選地，所述樣品池通過(guò)所述六通閥上的載氣出口流體聯(lián)通地連接于所述六通 閥，并且所述反應(yīng)氣由不同于所述載體出口的另一出口從所述六通閥進(jìn)入反應(yīng)氣放空裝置 或反應(yīng)氣回收裝置。優(yōu)選地，所述樣品池耦接有表征測(cè)試儀器如紅外光譜儀和/或拉曼光 譜儀和/或質(zhì)譜儀。優(yōu)選地，所述脈沖進(jìn)樣裝置還包括設(shè)置在所述反應(yīng)氣和/或所述載氣 流路上的一個(gè)或多個(gè)選自由以下各項(xiàng)組成的組中的元件：二通截止閥、三通閥、四通閥和真 空泵。優(yōu)選地，所述反應(yīng)氣氣源的數(shù)量為2個(gè)以上，例如2?4個(gè)，并且所述反應(yīng)氣氣源之 間和/或所述反應(yīng)氣氣源和所述載氣源之間通過(guò)一個(gè)或多個(gè)選自三通閥、四通閥或其組合 中的元件連接，然后再連接至所述六通閥。優(yōu)選地，所述真空泵位于所述六通閥和所述樣品 池之間。優(yōu)選地，所述六通閥和所述真空泵之間還設(shè)置帶有放空裝置或回收裝置的三通閥。 優(yōu)選地，所述表征測(cè)試儀器之后還設(shè)置有放空裝置或回收裝置。
[0052] 本實(shí)用新型的脈沖進(jìn)樣裝置中的各種元件如氣源、質(zhì)量流量控制器、六通閥、二通 截止閥、三通閥、四通閥和真空泵均可商購(gòu)獲得。例如，氣源可以是化學(xué)領(lǐng)域常見(jiàn)的高壓氣 瓶，其中使用的反應(yīng)氣例如是⑶、C0 2、N0、氫氣、氧氣、甲烷、乙烯、丙烯等，使用的載氣可以 是例如N2、Ar、He等。在本實(shí)用新型中，所使用的六通閥的采樣環(huán)的容積通常為0. 2?2mL， 但這并不限局限于此，根據(jù)需要，可以使用或設(shè)計(jì)具有其他取樣容積的六通閥采樣環(huán)。用于 反應(yīng)氣或載氣流動(dòng)的流路可以是本領(lǐng)域常用于流動(dòng)氣體的金屬管道或塑料管道。本實(shí)用新 型裝置中涉及的樣品池可以是化學(xué)領(lǐng)域中常見(jiàn)的原位漫反射樣品池（漫反射采集方式是 紅外光譜的一種測(cè)量模式，對(duì)紅外樣品的制樣要求不是很高，也不需要添加各種稀釋劑來(lái) 進(jìn)行混合，實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單易行，保證了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的重復(fù)可靠，特別適合于測(cè)量固體粉末樣品 表面上吸附質(zhì)的振動(dòng)信息）、微型反應(yīng)器、紅外光譜儀和拉曼光譜儀中的常用樣品池等，根 據(jù)需要，這樣的樣品池可以加載固體催化劑如負(fù)載型金屬催化劑，并且在該樣品池中可以 發(fā)生反應(yīng)氣體的化學(xué)吸附和催化反應(yīng)。在使用本實(shí)用新型的裝置進(jìn)行脈沖進(jìn)樣時(shí)，反應(yīng)氣 體可以通過(guò)組合地操作本實(shí)用新型裝置的各元件，實(shí)現(xiàn)連續(xù)流動(dòng)或間歇地流動(dòng)，并且過(guò)量 的反應(yīng)氣氣體可以通過(guò)放空裝置放空或通過(guò)回收裝置回收；而為了反應(yīng)氣體脈沖進(jìn)樣的穩(wěn) 定性和重復(fù)性，載氣氣體通常在進(jìn)樣期間是連續(xù)流動(dòng)的，經(jīng)過(guò)樣品池后的尾氣也可以通過(guò) 放空裝置放空或回收裝置回收。在本實(shí)用新型中，使用的表征測(cè)試儀器如紅外光譜儀、拉曼 光譜儀和/或質(zhì)譜儀等均是本領(lǐng)域常規(guī)使用的那些儀器，根據(jù)需要，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可 以在本實(shí)用新型的裝置中添加其他所需的儀器例如壓力計(jì)、真空泵等。
[0053] 利用上述裝置，通過(guò)其各元件之間的切換組合操作，能夠便利地實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物氣體 分子（有些情況下稱為探針?lè)肿樱┑拿}沖進(jìn)樣。而且，裝配有原位樣品池的表征測(cè)試儀器 與脈沖模式進(jìn)樣裝置耦合起來(lái)使用，可以用來(lái)研究反應(yīng)物分子/探針?lè)肿釉谪?fù)載型催化劑 表面上的化學(xué)吸附（包括靜態(tài)吸附和動(dòng)態(tài)吸附），能夠有效地減小甚至消除反應(yīng)物氣相成 分對(duì)檢測(cè)信號(hào)的干擾，實(shí)現(xiàn)化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)的原位動(dòng)態(tài)檢測(cè)。
[0054] 在本實(shí)用新型的裝置中，進(jìn)樣管路可以連有真空泵，進(jìn)樣壓力由管路中的真空規(guī) 讀取。而且，單次脈沖進(jìn)樣量取決于六通閥的采樣環(huán)，由此通過(guò)采用或設(shè)計(jì)不同的六通閥采 樣環(huán)，可以自行決定采樣環(huán)的容量大小。另外，使用本實(shí)用新型的裝置，能夠在線對(duì)負(fù)載型 催化劑進(jìn)行預(yù)處理。具體地，將催化劑預(yù)處理氣氛接在載氣氣源的位置，沿載氣流動(dòng)的方 向，預(yù)處理氣氛可以持續(xù)地流過(guò)裝填有負(fù)載型催化劑的原位樣品池，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載型催 化劑的原位預(yù)處理操作。
[0055] 以下通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步描述，但應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于舉例說(shuō)明的目的，而不 意圖限制本實(shí)用新型的范圍。
[0056] 實(shí)施例1
[0057] 圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施方式的脈沖進(jìn)樣裝置。如圖1所示，該脈沖 進(jìn)樣裝置包括一個(gè)反應(yīng)氣氣源1-1和一個(gè)載氣氣源1-2、氣體減壓閥2-1和2-2、質(zhì)量流量 控制器3-1和3-2、六通閥7和后接的樣品池8,以及任選的表征測(cè)試儀器（圖1中所示為 紅外光譜儀9和質(zhì)譜儀10)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14-1和14-2,其中質(zhì)量流量控制器用來(lái)控制反應(yīng) 氣和載氣氣體在管路中的流速，使得氣流能夠穩(wěn)定且可重復(fù)；帶有采樣環(huán)的六通閥用來(lái)進(jìn) 行脈沖進(jìn)樣，其中將固體粉末催化劑（圖中未顯示）填充在樣品反應(yīng)池（例如原位漫反射 紅外樣品池）中。
[0058] 更具體地，當(dāng)六通閥的旋鈕處于一個(gè)位置（即圖1中的7-A所示流路位置）時(shí)， 來(lái)自反應(yīng)氣氣源1-1的反應(yīng)氣氣體經(jīng)過(guò)減壓閥2-1和質(zhì)量流量控制器3-1沿長(zhǎng)虛線所示的 流路從一個(gè)進(jìn)口進(jìn)入六通閥7,然后在六通閥7中沿粗黑色實(shí)線所示流路流經(jīng)六通閥的采 樣環(huán)，然后再由長(zhǎng)虛線所示的出口進(jìn)入放空裝置或回收裝置11-1，此時(shí)六通閥的采樣環(huán)中 充滿了反應(yīng)氣；在此期間，來(lái)自載氣氣源1-2的載氣氣體將沿圓點(diǎn)間隔虛線所示的流路從 另一個(gè)進(jìn)口進(jìn)入六通閥，然后沿粗黑色實(shí)線所示流路由另一個(gè)圓點(diǎn)間隔虛線指示的出口流 出，進(jìn)入后接的原位漫反射樣品池8中，即此時(shí)的載氣不流經(jīng)采樣環(huán)。之后，當(dāng)將六通閥的 旋鈕扳到另一個(gè)位置（即圖1中的7-B所示流路位置）時(shí)，反應(yīng)氣體1-1將沿長(zhǎng)虛線指示 的流路到達(dá)六通閥，然后沿粗黑色實(shí)線所示流路直接經(jīng)由長(zhǎng)虛線指示的出口進(jìn)入放空裝置 或回收裝置11-1 ;而載氣氣體1-2在進(jìn)入六通閥后，沿粗黑色實(shí)線所示流路流經(jīng)六通閥的 采樣環(huán)，然后由另一個(gè)圓點(diǎn)間隔虛線指示的出口流出，這樣載氣氣體就將截留在六通閥的 采樣環(huán)中一段容量的反應(yīng)氣體1-1帶入到原位漫反射樣品池8中，形成反應(yīng)氣體1-1的一 次脈沖進(jìn)樣。不斷地重復(fù)以上步驟，就實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)氣體1-1的多次脈沖進(jìn)樣。
[0059] 如圖1所示，經(jīng)過(guò)樣品池的尾氣可以經(jīng)由圓點(diǎn)間隔虛線指示的流路進(jìn)入放空裝置 或回收裝置11-2。如圖1所示，本實(shí)用新型的裝置可以耦接有紅外光譜儀9和質(zhì)譜儀10 用于表征和監(jiān)測(cè)樣品池中發(fā)生的吸附和催化反應(yīng)，這些表征儀器可以分別通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 14-1和14-2來(lái)實(shí)時(shí)地采集數(shù)據(jù)。
[0060] 實(shí)施例2
[0061] 圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施方式的脈沖進(jìn)樣裝置。如圖2所示，用于 切換反應(yīng)氣的脈沖進(jìn)樣裝置包括兩個(gè)反應(yīng)氣氣源1-1和1-2以及一個(gè)載氣氣源1-3、氣體減 壓閥2-1?2-3、質(zhì)量流量控制器3-1?3-3、三通閥5、六通閥7和后接的樣品池8,以及任 選的表征測(cè)試儀器（圖2中所示為紅外光譜儀9和質(zhì)譜儀10)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14-1和14-2， 其中質(zhì)量流量控制器用來(lái)控制氣體在管路中的流速，使得氣流能夠穩(wěn)定且可重復(fù)；三通閥 用來(lái)進(jìn)行兩種反應(yīng)氣體之間的切換；六通閥用來(lái)進(jìn)行脈沖進(jìn)樣，其中將固體粉末催化劑如 Si〇2負(fù)載的Au、Pd金屬催化劑等填充在樣品池中。
[0062] 更具體地，當(dāng)三通閥的旋鈕處于一個(gè)位置（即圖2中的5-A所示流路位置）時(shí)，作 為反應(yīng)氣的氣體1-1將沿長(zhǎng)虛線指示的方向到達(dá)三通閥5,然后沿長(zhǎng)虛線指示的方向流到 六通閥7處；作為反應(yīng)氣的氣體1-2被截止，沒(méi)有氣體流出。當(dāng)三通閥的旋鈕被扳到另一個(gè) 位置（即圖2中的5-B所示流路位置）時(shí)，氣體1-1將被截止，沒(méi)有氣體流出；氣體1-2將 沿點(diǎn)狀虛線指示的方向到達(dá)三通閥5,然后沿長(zhǎng)虛線指示的方向流到六通閥7處。作為載氣 的氣體1-3將沿圓點(diǎn)間隔虛線所示的流路進(jìn)入六通閥7,然后由另一個(gè)圓點(diǎn)間隔虛線指示 的出口流出，進(jìn)入后接的原位漫反射樣品池8中。其他關(guān)于六通閥處的操作過(guò)程與實(shí)施例 1中所述相同，即通過(guò)扳動(dòng)六通閥的旋鈕，來(lái)自載氣氣源1-3的載氣氣體將會(huì)把截留在六通 閥的采樣環(huán)中一段容量的反應(yīng)氣（具體是氣體1-1還是氣體1-2由三通閥旋鈕所處的流路 位置決定）帶入到原位漫反射樣品池8中。這樣通過(guò)三通閥的切換操作，就可以將不同的 氣體導(dǎo)入到六通閥處，從而實(shí)現(xiàn)在不同反應(yīng)氣氛的脈沖進(jìn)樣之間進(jìn)行切換。
[0063] 如圖2所示，經(jīng)過(guò)樣品池的尾氣可以經(jīng)由圓點(diǎn)間隔虛線指示的流路進(jìn)入放空裝置 或回收裝置11-2。如圖2所示，本實(shí)用新型的裝置可以耦接有紅外光譜儀9和質(zhì)譜儀10 用于表征和監(jiān)測(cè)樣品池中發(fā)生的吸附和催化反應(yīng)，這些表征儀器可以分別通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 14-1和14-2來(lái)實(shí)時(shí)地采集數(shù)據(jù)。
[0064] 這里要說(shuō)明的是，只要能實(shí)現(xiàn)氣體間的切換，在本實(shí)施例中使用的三通閥等可以 被其他元件如四通閥等替代，而且使用四通閥有可能能夠更好地進(jìn)行氣體切換，因?yàn)槭褂?四通閥的情況下兩種反應(yīng)氣能夠更加穩(wěn)定地流動(dòng)，更有利于氣流的穩(wěn)定性。
[0065] 實(shí)施例3
[0066] 圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施方式的脈沖進(jìn)樣裝置。如圖3所示，使用 的脈沖進(jìn)樣裝置包括三個(gè)反應(yīng)氣氣源1-1?1-3和一個(gè)載氣氣源1-4、氣體減壓閥2-1? 2-4、質(zhì)量流量控制器3-1?3-4、六通閥7和后接的樣品池8,以及任選的表征測(cè)試儀器（圖 3中所示為紅外光譜儀9和質(zhì)譜儀10)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14-1和14-2,其中該進(jìn)樣裝置還包括 二通截止閥4-1?4-7、三通閥5-1?5-3、四通閥6和真空泵13及真空計(jì)12。其中質(zhì)量流 量控制器用來(lái)控制氣體在管路中的流速，使得氣流能夠穩(wěn)定重復(fù)；六通閥用來(lái)進(jìn)行脈沖進(jìn) 樣；二通截止閥用來(lái)接通或切斷氣體的流動(dòng)；三通閥和四通閥用來(lái)改變氣體在裝置中的流 向；真空泵通過(guò)抽空原有氣體而用來(lái)定量進(jìn)入樣品池的氣體的量，其中將固體粉末催化劑 如Si0 2負(fù)載的Au、Pd金屬催化劑等填充在樣品池中。
[0067] 通過(guò)二通截止閥、三通閥、四通閥的組合操作，圖3所示的脈沖進(jìn)樣裝置能夠?qū)崿F(xiàn) 更多種反應(yīng)氣氛的脈沖進(jìn)樣，并且在不暴露空氣的情況下能夠在這些反應(yīng)氣氛之間自由地 進(jìn)行切換。更具體地，當(dāng)四通閥的旋鈕處于一個(gè)位置（即圖3中的6-A所示流路位置）時(shí)， 作為反應(yīng)氣的氣體1-1將沿長(zhǎng)虛線指示的方向到達(dá)四通閥6,然后沿長(zhǎng)虛線指示的方向流 到六通閥7處；作為反應(yīng)氣的氣體1-2將沿點(diǎn)狀虛線指示的方向到達(dá)四通閥6,然后沿黑實(shí) 線指示的方向流至三通閥5-2處，被三通閥5-2所截止，沒(méi)有氣體流出。當(dāng)四通閥的旋鈕被 扳到另一個(gè)位置（即圖3中的6-B所示流路位置）時(shí)，氣體1-1將沿長(zhǎng)虛線指示的方向到 達(dá)四通閥6,然后沿黑實(shí)線指示的方向流至三通閥5-2處，被三通閥5-2所截止，沒(méi)有氣體流 出；氣體1-2將沿點(diǎn)狀虛線指示的方向到達(dá)四通閥6,然后沿長(zhǎng)虛線指示的方向流到六通閥 7處。作為載氣的氣體1-4將沿圓點(diǎn)間隔虛線所示的流路進(jìn)入六通閥7,然后由另一個(gè)圓點(diǎn) 間隔虛線指示的出口流出，進(jìn)入后接的原位漫反射樣品池8中。其他關(guān)于六通閥處的操作 過(guò)程與實(shí)施例1中所述相同，即通過(guò)扳動(dòng)六通閥的旋鈕，來(lái)自載氣氣源1-4的載氣氣體將會(huì) 把截留在六通閥的采樣環(huán)中一段容量的反應(yīng)氣（具體是氣體1-1還是氣體1-2由四通閥旋 鈕所處的流路位置決定）帶入到原位漫反射樣品池8中。這樣通過(guò)四通閥的切換操作，就 可以將不同的氣體導(dǎo)入到六通閥處，從而實(shí)現(xiàn)在不同反應(yīng)氣氛的脈沖進(jìn)樣之間進(jìn)行切換。
[0068] 盡管圖3示出了三個(gè)反應(yīng)氣氣源和一個(gè)載氣源，但通過(guò)組合控制閥門(mén)操作，圖3所 示進(jìn)樣裝置同樣可以實(shí)現(xiàn)圖1所示裝置的操作。以氣體1-1是處理氣氛/反應(yīng)物、氣體1-4 是載氣為例，具體來(lái)說(shuō)是這樣實(shí)現(xiàn)的：通過(guò)質(zhì)量流量控制器3-1來(lái)調(diào)節(jié)氣體1-1的流量；扳 動(dòng)二通截止閥4-1、四通閥6 (即圖3中的6-A所示流路位置），使得氣體1-1沿長(zhǎng)虛線指 示的方向流動(dòng)。通過(guò)質(zhì)量流量控制器3-4來(lái)調(diào)節(jié)氣體1-4的流量；扳動(dòng)二通截止閥4-4、三 通閥5-1、六通閥7(即圖3中的7-A所示流路位置）、三通閥5-2、三通閥5-3、二通截止閥 4-5、二通截止閥4-6、二通截止閥4-7,使得氣體1-4沿圓點(diǎn)間隔虛線指示的方向流動(dòng)。待 氣體1-4將原位紅外樣品池中的殘余空氣吹掃干凈后，扳動(dòng)六通閥7 (即圖3中的7-B所示 流路位置），載氣氣體1-4將六通閥采樣環(huán)中儲(chǔ)存的氣體1-1帶入到原位紅外樣品池中。帶 入氣體1-1的量由六通閥的采樣環(huán)容積決定。這樣就能夠?qū)⒁淮蚊}沖劑量的氣體1-1導(dǎo)入 至原位紅外樣品池中，從而實(shí)現(xiàn)氣體1-1的單次脈沖進(jìn)樣。不斷地重復(fù)以上步驟，就實(shí)現(xiàn)了 氣體1-1的多次脈沖進(jìn)樣。
[0069] 同樣，通過(guò)組合控制閥門(mén)操作，圖3所示進(jìn)樣裝置也可以實(shí)現(xiàn)圖2所示的切換操 作。以氣體1-1和氣體1-2是處理氣氛/反應(yīng)物、氣體1-4是載氣為例，具體來(lái)說(shuō)是這樣實(shí) 現(xiàn)的：通過(guò)質(zhì)量流量控制器3-1來(lái)調(diào)節(jié)氣體1-1的流量；扳動(dòng)二通截止閥4-1、四通閥6 (即 圖3中的6-A所示流路位置），使得氣體1-1沿長(zhǎng)虛線指示的方向流動(dòng)。通過(guò)質(zhì)量流量控制 器3-4來(lái)調(diào)節(jié)氣體1-4的流量；扳動(dòng)二通截止閥4-4、三通閥5-1、三通閥5-2、六通閥7 (即 圖3中的7-A所示流路位置）、三通閥5-3、二通截止閥4-5、二通截止閥4-6、二通截止閥 4-7,使得氣體1-4沿圓點(diǎn)間隔虛線指示的方向流動(dòng)。待氣體1-4將原位紅外樣品池中的殘 余空氣吹掃干凈后，扳動(dòng)六通閥7的旋鈕（即使六通閥處于圖3中的7-B所示流路位置）， 載氣氣體1-4將六通閥采樣環(huán)中儲(chǔ)存的氣體1-1帶入到原位紅外樣品池中。待氣體1-1達(dá) 到預(yù)設(shè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)值或者氣體1-1在固體催化劑上已經(jīng)吸附飽和后，將脈沖進(jìn)樣的氣體切換 成氣體1-2。通過(guò)質(zhì)量流量控制器3-2來(lái)調(diào)節(jié)氣體1-2的流量；扳動(dòng)二通截止閥4-2、四通 閥6 (即圖3中的6-B所示流路位置），使得氣體1-2沿點(diǎn)狀虛線指示的方向到達(dá)四通閥，然 后沿長(zhǎng)虛線指示的方向流到六通閥處（此時(shí)六通閥處于圖3中的7-A所示流路位置）。待 氣體1-2在六通閥采樣環(huán)內(nèi)的流動(dòng)達(dá)到平衡后，再次扳動(dòng)六通閥7的旋鈕（即使六通閥處 于圖3中的7-B所示流路位置），載氣氣體1-4又將六通閥采樣環(huán)中儲(chǔ)存的氣體1-2帶入到 原位紅外樣品池中。這樣就先后將氣體1-1和氣體1-2導(dǎo)入至原位紅外樣品池中，實(shí)現(xiàn)了 在不同處理氣氛/反應(yīng)物之間進(jìn)行切換的進(jìn)樣模式。
[0070] 另外，通過(guò)組合控制閥門(mén)操作，圖3所示進(jìn)樣裝置也可用來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)樣。以連續(xù) 進(jìn)樣的反應(yīng)氣體是氣源1-1為例，具體來(lái)說(shuō)是這樣實(shí)現(xiàn)的：通過(guò)各個(gè)控制閥門(mén)的組合操作， 使得氣體1-1沿著減壓閥2-1、質(zhì)量流量控制器3-1、二通截止閥4-1、四通閥6、三通閥5-2、 六通閥7、三通閥5-3、二通截止閥4-5、二通截止閥4-6所組成的路徑流動(dòng)至原位漫反射樣 品池8處，從而實(shí)現(xiàn)了氣體1-1的連續(xù)進(jìn)樣。
[0071] 比較例1 :
[0072] 圖4示出了目前使用的傳統(tǒng)的連續(xù)進(jìn)樣裝置。如圖4所示，該連續(xù)進(jìn)樣裝置包括 一個(gè)氣體源1 (即反應(yīng)氣氣源）、氣體減壓閥2、質(zhì)量流量控制器3、二通截止閥4和后接的樣 品池8,以及任選的檢測(cè)儀器9和10及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14-1和14-2,經(jīng)過(guò)樣品池的尾氣可以進(jìn) 入放空裝置或回收裝置11。
[0073] 更具體地，當(dāng)二通截止閥4處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，來(lái)自氣體源1的反應(yīng)氣氣體將沿著管 路的方向到達(dá)樣品池8,并持續(xù)地流過(guò)裝填在原位樣品池中的固體粉末催化劑（圖中未顯 示），使得固體粉末催化劑一直維持在該反應(yīng)氣氣體的氣氛之中。
[0074] 脈沖進(jìn)樣方式的優(yōu)越性評(píng)價(jià)
[0075] 將2% Au/Si02催化劑填充在原位漫反射紅外樣品池中。室溫條件下，利用上述實(shí) 施例1?3中的脈沖進(jìn)樣裝置將單次脈沖的C0氣體導(dǎo)入到原位漫反射紅外樣品池中（單 次C0脈沖進(jìn)樣量為0. 28mL)。同時(shí)使用比較例1的連續(xù)進(jìn)樣裝置，將C0氣體以連續(xù)流動(dòng)的 方式通過(guò)原位漫反射紅外樣品池，以進(jìn)行對(duì)比。記錄脈沖模式和連續(xù)流動(dòng)模式的紅外光譜， 如圖5所示。
[0076] 在連續(xù)流動(dòng)的條件下，紅外光譜在2170和2117CHT1處表現(xiàn)出強(qiáng)而寬的振動(dòng)吸收。 在2170CHT 1處的振動(dòng)峰歸屬為氣相C0振轉(zhuǎn)光譜的R支，清晰地表明氣相成分對(duì)譜學(xué)測(cè)量存 在著較強(qiáng)的干擾；氣相C0振轉(zhuǎn)光譜的P支位于2117CHT 1處；與2170CHT1處R支的吸收強(qiáng)度 相比較，2117CHT1處的譜峰強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了相應(yīng)的P支吸收強(qiáng)度。這說(shuō)明Au納米粒子上吸 附的C0物種對(duì)2117CHT 1處的振動(dòng)譜峰也有貢獻(xiàn)。從而，在連續(xù)流動(dòng)的條件下，采用原位漫 反射紅外光譜得到了化學(xué)吸附C0物種的振動(dòng)信號(hào)，但被氣相C0的振動(dòng)信號(hào)嚴(yán)重干擾。
[0077] 相反，在脈沖模式的條件下，紅外光譜只在2117CHT1處表現(xiàn)出一個(gè)振動(dòng)峰，這對(duì)應(yīng) 著催化劑上吸附C0物種的振動(dòng)吸收，并且沒(méi)有氣相C0成分的干擾。這是因?yàn)樵诿}沖進(jìn)樣 的模式下，氣相成分的濃度非常小，不能夠在漫反射紅外光譜測(cè)量中表現(xiàn)出來(lái)。
[0078] 從以上的對(duì)比實(shí)驗(yàn)可以看出，如果采用連續(xù)進(jìn)樣的方式，氣相反應(yīng)物的振動(dòng)信號(hào) 將會(huì)對(duì)催化劑表面吸附物種的振動(dòng)信號(hào)測(cè)量產(chǎn)生很強(qiáng)的干擾，嚴(yán)重影響催化劑表面吸附物 種的檢測(cè)；而采用脈沖模式進(jìn)樣方法，可以有效地消除氣相反應(yīng)物的振動(dòng)干擾，能夠清晰準(zhǔn) 確地得到催化劑表面吸附物種的振動(dòng)信息。反應(yīng)氣體的脈沖進(jìn)樣比連續(xù)進(jìn)樣在催化劑表面 上吸附物種和反應(yīng)中間體的檢測(cè)方面具有很大的優(yōu)越性。
[0079] 樣品池裝填不同樣品時(shí)進(jìn)樣組分的監(jiān)控
[0080] 采用本實(shí)用新型的脈沖進(jìn)樣裝置，利用后接的質(zhì)譜儀可以監(jiān)控脈沖氣體的進(jìn)樣 量和到達(dá)樣品池的時(shí)間，這兩個(gè)參數(shù)能夠通過(guò)六通閥的采樣環(huán)和氣路載氣流速來(lái)進(jìn)行調(diào) 節(jié)。圖6示出了單次脈沖C0氣體流經(jīng)原位樣品池的質(zhì)譜監(jiān)控譜圖（單次C0脈沖進(jìn)樣量為 0. 28mL)。當(dāng)樣品池中不裝填Pd/Si02催化劑和裝填Si02粉末時(shí)，兩者的C0質(zhì)譜強(qiáng)度基本 保持不變，說(shuō)明C0基本上不在Si0 2粉末表面形成化學(xué)吸附；當(dāng)樣品池中裝填Pd/Si02催化 劑時(shí)，C0質(zhì)譜強(qiáng)度明顯降低，說(shuō)明在流經(jīng)Pd/Si0 2催化劑時(shí)一部分C0在催化劑表面形成化 學(xué)吸附物種而使得到達(dá)質(zhì)譜的C0強(qiáng)度減弱。另外，這三種條件下，C0在質(zhì)譜中的起峰時(shí)間 一致，表明在相同的載氣流速下C0到達(dá)樣品池的時(shí)間是一樣的。
[0081] 采用脈沖模式的進(jìn)樣方式引入探針?lè)肿覥0氣體，通過(guò)質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控 脈沖氣流的行進(jìn)情況和脈沖波峰的變化。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中，整個(gè)氣流中只有一小段包含有 C0氣體分子，因此能夠原位在線地檢測(cè)該探針?lè)肿拥牧鲃?dòng)速度及其在整個(gè)氣流中的擴(kuò)散情 況；而采用連續(xù)進(jìn)樣模式的方法則不能得到這些信息。
[0082] 在不同載氣流速條件下進(jìn)樣組分的監(jiān)控
[0083] 將Pd/Si02催化劑填充在原位漫反射紅外樣品池中。室溫條件下，通過(guò)脈沖進(jìn)樣裝 置將單次脈沖的CO氣體導(dǎo)入到原位漫反射紅外樣品池中（單次CO脈沖進(jìn)樣量為0. 28mL)， 隨后Ar持續(xù)吹掃。圖7示出了不同載氣流速的情況下單次脈沖氣體流經(jīng)原位樣品池的質(zhì)譜 監(jiān)控譜圖。載氣流速越大，C0的質(zhì)譜譜峰越窄，其起峰的時(shí)間也越早。當(dāng)流速為30mL/min 時(shí)，CO的起峰時(shí)間為37s ;當(dāng)流速為60mL/min時(shí)，CO的起峰時(shí)間為22s ;當(dāng)流速為100mL/ min時(shí)，CO的起峰時(shí)間為17s。
[0084] 采用脈沖模式的進(jìn)樣方式引入探針?lè)肿覥0氣體，通過(guò)質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控 脈沖氣流的行進(jìn)情況和脈沖波峰的變化。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中，整個(gè)氣流中只有一小段包含有 C0氣體分子，因此能夠原位在線地檢測(cè)該探針?lè)肿拥牧鲃?dòng)速度及其在整個(gè)氣流中的擴(kuò)散情 況；而采用連續(xù)進(jìn)樣模式的方法則不能得到這些信息。
[0085] 在230°C溫度下反應(yīng)物在催化劑表面的化學(xué)吸附
[0086] 將八面體Cu20納米晶催化劑填充在原位漫反射紅外樣品池中。在230°C溫度下， 通過(guò)脈沖進(jìn)樣裝置將單次脈沖的丙烯反應(yīng)氣導(dǎo)入到原位漫反射紅外樣品池中，隨后Ar持 續(xù)吹掃。通過(guò)具有一定時(shí)間分辨能力的傅立葉變換紅外光譜記錄下進(jìn)樣和吹掃的整個(gè)過(guò)程 中催化劑表面吸附物種的變化情況，如圖8所示。在1541CHT 1處的吸收峰對(duì)應(yīng)著吸附在Cu+ 位上丙烯的C = C伸縮振動(dòng)；在2345和22080^1處的吸收峰歸屬為吸附C02物種的0 = C =0不對(duì)稱伸縮振動(dòng)；在1959和1915CHT1處的吸收峰歸屬為吸附丙二烯物種的C = C = C 不對(duì)稱伸縮振動(dòng)。隨著惰性氣體的吹掃，這些表面吸附物種的振動(dòng)吸收強(qiáng)度都降低，直至消 失。
[0087] 采用脈沖模式的進(jìn)樣方式引入反應(yīng)物丙烯氣體，在八面體Cu20納米晶催化劑上形 成了具有很強(qiáng)振動(dòng)信號(hào)的表面吸附物種，并且這些吸附物種的振動(dòng)信號(hào)隨著吹掃時(shí)間在發(fā) 生變化；而在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，都沒(méi)有觀察到任何關(guān)于氣相丙烯反應(yīng)物的振動(dòng)信號(hào)。該實(shí)驗(yàn) 清晰地表明脈沖模式進(jìn)樣方法能夠非常有效地抑制反應(yīng)物分子氣相成分對(duì)吸附紅外光譜 的檢測(cè)干擾。
[0088] 在室溫下化學(xué)吸附物種在催化劑表面的擴(kuò)散遷移
[0089] 將Pd/Si02催化劑填充在原位漫反射紅外樣品池中。室溫條件下，通過(guò)脈沖進(jìn)樣裝 置將單次脈沖的C0氣體導(dǎo)入到原位漫反射紅外樣品池中（單次C0脈沖進(jìn)樣量為0. 28mL)， 隨后Ar持續(xù)吹掃。通過(guò)具有一定時(shí)間分辨能力的傅立葉變換紅外光譜記錄下進(jìn)樣和吹掃 的整個(gè)過(guò)程中C0吸附物種的變化情況，如圖9所示。在C0吸附的初始階段，在Pd/Si0 2催 化劑表面上同時(shí)出現(xiàn)線式吸附C0物種和橋式吸附C0物種。隨著惰性氣體的吹掃，線式吸 附C0物種的強(qiáng)度逐漸減小，而橋式吸附C0物種的強(qiáng)度反而增加。這說(shuō)明線式吸附C0物種 在惰性氣體的吹掃下發(fā)生了兩種變化，一種是直接從催化劑表面脫附出去；另一種是線式 吸附C0物種轉(zhuǎn)變成了橋式吸附C0物種，從而使得催化劑表面觀察到的橋式吸附C0物種的 振動(dòng)峰強(qiáng)度進(jìn)一步增加。吹掃時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)，線式和橋式吸附C0物種的強(qiáng)度都降低，直 至消失。
[0090] 采用脈沖模式的進(jìn)樣方式引入探針?lè)肿覥0氣體，在Pd/Si02催化劑上形成了具有 很強(qiáng)振動(dòng)信號(hào)的表面吸附物種，即催化劑表面形成了線式吸附C0物種和橋式吸附C0物種， 并且這些吸附物種的振動(dòng)信號(hào)隨著吹掃時(shí)間在發(fā)生變化；而在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，都沒(méi)有觀 察到任何關(guān)于氣相C0的振動(dòng)信號(hào)。該實(shí)驗(yàn)清晰地表明脈沖模式進(jìn)樣方法能夠非常有效地 抑制反應(yīng)物分子氣相成分對(duì)吸附紅外光譜的檢測(cè)干擾。
[0091] 在60°C溫度下化學(xué)吸附物種在催化劑表面的擴(kuò)散遷移
[0092] 將Pd/Si02催化劑填充在原位漫反射紅外樣品池中。在60°C溫度下，通過(guò)脈沖 進(jìn)樣裝置將單次脈沖的C0氣體導(dǎo)入到原位漫反射紅外樣品池中（單次C0脈沖進(jìn)樣量為 0. 28mL)，隨后Ar持續(xù)吹掃。通過(guò)具有一定時(shí)間分辨能力的傅立葉變換紅外光譜記錄下進(jìn) 樣和吹掃的整個(gè)過(guò)程中C0吸附物種的變化情況，如圖10所示。在C0吸附的初始階段，在 Pd/Si02催化劑表面上同時(shí)出現(xiàn)線式吸附C0物種和橋式吸附C0物種。隨著惰性氣體的吹 掃，線式吸附C0物種的強(qiáng)度逐漸減小，而橋式吸附C0物種的強(qiáng)度反而增加。這說(shuō)明線式吸 附C0物種在惰性氣體的吹掃下發(fā)生了兩種變化，一種是直接從催化劑表面脫附出去；另一 種是線式吸附C0物種轉(zhuǎn)變成了橋式吸附C0物種，從而使得催化劑表面觀察到的橋式吸附 C0物種的振動(dòng)峰強(qiáng)度進(jìn)一步增加。吹掃時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)，線式和橋式吸附C0物種的強(qiáng)度都 降低，直至消失。
[0093] 采用脈沖模式的進(jìn)樣方式引入探針?lè)肿覥0氣體，在Pd/Si02催化劑上形成了具有 很強(qiáng)振動(dòng)信號(hào)的表面吸附物種，即催化劑表面形成了線式吸附C0物種和橋式吸附C0物種， 并且這些吸附物種的振動(dòng)信號(hào)隨著吹掃時(shí)間在發(fā)生變化；而在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，都沒(méi)有觀 察到任何關(guān)于氣相C0的振動(dòng)信號(hào)。該實(shí)驗(yàn)清晰地表明脈沖模式進(jìn)樣方法能夠非常有效地 抑制反應(yīng)物分子氣相成分對(duì)吸附紅外光譜的檢測(cè)干擾。
[0094] 在-10°c溫度下化學(xué)吸附物種在催化劑表面的擴(kuò)散遷移
[0095] 將Pd/Si02催化劑填充在原位漫反射紅外樣品池中。在-10°c溫度下，通過(guò)脈沖 進(jìn)樣裝置將單次脈沖的C0氣體導(dǎo)入到原位漫反射紅外樣品池中（單次C0脈沖進(jìn)樣量為 0. 28mL)，隨后Ar持續(xù)吹掃。通過(guò)具有一定時(shí)間分辨能力的傅立葉變換紅外光譜記錄下進(jìn) 樣和吹掃的整個(gè)過(guò)程中C0吸附物種的變化情況，如圖11所示。在C0吸附的初始階段，在 Pd/Si02催化劑表面上同時(shí)出現(xiàn)線式吸附C0物種和橋式吸附C0物種。隨著惰性氣體的吹 掃，線式吸附C0物種的強(qiáng)度逐漸減小，而橋式吸附C0物種的強(qiáng)度反而增加。這說(shuō)明線式吸 附C0物種在惰性氣體的吹掃下發(fā)生了兩種變化，一種是直接從催化劑表面脫附出去；另一 種是線式吸附C0物種轉(zhuǎn)變成了橋式吸附C0物種，從而使得催化劑表面觀察到的橋式吸附 C0物種的振動(dòng)峰強(qiáng)度進(jìn)一步增加。吹掃時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)，線式和橋式吸附C0物種的強(qiáng)度都 降低，直至消失。
[0096] 采用脈沖模式的進(jìn)樣方式引入探針?lè)肿覥0氣體，在Pd/Si02催化劑上形成了具有 很強(qiáng)振動(dòng)信號(hào)的表面吸附物種，即催化劑表面形成了線式吸附C0物種和橋式吸附C0物種， 并且這些吸附物種的振動(dòng)信號(hào)隨著吹掃時(shí)間在發(fā)生變化；而在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，都沒(méi)有觀 察到任何關(guān)于氣相C0的振動(dòng)信號(hào)。該實(shí)驗(yàn)清晰地表明脈沖模式進(jìn)樣方法能夠非常有效地 抑制反應(yīng)物分子氣相成分對(duì)吸附紅外光譜的檢測(cè)干擾。
[0097] 對(duì)比分析圖9、圖10和圖11的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不同溫度下Pd/Si02催化劑表面C0吸附 物種的變化規(guī)律是一致的。與室溫條件下的變化情況相比，低溫下線式和橋式吸附C0物種 的變化趨勢(shì)明顯放慢，表明低溫下C0吸附物種在催化劑表面的擴(kuò)散遷移速度變慢；而高溫 下線式和橋式吸附C0物種的變化趨勢(shì)明顯加快，表明高溫下C0吸附物種在催化劑表面的 擴(kuò)散遷移速度變快。以前的超高真空表面科學(xué)研究結(jié)果表明，隨著覆蓋度的增加，C0按照 熱力學(xué)穩(wěn)定性的順序來(lái)依次占據(jù)表面吸附，先三重谷位，然后橋式吸附，最后線式吸附。但 我們的原位時(shí)間分辨譜學(xué)結(jié)果顯示，這些具有不同結(jié)合能的C0表面吸附物種同時(shí)出現(xiàn)，隨 后再按照熱力學(xué)穩(wěn)定性的順序在催化劑表面發(fā)生遷移和擴(kuò)散，進(jìn)行表面吸附物種之間的轉(zhuǎn) 化。采用脈沖模式進(jìn)樣方法的原位紅外譜學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果清晰地觀察到了 Pd/Si02催化劑表面 線式吸附C0物種向橋式吸附C0物種的轉(zhuǎn)變；而采用連續(xù)模式進(jìn)樣方法則觀察不到表面物 種的轉(zhuǎn)變，因?yàn)榇嬖谝粋€(gè)較強(qiáng)的氣相C0振動(dòng)信號(hào)的干擾。
[0098] 催化劑表面上化學(xué)吸附物種隨脈沖次數(shù)增加的變化
[0099] 將Pd/Si02催化劑填充在原位漫反射紅外樣品池中。室溫條件下，通過(guò)脈沖進(jìn)樣裝 置向原位漫反射紅外樣品池中導(dǎo)入多次脈沖C0氣體（單次C0脈沖進(jìn)樣量為0. 28mL，兩次 相鄰脈沖進(jìn)樣的時(shí)間間隔是2min)，通過(guò)具有一定時(shí)間分辨能力的傅立葉變換紅外光譜記 錄下進(jìn)樣的整個(gè)過(guò)程中C0吸附物種的變化情況，如圖12所示。在C0吸附的初始階段，在 Pd/Si02催化劑表面上同時(shí)出現(xiàn)線式吸附C0物種和橋式吸附C0物種；隨著C0脈沖次數(shù)的 增加，線式和橋式吸附C0物種的強(qiáng)度都增大，其中線式吸附C0物種的強(qiáng)度明顯比橋式吸附 C0物種的強(qiáng)度增加得快。
[0100] 采用脈沖模式的進(jìn)樣方式引入探針?lè)肿覥0氣體，在Pd/Si02催化劑上形成了具有 很強(qiáng)振動(dòng)信號(hào)的表面吸附物種，即催化劑表面形成了線式吸附C0物種和橋式吸附C0物種， 并且這些吸附物種的振動(dòng)信號(hào)隨著脈沖次數(shù)的增加發(fā)生了明顯的變化，其中線式吸附C0 物種的強(qiáng)度明顯比橋式吸附C0物種的強(qiáng)度增加得快；而在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，都沒(méi)有觀察 到任何關(guān)于氣相C0的振動(dòng)信號(hào)。該實(shí)驗(yàn)清晰地表明脈沖模式進(jìn)樣方法能夠非常有效地抑 制反應(yīng)物分子氣相成分對(duì)吸附紅外光譜的檢測(cè)干擾。
[0101] 催化劑表面上化學(xué)吸附物種隨脈沖次數(shù)增加的變化
[0102] 將Pd/Si02催化劑填充在原位漫反射紅外樣品池中。在50°C溫度下，通過(guò)脈沖進(jìn) 樣裝置向原位漫反射紅外樣品池中導(dǎo)入多次脈沖C0氣體（單次C0脈沖進(jìn)樣量0. 28mL，兩 次相鄰脈沖進(jìn)樣的時(shí)間間隔是2min)，通過(guò)具有一定時(shí)間分辨能力的傅立葉變換紅外光譜 記錄下進(jìn)樣的整個(gè)過(guò)程中C0吸附物種的變化情況，如圖13所示。在C0吸附的初始階段， 在Pd/Si0 2催化劑表面上同時(shí)出現(xiàn)線式吸附C0物種和橋式吸附C0物種；隨著C0脈沖次數(shù) 的增加，線式和橋式吸附C0物種的強(qiáng)度都增大，其中線式吸附C0物種的強(qiáng)度明顯比橋式吸 附C0物種的強(qiáng)度增加得快。
[0103] 采用脈沖模式的進(jìn)樣方式引入探針?lè)肿覥0氣體，在Pd/Si02催化劑上形成了具有 很強(qiáng)振動(dòng)信號(hào)的表面吸附物種，即催化劑表面形成了線式吸附C0物種和橋式吸附C0物種， 并且這些吸附物種的振動(dòng)信號(hào)隨著脈沖次數(shù)的增加發(fā)生了明顯的變化，其中線式吸附C0 物種的強(qiáng)度明顯比橋式吸附C0物種的強(qiáng)度增加得快；而在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，都沒(méi)有觀察到 任何關(guān)于氣相C0的振動(dòng)信號(hào)。該實(shí)驗(yàn)清晰地表明脈沖模式進(jìn)樣方法能夠非常有效地抑制 反應(yīng)物分子氣相成分對(duì)吸附紅外光譜的檢測(cè)干擾。
[0104] 催化劑表面上化學(xué)吸附物種隨吹掃時(shí)間的變化
[0105] 將Pd/Si02催化劑填充在原位漫反射紅外樣品池中。室溫條件下，通過(guò)多次脈沖模 式進(jìn)樣，在Pd/Si0 2催化劑表面上的C0吸附物種已經(jīng)達(dá)到飽和，隨后以惰性氣體吹掃，通過(guò) 具有一定時(shí)間分辨能力的傅立葉變換紅外光譜記錄下惰性氣體吹掃的整個(gè)過(guò)程中C0吸附 物種的變化情況，如圖14所示。在惰性氣體吹掃的初始階段，線式吸附C0物種的強(qiáng)度急劇 減小，橋式吸附C0物種的強(qiáng)度基本維持不變；當(dāng)線式吸附C0物種已經(jīng)消耗殆盡時(shí)，橋式吸 附C0物種的強(qiáng)度才開(kāi)始急劇減小。這種強(qiáng)度衰減的滯后現(xiàn)象表明，在惰性氣體吹掃的初始 階段，橋式吸附CO物種在吹掃的狀態(tài)下發(fā)生脫附現(xiàn)象，從催化劑表面脫附出去；線式吸附 C0物種一方面從表面脫附出去，另一方面也轉(zhuǎn)化為橋式吸附C0物種，相應(yīng)地補(bǔ)充了因脫附 而導(dǎo)致的橋式吸附C0物種的強(qiáng)度減小。這樣就出現(xiàn)了線式吸附C0物種的強(qiáng)度急劇減小、而 橋式吸附C0物種的強(qiáng)度基本維持不變的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。當(dāng)線式吸附C0物種已經(jīng)消耗殆盡時(shí)， 線式吸附C0物種向橋式吸附C0物種的轉(zhuǎn)化已經(jīng)不能彌補(bǔ)脫附帶來(lái)的橋式吸附C0物種強(qiáng) 度減小，在實(shí)驗(yàn)中觀察到橋式吸附C0物種也開(kāi)始急劇地減小吸收強(qiáng)度。
[0106] 采用脈沖模式的進(jìn)樣方式，在Pd/Si02催化劑上形成飽和的表面吸附C0物種，隨 后的惰性氣氛吹掃實(shí)驗(yàn)清晰地表現(xiàn)了這些表面吸附物種的變化情況。在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中， 都沒(méi)有任何氣相C0振動(dòng)信號(hào)對(duì)實(shí)驗(yàn)譜圖造成干擾。
[0107] 催化劑表面上化學(xué)吸附物種隨吹掃時(shí)間的變化
[0108] 將Pd/Si02催化劑填充在原位漫反射紅外樣品池中。在60°C溫度下，通過(guò)多次脈 沖模式進(jìn)樣，在Pd/Si0 2催化劑表面上的C0吸附物種已經(jīng)達(dá)到飽和，隨后以惰性氣體吹掃， 通過(guò)具有一定時(shí)間分辨能力的傅立葉變換紅外光譜記錄下惰性氣體吹掃的整個(gè)過(guò)程中C0 吸附物種的變化情況，如圖15所示。與室溫條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似，在惰性氣體吹掃的初 始階段，線式吸附C0物種的強(qiáng)度急劇減小，橋式吸附C0物種的強(qiáng)度基本維持不變；當(dāng)線式 吸附C0物種已經(jīng)消耗殆盡時(shí)，橋式吸附C0物種的強(qiáng)度才開(kāi)始急劇減小。與室溫條件下的 實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，60°C溫度下的吸附物種強(qiáng)度衰減得更快，說(shuō)明60°C溫度下吸附物種從固體 催化劑表面的脫附速度要大于室溫條件下的脫附速度。
[0109] 采用脈沖模式的進(jìn)樣方式，在Pd/Si02催化劑上形成飽和的表面吸附C0物種，隨 后的惰性氣氛吹掃實(shí)驗(yàn)清晰地表現(xiàn)了這些表面吸附物種的變化情況。在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中， 都沒(méi)有任何氣相C0振動(dòng)信號(hào)對(duì)實(shí)驗(yàn)譜圖造成干擾。
[0110] 以上各實(shí)施例中所用催化劑的制備原材料，如氯化鈀（分析純）、氯金酸（分析 純）、氯化銅（分析純）、氫氧化鈉（分析純）、乙醇（分析純）、抗壞血酸（分析純）、聚乙 烯吡咯烷酮（分析純）、二氧化硅（化學(xué)純）、鹽酸溶液（化學(xué)純）、氨水溶液（化學(xué)純），各 種處理氣氛以及化學(xué)吸附和催化反應(yīng)的氣體和反應(yīng)氣體（一氧化碳、丙烯、氫氣、氧氣和氬 氣）由市場(chǎng)購(gòu)得。
[0111] 八面體Cu2o納米晶催化劑的制備：
[0112] 在55°C溫度下，將5. OmL 2. Omol/L的氫氧化鈉水溶液逐滴滴加到50mL 0· Olmol/ L的氯化銅水溶液中，該氯化銅水溶液中同時(shí)含有1. 7g分子量為30000的PVP。充分?jǐn)嚢?〇. 5小時(shí)后，再逐滴加入5. OmL 0. 6mol/L的抗壞血酸水溶液，然后在55°C溫度下充分?jǐn)嚢?3小時(shí)；然后離心分離，用蒸餾水和無(wú)水乙醇清洗，最后在室溫下真空干燥12小時(shí)。由此制 得外層包裹著PVP保護(hù)劑的八面體Cu 20納米晶，標(biāo)記為octa-Cu2〇-PVP納米晶。將一定量 的octa-Cu2〇-PVP納米晶放置在U形管內(nèi)，室溫下以50mL/min的流速通入丙烯和氧氣的混 合氣（C 3H6:02:N2 = 2:1:22)吹掃30min，以5°C /min的升溫速率加熱到200°C，在200°C溫 度下保持30min ;然后將處理氣氛切換到30mL/min的純氬氣氣氛，在此氣氛下冷卻到室溫。 由此制得沒(méi)有PVP保護(hù)劑的八面體Cu20納米晶，標(biāo)記為octa-Cu 20納米晶。
[0113] Pd/Si02催化劑的制備：
[0114] 以PdCl2為前體，Pd/Si02催化劑通過(guò)傳統(tǒng)的沉淀沉積法制備得到。Pd的擔(dān)載量為 2. 4wt%。通常地，PdCl2先溶解在HC1溶液中，形成H2PdCl4水溶液；隨后H 2PdCl4水溶液、 Si02和蒸餾水共同滴加在三頸燒瓶中，在60°C充分?jǐn)嚢?0min。加入適量的氨水溶液，將體 系的pH值調(diào)至9?10之間；隨后在60°C攪拌24小時(shí)；然后過(guò)濾、洗滌，并在60°C烘干12 小時(shí)。最后在10% H2/Ar氣氛下500°C焙燒4小時(shí)。
[0115] Au/Si02催化劑的制備：
[0116] 以氯金酸為前體，Au/Si02催化劑通過(guò)傳統(tǒng)的沉淀沉積法制備得到。Au的擔(dān)載量 為2wt%。通常地，0. 9332g氯金酸溶解在50mL蒸餾水中，形成0. 0453mol/L的氯金酸水 溶液；隨后8. 97mL氯金酸水溶液、4. 0g Si〇dP50mL蒸餾水共同滴加在三頸燒瓶中，在60°C 充分?jǐn)嚢?0min。加入適量的氨水溶液，將體系的pH值調(diào)至9?10之間；隨后在60°C攪 拌24小時(shí)；然后過(guò)濾、洗漆，并在60°C烘干12小時(shí)。最后在10% H2/Ar氣氛下500°C焙燒 4小時(shí)。
[0117] 以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于使本【技術(shù)領(lǐng)域】的專業(yè) 技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)這些實(shí)施例的多種修改 的，而這些修改也應(yīng)視為本實(shí)用新型應(yīng)該保護(hù)的范圍內(nèi)。此外，本實(shí)用新型的裝置并不局 限于所描述的脈沖進(jìn)樣用途，例如，盡管沒(méi)有具體描述，但是利用本實(shí)用新型的脈沖進(jìn)樣裝 置，通過(guò)組合地控制其中的元件，也可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)樣。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于氣體的脈沖進(jìn)樣裝置，所述脈沖進(jìn)樣裝置包括載氣氣源和至少一個(gè)反應(yīng)氣 氣源，所述載氣氣源和所述至少一個(gè)反應(yīng)氣氣源分別經(jīng)由減壓閥和質(zhì)量流量控制器流體聯(lián) 通地連接至具有采樣環(huán)的六通閥的不同進(jìn)口，并且所述六通閥的一個(gè)出口流體聯(lián)通地連接 至樣品池，其中通過(guò)切換所述六通閥的旋鈕，使截留在所述采樣環(huán)中的反應(yīng)氣被載氣帶入 至所述樣品池中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖進(jìn)樣裝置，其特征在于，所述六通閥通過(guò)所述六通閥上 的載氣出口流體聯(lián)通地連接于所述樣品池，并且所述反應(yīng)氣由不同于所述載氣出口的另一 出口進(jìn)入放空裝置或回收裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖進(jìn)樣裝置，其特征在于，所述樣品池耦接有表征測(cè)試儀 器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈沖進(jìn)樣裝置，其特征在于，所述表征測(cè)試儀器是紅外光譜 儀、拉曼光譜儀和質(zhì)譜儀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖進(jìn)樣裝置，其特征在于，所述反應(yīng)氣氣源的數(shù)量為2?4 個(gè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的脈沖進(jìn)樣裝置，其特征在于，所述脈沖進(jìn)樣裝置 還包括設(shè)置在所述反應(yīng)氣和/或所述載氣的流路上的一個(gè)或多個(gè)選自由以下各項(xiàng)組成的 組中的元件：二通截止閥、三通閥、四通閥和真空泵。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的脈沖進(jìn)樣裝置，其特征在于，所述反應(yīng)氣氣源的數(shù)量為2個(gè)以 上，并且所述反應(yīng)氣氣源之間和/或各個(gè)所述反應(yīng)氣氣源和所述載氣氣源之間通過(guò)一個(gè)或 多個(gè)選自三通閥、四通閥或其組合的元件連接，然后再連接至所述六通閥。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的脈沖進(jìn)樣裝置，其特征在于，所述真空泵位于所述六通閥和 所述樣品池之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的脈沖進(jìn)樣裝置，其特征在于，所述六通閥和所述真空泵之間 還設(shè)置帶有放空裝置或回收裝置的三通閥。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈沖進(jìn)樣裝置，其特征在于，所述表征測(cè)試儀器之后還設(shè)置 有放空裝置或回收裝置。
【文檔編號(hào)】G01N35/10GK203909055SQ201420276204
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】姜志全, 黃偉新, 羅亮鋒, 華青, 陳士龍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)