程式升溫還原英文解釋翻譯、程式升溫還原的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 temperature programmed reduction; TPR
分詞翻譯:
程式的英語翻譯:
formality; ground rule; procedure; proceeding; process; program
【計】 P; problem determination aid; PROC; program; related channel program
【化】 sequence
【經】 program; sequence
升的英語翻譯:
ascend; litre; promote; rise
【計】 litre
【化】 liter; litre
【醫】 L.; liter; litre
【經】 kick
溫的英語翻譯:
lukewarm; review; temperature; warm; warm up
【醫】 Calef.; therm-; thermo-
還原的英語翻譯:
deoxidize; reduction; return to original condition; revivification
【計】 restore; revert
【化】 disoxidation; reduction
【醫】 reduce; reduction
專業解析
程式升溫還原(Temperature-Programmed Reduction, TPR)是一種在材料科學、催化化學等領域廣泛使用的表征技術,主要用于研究固體材料(尤其是催化劑)中可還原物種(如金屬氧化物)在受控升溫條件下的還原行為及其反應特性。
術語解析:
- 程式升溫 (Temperature-Programmed):
- 漢義:指溫度按照預先設定的程式(通常是線性升溫速率)隨時間升高。
- 英譯:Temperature-Programmed。強調溫度的變化是受控的、有計劃的(Programmed),而非恒定或隨意變化。
- 還原 (Reduction):
- 漢義:在化學中,指物質獲得電子或失去氧的過程。對于金屬氧化物(如 CuO, NiO),還原通常指其被還原為金屬單質(如 Cu, Ni)或低價态氧化物的過程。
- 英譯:Reduction。指物質被還原的化學反應。
- 整體含義:
- 漢義:程式升溫還原是一種實驗技術,它讓樣品在含有還原性氣體(如 H₂)的流動氣氛中,按照設定的升溫速率加熱,同時連續監測氣體中還原性組分(如 H₂)的消耗量或反應産物的生成量(如 H₂O)。
- 英譯:Temperature-Programmed Reduction (TPR)。一種表征技術,其中樣品在還原性氣流中經受受控的線性升溫,并監測還原過程。
技術原理與過程:
- 實驗設置:将待測樣品置于反應管中,通入恒定流速的含還原性氣體(通常為一定比例的 H₂/Ar 或 H₂/He 混合氣)的載氣。
- 溫度程式:以恒定的速率(如 5-20 °C/min)從起始溫度(通常為室溫或略高)開始線性升高反應器的溫度。
- 監測:使用熱導檢測器(TCD)或其他合適的檢測器,連續監測流出氣體中還原性氣體(H₂)濃度的變化。當樣品中的可還原組分(如金屬氧化物)在特定溫度下發生還原反應時,會消耗 H₂,導緻流出氣中 H₂ 濃度瞬時降低,在檢測器上産生一個消耗峰。
- 數據分析:
- 峰位置(峰溫, Tmax):消耗峰的最高點對應的溫度。峰溫的高低與金屬氧化物被還原的難易程度(還原能力)直接相關。峰溫越高,通常意味着該物種越難被還原(需要更高的溫度或更強的還原條件)。
- 峰面積/峰高:與參與還原反應的物質量(如消耗的 H₂ 量)成正比,可用于定量分析樣品中可還原物種的含量。
- 峰形:可以提供關于還原物種的均一性、還原動力學(如一步還原或多步還原)以及不同物種間相互作用的信息。
主要應用與信息獲取:
- 還原性能評估:确定材料中不同組分開始還原的溫度、還原速率最快的溫度(Tmax)以及完全還原所需的溫度範圍。
- 物種鑒别與定量:區分樣品中不同種類的可還原物種(如不同金屬的氧化物或同一金屬的不同價态氧化物),并估算其相對含量。
- 金屬-載體相互作用研究:金屬氧化物負載在載體(如 Al₂O₃, SiO₂, TiO₂)上後,其還原峰溫常會發生變化。峰溫升高通常表明金屬與載體間存在強相互作用(Strong Metal-Support Interaction, SMSI),使還原變得困難。
- 催化劑活性組分分散度:高度分散的金屬物種可能表現出與體相氧化物不同的還原行為(如峰溫偏移)。
- 反應機理探究:結合其他表征手段,有助于理解催化反應中還原步驟的機理。
權威參考來源:
- 《催化表征原理與技術》:國内催化領域的經典教材或專著通常會詳細介紹程式升溫還原技術的原理、實驗方法、數據解析及應用實例。
- 國際純粹與應用化學聯合會 (IUPAC) 推薦報告:IUPAC 發布過關于程式升溫技術的标準化報告,對術語定義、實驗條件等有權威性描述。可參考相關文獻:Pure Appl. Chem. 等期刊。
- 專業數據庫與期刊:如 Journal of Catalysis, Applied Catalysis A/B, ACS Catalysis 等催化領域頂級期刊上發表的論文大量應用 TPR 技術,其方法描述部分具有參考價值。
- 儀器制造商技術文檔:如 Micromeritics, Quantachrome, Thermo Fisher Scientific 等提供 TPR 附件的公司,其官網或技術手冊會對儀器原理和操作有詳細說明。
程式升溫還原 (TPR) 是一種通過程式化線性升溫,在還原性氣氛中研究固體材料(特别是催化劑及其前驅體)還原行為的關鍵表征技術。它通過監測還原過程中的氣體消耗(主要是 H₂),提供關于材料中可還原物種的種類、含量、還原難易程度(峰溫 Tmax)、還原動力學以及金屬-載體相互作用強度等重要信息,是理解和優化催化材料性能的重要手段。
網絡擴展解釋
程式升溫還原(Temperature Programmed Reduction, TPR)是一種用于研究催化劑等材料還原特性的實驗技術。以下從定義、原理、應用及影響因素等方面綜合解釋:
1. 定義
程式升溫還原是在等速升溫的條件下,通過監測還原性氣體(如氫氣)濃度的變化,分析材料中金屬氧化物的還原行為。其核心是通過溫度程式控制,觀察還原反應發生的溫度區間和反應強度。
- 技術起源:TPR基于程式升溫脫附(TPD)技術發展而來,最早由Robertson提出,用于催化劑的氧化還原性質研究。
2. 原理
- 實驗過程:将金屬氧化物催化劑置于反應器中,通入含低濃度H₂的惰性氣體(如H₂/Ar),并以恒定速率升溫。當溫度達到金屬氧化物的還原溫度時,發生反應:
$$text{MO(s)} + text{H}_2text{(g)} rightarrow text{M(s)} + text{H}_2text{O(g)}$$
通過檢測流出氣體中H₂濃度的變化,繪制TPR譜圖(氫氣消耗峰)。
- 譜圖分析:
- 峰溫(Tₘ):反映還原反應的難易程度(峰溫越高,還原越困難)。
- 峰面積:與可還原物種的量成正比。
3. 應用領域
TPR技術主要用于:
- 催化劑表征:分析活性組分與載體間的相互作用(如協同效應、溢流效應)。
- 還原機理研究:确定金屬氧化物的還原步驟及動力學參數。
- 催化劑設計:評估不同制備方法對還原性能的影響。
4. 影響因素
實驗條件對TPR結果有顯著影響:
- 升溫速率:速率過快可能導緻峰溫偏高。
- 載氣流速:流速增加會降低峰溫(如流速從10ml/min增至20ml/min,Tₘ降低約15–30℃)。
- 催化劑用量:理論上不影響峰溫,但過量可能導緻峰形重疊。
5. 與其他技術的區别
- 程式升溫脫附(TPD):研究吸附物種的脫附行為,而非還原反應。
- 程式升溫氧化(TPO):監測氧化反應,與TPR互為補充。
TPR通過程式升溫與氣體濃度檢測的結合,為催化劑設計及反應機理研究提供了重要依據。其核心優勢在于能定量分析還原物種的分布及還原能力。
分類
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