程序升温还原英文解释翻译、程序升温还原的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 temperature programmed reduction; TPR
分词翻译:
程序的英语翻译:
formality; ground rule; procedure; proceeding; process; program
【计】 P; problem determination aid; PROC; program; related channel program
【化】 sequence
【经】 program; sequence
升的英语翻译:
ascend; litre; promote; rise
【计】 litre
【化】 liter; litre
【医】 L.; liter; litre
【经】 kick
温的英语翻译:
lukewarm; review; temperature; warm; warm up
【医】 Calef.; therm-; thermo-
还原的英语翻译:
deoxidize; reduction; return to original condition; revivification
【计】 restore; revert
【化】 disoxidation; reduction
【医】 reduce; reduction
专业解析
程序升温还原(Temperature-Programmed Reduction, TPR)是一种在材料科学、催化化学等领域广泛使用的表征技术,主要用于研究固体材料(尤其是催化剂)中可还原物种(如金属氧化物)在受控升温条件下的还原行为及其反应特性。
术语解析:
- 程序升温 (Temperature-Programmed):
- 汉义:指温度按照预先设定的程序(通常是线性升温速率)随时间升高。
- 英译:Temperature-Programmed。强调温度的变化是受控的、有计划的(Programmed),而非恒定或随意变化。
- 还原 (Reduction):
- 汉义:在化学中,指物质获得电子或失去氧的过程。对于金属氧化物(如 CuO, NiO),还原通常指其被还原为金属单质(如 Cu, Ni)或低价态氧化物的过程。
- 英译:Reduction。指物质被还原的化学反应。
- 整体含义:
- 汉义:程序升温还原是一种实验技术,它让样品在含有还原性气体(如 H₂)的流动气氛中,按照设定的升温速率加热,同时连续监测气体中还原性组分(如 H₂)的消耗量或反应产物的生成量(如 H₂O)。
- 英译:Temperature-Programmed Reduction (TPR)。一种表征技术,其中样品在还原性气流中经受受控的线性升温,并监测还原过程。
技术原理与过程:
- 实验设置:将待测样品置于反应管中,通入恒定流速的含还原性气体(通常为一定比例的 H₂/Ar 或 H₂/He 混合气)的载气。
- 温度程序:以恒定的速率(如 5-20 °C/min)从起始温度(通常为室温或略高)开始线性升高反应器的温度。
- 监测:使用热导检测器(TCD)或其他合适的检测器,连续监测流出气体中还原性气体(H₂)浓度的变化。当样品中的可还原组分(如金属氧化物)在特定温度下发生还原反应时,会消耗 H₂,导致流出气中 H₂ 浓度瞬时降低,在检测器上产生一个消耗峰。
- 数据分析:
- 峰位置(峰温, Tmax):消耗峰的最高点对应的温度。峰温的高低与金属氧化物被还原的难易程度(还原能力)直接相关。峰温越高,通常意味着该物种越难被还原(需要更高的温度或更强的还原条件)。
- 峰面积/峰高:与参与还原反应的物质量(如消耗的 H₂ 量)成正比,可用于定量分析样品中可还原物种的含量。
- 峰形:可以提供关于还原物种的均一性、还原动力学(如一步还原或多步还原)以及不同物种间相互作用的信息。
主要应用与信息获取:
- 还原性能评估:确定材料中不同组分开始还原的温度、还原速率最快的温度(Tmax)以及完全还原所需的温度范围。
- 物种鉴别与定量:区分样品中不同种类的可还原物种(如不同金属的氧化物或同一金属的不同价态氧化物),并估算其相对含量。
- 金属-载体相互作用研究:金属氧化物负载在载体(如 Al₂O₃, SiO₂, TiO₂)上后,其还原峰温常会发生变化。峰温升高通常表明金属与载体间存在强相互作用(Strong Metal-Support Interaction, SMSI),使还原变得困难。
- 催化剂活性组分分散度:高度分散的金属物种可能表现出与体相氧化物不同的还原行为(如峰温偏移)。
- 反应机理探究:结合其他表征手段,有助于理解催化反应中还原步骤的机理。
权威参考来源:
- 《催化表征原理与技术》:国内催化领域的经典教材或专著通常会详细介绍程序升温还原技术的原理、实验方法、数据解析及应用实例。
- 国际纯粹与应用化学联合会 (IUPAC) 推荐报告:IUPAC 发布过关于程序升温技术的标准化报告,对术语定义、实验条件等有权威性描述。可参考相关文献:Pure Appl. Chem. 等期刊。
- 专业数据库与期刊:如 Journal of Catalysis, Applied Catalysis A/B, ACS Catalysis 等催化领域顶级期刊上发表的论文大量应用 TPR 技术,其方法描述部分具有参考价值。
- 仪器制造商技术文档:如 Micromeritics, Quantachrome, Thermo Fisher Scientific 等提供 TPR 附件的公司,其官网或技术手册会对仪器原理和操作有详细说明。
程序升温还原 (TPR) 是一种通过程序化线性升温,在还原性气氛中研究固体材料(特别是催化剂及其前驱体)还原行为的关键表征技术。它通过监测还原过程中的气体消耗(主要是 H₂),提供关于材料中可还原物种的种类、含量、还原难易程度(峰温 Tmax)、还原动力学以及金属-载体相互作用强度等重要信息,是理解和优化催化材料性能的重要手段。
网络扩展解释
程序升温还原(Temperature Programmed Reduction, TPR)是一种用于研究催化剂等材料还原特性的实验技术。以下从定义、原理、应用及影响因素等方面综合解释:
1. 定义
程序升温还原是在等速升温的条件下,通过监测还原性气体(如氢气)浓度的变化,分析材料中金属氧化物的还原行为。其核心是通过温度程序控制,观察还原反应发生的温度区间和反应强度。
- 技术起源:TPR基于程序升温脱附(TPD)技术发展而来,最早由Robertson提出,用于催化剂的氧化还原性质研究。
2. 原理
- 实验过程:将金属氧化物催化剂置于反应器中,通入含低浓度H₂的惰性气体(如H₂/Ar),并以恒定速率升温。当温度达到金属氧化物的还原温度时,发生反应:
$$text{MO(s)} + text{H}_2text{(g)} rightarrow text{M(s)} + text{H}_2text{O(g)}$$
通过检测流出气体中H₂浓度的变化,绘制TPR谱图(氢气消耗峰)。
- 谱图分析:
- 峰温(Tₘ):反映还原反应的难易程度(峰温越高,还原越困难)。
- 峰面积:与可还原物种的量成正比。
3. 应用领域
TPR技术主要用于:
- 催化剂表征:分析活性组分与载体间的相互作用(如协同效应、溢流效应)。
- 还原机理研究:确定金属氧化物的还原步骤及动力学参数。
- 催化剂设计:评估不同制备方法对还原性能的影响。
4. 影响因素
实验条件对TPR结果有显著影响:
- 升温速率:速率过快可能导致峰温偏高。
- 载气流速:流速增加会降低峰温(如流速从10ml/min增至20ml/min,Tₘ降低约15–30℃)。
- 催化剂用量:理论上不影响峰温,但过量可能导致峰形重叠。
5. 与其他技术的区别
- 程序升温脱附(TPD):研究吸附物种的脱附行为,而非还原反应。
- 程序升温氧化(TPO):监测氧化反应,与TPR互为补充。
TPR通过程序升温与气体浓度检测的结合,为催化剂设计及反应机理研究提供了重要依据。其核心优势在于能定量分析还原物种的分布及还原能力。
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