化学吸附基础理论

根据测试方法的不同，化学吸附又分为静态化学吸附和动态化学吸附。

化学吸附与物理吸附最大的不同之处之一是，所使用的吸附质气体不同。物理吸附发生的是非选择性吸附，气体能吸附在材料的表面和孔道内，常用的吸附质气体是高纯氮气、高纯氩气等惰性气体。而化学吸附发生的是选择性吸附，常用的吸附质气体是H2、NH3、O2等特定气体。特定气体只能与材料中的特定吸附位点（上图中的介质位点）发生特定的化学键合。

动态化学吸附使用的气体通常是一定浓度的混气，并且根据发生的化学反应不同，使用的吸附质种类也不同。动态化学吸附实验一般包含以下几种。

TPR：Temperature Programmed Reduction，程序升温还原。

用来表征材料表面氧化位点的还原性。测试完成后，金属氧化物会被还原成金属。通过得到的TPR曲线，能得到材料的还原温度。通常使用5%的氢气作为反应气，平衡气为氩气或者氮气，需要注意的是，对于氢气来说，不能使用氦气作为平衡气。除了氢气，一氧化碳也可以作为反应气进行TPR测试。

当使用氢气时，反应会生成水，为了避免水峰对数据产生干扰和保护TCD，需要使用冷阱对生成的水分进行收集。

TPO：Temperature Programmed Oxidation，程序升温氧化。

用来表征材料的氧化能力。测试过程中，持续的通氧气，检测随着温度的程序升高，样品氧化能力的变化。最终通过TPO曲线，得到样品的氧化温度。通常使用2%-5%的氧气作为反应气，平衡气为氦气。

TPD：Temperature Programmed Desorpion，程序升温脱附。

用来表征材料表面活性位点（酸性或碱性）的强弱。通常使用氨气和二氧化碳作为反应气，平衡气为氦气。当使用氨气时，检测的是材料的酸性位点的强弱，当使用二氧化碳时，检测的是碱性位点的强弱。测试流程通常是，预先让样品吸附饱和氨气或二氧化碳，然后将气体切换成氦气，经过一定时间的吹扫，将表面残留的反应气和弱吸附的气体吹扫干净，然后程序升温，检测发生强吸附的位点的程序升温脱附情况。通过测试，能得到样品的脱附温度，通过温度的高低，能分辨出位点的酸性或碱性的强弱。

以上，是动态化学吸附的几种定性测试的实验种类。除了定性测试，化学吸附还可以做定量测试，这部分内容我们下次进行分享。

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