英語翻譯：

【化】 temperature programmed desorption; TPD

分詞翻譯：

程式升溫的英語翻譯：

【化】 temperature programming

脫附的英語翻譯：

【化】 desorption

專業解析

程式升溫脫附（Temperature Programmed Desorption, TPD）是一種在表面科學、催化研究和材料表征中廣泛使用的實驗技術。其核心含義可從中英文對照及原理角度解釋如下：

一、術語解析

1. 程式升溫 (Temperature Programmed)

   指實驗過程中溫度按預設的線性或非線性程式（如恒定速率升溫）精确控制。

   英文對照：Controlled heating rate.

2. 脫附 (Desorption)

   指吸附質（如氣體分子）從材料表面或孔隙中釋放的過程，是吸附的逆過程。

   英文對照：Release of adsorbed species from a surface.

二、技術原理

在TPD實驗中，預先吸附了目标氣體（如CO₂、NH₃、H₂）的樣品被置于可控溫的反應器中。系統以恒定速率（如10°C/min）升溫，同時通過質譜或氣相色譜監測脫附氣體的濃度。脫附速率峰值對應的溫度反映吸附強度，峰面積表征吸附量。

三、核心應用場景

1. 表面吸附位點表征

   區分材料表面不同強度的酸性/堿性位點（如NH₃-TPD測分子篩酸強度）。

2. 催化劑性能評估

   量化活性組分與載體的相互作用強度（如金屬分散度分析）。

3. 吸附動力學研究

   通過脫附能壘計算揭示吸附質-表面鍵合性質。

四、關鍵參數意義

• 脫附峰溫（Tₘ）：反映吸附鍵強度，高溫峰代表強吸附位點。
• 峰面積：直接關聯表面活性位點的數量密度。
• 峰形特征：揭示脫附動力學級數及表面均勻性。

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權威參考文獻來源：

1. Journal of Catalysis：TPD在金屬催化劑表征中的方法論綜述
2. Microporous and Mesoporous Materials：分子篩酸性位點TPD量化标準
3. Surface Science Reports：脫附動力學理論與實驗設計指南

   （注：具體文獻鍊接需通過學術數據庫如ScienceDirect獲取）

網絡擴展解釋

程式升溫脫附（Temperature Programmed Desorption, TPD）是一種通過程式化升溫研究吸附質從固體表面脫附行為的技術，主要用于表征催化劑、多孔材料等的表面性質。以下為詳細解釋：

1.定義與基本原理

程式升溫脫附通過線性升溫使吸附質從材料表面逐步脫附，同時檢測脫附氣體濃度隨溫度的變化，形成TPD曲線。其核心原理基于不同吸附位點與吸附質的結合能差異：結合能越高的位點，脫附所需溫度越高。脫附速率由溫度（T）和表面覆蓋度（θ）共同決定，遵循Wigner-Polanyi方程： $$ r = A cdot θ^n cdot e^{-E_d/(RT)} $$ 其中，( E_d )為脫附活化能，( A )為頻率因子，( n )為脫附級數。

2.實驗流程

• 預處理：在惰性氣體（如He）中預吸附目标氣體（如NH₃、CO₂等）。
• 程式升溫：以恒定速率（通常2~10 K/s）加熱樣品，同時載氣持續流過吸附床。
• 檢測分析：通過熱導檢測器（TCD）或質譜（MS）記錄脫附氣體濃度，繪制脫附速率-溫度曲線（TPD譜圖）。

3.應用領域

• 表面酸性/堿性表征：例如，NH₃-TPD可測定催化劑酸性位點強度與數量，CO₂-TPD用于堿性位點分析。
• 吸附動力學研究：通過脫附峰溫度計算吸附質與表面的結合能。
• 多孔材料性能評估：如活性炭的物理吸附強度、脫附溫度範圍等。

4.TPD譜圖分析

• 峰位置：對應脫附活化能，峰溫越高，結合能越強。
• 峰面積：反映吸附位點數量或總酸/堿量。
• 峰形：對稱峰常為單一吸附位點，多重峰則表明存在不同強度的吸附中心。

5.與其他技術的區别

• 與TPR/TPO對比：TPD側重脫附行為，而程式升溫還原（TPR）和氧化（TPO）分别研究還原/氧化反應。
• 與原位脫附差異：TPD通過程式升溫全面表征吸附位點，而原位脫附多在恒定溫度下進行，用于動态過程監測。

如需更完整的實驗參數或案例分析，可參考權威文獻或教材（如、5、7）。

分類

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