电子能级： XPS
酸碱性：IR; Chemisorptio n
表面活性反应性能：
TPD; TPR;TPSR
3
AAS: Atomic Absorption Spectroscopy
AES: Auger Electron Spectroscopy 俄歇电子谱
DTA: Differential Thermal Analysis
14
催化剂的孔体积
• 催化剂的孔体积或孔容，是催化剂内所 有细孔体积的总和。
• 每克催化剂颗粒内所有的体积总和称为 比孔体积，或比孔容，以Vg表示。
15
四氯化碳法测定孔容
在一定的四氯化碳蒸气压力下，四氯化碳只在 催化剂的细孔内凝聚并充满。凝聚了的四氯化碳的 体积，就是催化剂的内孔体积。
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孔隙分布的测定方法
5
B、比表面与孔结构 BET 压汞法 C、活性表面、分散度 XRD、Chemisorption、TEM
6
D、表面组成与表面结构 H2－O2滴定：H2吸附饱和后用O2滴定或O2 吸附饱和后用H2滴定 XPS：表面组成 LEED：表面结构排列 E、酸碱性 TPD;IR
F、氧化还原性 TPR TPO TPSR：表面吸附物种与载气中反应物发生反应并脱附 7
第九章 催化剂表征
定义 应用近代物理方法和实验技
术，对催化剂的表面及体相结构 进行研究，并将它们与催化剂的 性质、性能进行关联，探讨催化 材料的宏观性质与微观结构之间 的关系，加深对催化材料的本质 的了解。
1
1、催化剂表征的内容和方法
化学组成与物相结构 比表面与孔结构 活性表面与分散度 表面组成与表面结构 酸碱性 氧化还原性
19
0.4
SZA/MCM-41 MCM-41
0.3
Pore Volume,(cm g-A)
0.2
0.1
0.0
10
20
30
40
50
Pore Diameter,()
Fig. Pore Distribution
20
应用
1、比较催化剂的本征活性
比活性比转表化面率积
2、研究失活的原因
21
3、X-射线衍射（XRD）
48 h
12 h
8h 3h 1h 0.5 h
2
4
6
8
10
2(deg.)
晶化时间的影响
29
不同温度焙烧的Ag/SiO2催化剂XRD谱
16%Ag/SiO2
¨‹ ¨‹
¨‹: Ag
He7002h
¨‹
¨‹
O7002h
TG: Thermogravimetric method 热重
TPD: Temperatrue-programmed desorption
TPR: Temperatrue-programmed reduction
TPSR: Temperatrue-programmed surface reaction
• 气体吸附法：测定半径(1.5—1.6)nm到 (20—30)nm的中孔孔径分布；
• 压汞法：测大孔孔径分布和孔径4nm以 上的中孔孔径分部。
17
气体吸附法 • 气体吸附法测定孔径分布是依据毛细管
凝聚的原理，由吸附曲线来计算。
18
压汞法
加外压力使汞进入固体孔中
在常温下汞的表面张力 为0.48N／m，随固体的 不同，接触角的变化在 135o一142o常取作140o， 压力P的单位以MPa表示，
EPR (ESR): Electron Paramagnetic Resonance 电子自旋 共振
IR: Infrared Spectroscopy
LEED: Low-energy electron diffraction
SEM: Scanning electron microscopy
TEM: Transmission electron microscopy
2
体相组成：XRF; AAS;ICP
物相性质：XRD; TEM; DTA; TG
表面组成：XPS; AES
比表面： BET

晶粒尺寸：
各组分分
SEM; TEM; TPR 布：TEM
表面结构： LEED
孔隙率： Physisorptio n
分散度： Chemisorption; XRD; TEM
配位、价态：IR； NMR；EPR；UV-vis
XRF: X-ray fluorescence spectroscopy
XPS: X-ray photoelectron spectroscopy
4
A、体相组成与结构 体相组成：XRF、AAS 物相分析： XRD：晶体结构 DTA：记录样品与参比物温差随温度变 化曲线， 吸热为负峰，放热为正峰 TG：样品质量随温度变化曲线
• 作用 a、物相的鉴定、物相分析及晶胞参数的确
定 b、确定晶粒大小，研究分散度 c、研究处理条件对催化剂微观结构的影响
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基本原理
d
发生衍射的 条件是：晶 格间距与波 长相当。
2dsinθ = nλ
23
例：XRD物相分析
每种晶体都有它自己的晶面间距d，而 且其中原子按照一定的方式排布着。这反 映在衍射图上各种晶体的谱线有它自己特 定的位置、数目和强度I。因此，只须将未 知样品衍射图中各谱线测定的角度θ 及强度 I去和已知样品所得的谱线进行比较就可以 达到物相分析的目的。
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25
26
MCM-41介孔分子筛的XRD图
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Intensity ( a.u )
Ni2P 2 h Ni2P 6 h Ti0.01Ni2P(C) Ti0.03Ni2P(C) Ti0.01Ni2P(C)
Graphite
10
20
30
40
50
2
a
b c
d
e
f
60
70
28
(a)
Intensity (a.u.)
2、比表面积及孔结构
• 比表面积测定的原理和方法 • 孔结构测定的原理和方法
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催化剂颗粒示意图
9
分子筛的孔道结构
10
比表面测定原理
• 物理吸附方法的基本原理是基于 Brunauer—Emmett－Teller提出的多层 吸附理论，即BET公式。
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12
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目前应用最广泛的吸附质是N2，其 Am值为0.162(nm)2，吸附温度在其液 化点77.2K附近，低温可以避免化学吸附。 相对压力控制在0.05一0.35之间，当相 对压力低于0.05时不易建立起多层吸附 平衡，高于0.35时，发生毛细管凝聚作 用。实验表明，对多数体系，相对压力 在0.05—0.35之间的数据与BET方程有 较好的吻合。