在过去 40 年对非均相催化剂的研究中，利用已掌握的瞬态动力学技术，深入研究表面化学反应的过程和机制。这些技术通常采用停止/启动反应物或脉冲反应物之一的流动反应条件。除了在稳态条件下实验研究了分子交换反应，利用短暂的、非稳态的性质而研究出表面化学反应的结果是非常困难的。稳态同位素瞬变技术是 Happel 和 Biloen 等开发的。这项技术可以使得在稳定状态下监测重要的动力学参数。实际上同位素的衰变或生成是在切换原料流中的反应物同位素后维持压力不变，在稳定状态下质谱检测。一个典型的归一化同位素瞬态显示在图1。对于均匀的表面反应，其速率可以写为：TOF=θ / τθ 和 τ 分别是反应中间物种的覆盖度和平均寿命。不同于传统的稳状方法，稳态同位素动态分析方法通过反应中间体的反应方式，能够卷积反应速率。这种方法是非常强大的，它可以使我们记录反应位的基团的性质。对于稳态同位素动态分析方法，τ 表示表面停留时间， 对应于图 1 中曲线下的面积，单单采用简单同位素脉冲方法不能得出结论，还需采用再吸附方法，一级速率常数，K，它是给定的 τ 的倒数。稳定状态下的反应产物和中间体的表面浓度，可以集合瞬态曲线（校正后的气相含率）和应用下面的公式计算：Ni(s) = (A)*(rate of i formation)其中，A 表示归一化的瞬态曲线的面积。对于常规的非稳定状态下的瞬态技术，尝试减小反应速率，由于中间体在转化中瞬间的消耗产生压力的冲击，分析是很复杂的。把 SSITK 的结果与氨合成和甲烷偶联的传统的非稳态瞬变相比较，清楚地表明了在非稳态条件下的测量结果与现有的情况下的稳态反应的测量不相符。正确分析 SSITKA 采集的数据还可以确定表面异质性的数量。预判一级反应正常同位素的过渡过程数据的半对数坐标图呈线性化。然而，对于非均匀表面，半对数曲线将显示一条凸向原点的曲线（图  2）。因此，发生在非齐次表面上的一阶反应可以建模为指数函数的综合，其中的参数可以通过拟合瞬态曲线来估计。即：TOF = ∑i (θo Xi Ki exp(-Ki t)),在这里，θo 和 Xi 分别是最初分数覆盖度和第i 个池中中间体的总覆盖度分数。已开发若干反褶积技术，确定上述瞬态方程的位分布的分布函数。目前，最有效的方法由庞特斯建立， 他们进行瞬态数据逆拉普拉斯变换，从而获得 K，位点强度的优先分布函数。关联如下：TOF = θo * ∫(k e-kt f(k)) dk,活性分布函数 f（k）dk 是k 和 k+dk 内的活性概率。这意味着可以采用这种分析方法来确定沿着平行的或独立的途径形成的中间产物的反应常数。因此，在氨合成反应中氨的中间体（Ru/silica）钌/二氧化硫催化剂，加入一个 K 促进催化剂，获得双峰分布。如图 3（b） 所示。第二个峰存在较高的活性，它表示创建了一个组非常活跃的反应位，它也是 K 促进的结果。根据每个峰的归一化面积对应于该类型站点的氨中间体的相对量。对于铁催化剂上的氨合成，Nwalor 和 Goodwin 近来基于 Temkin 理论模型和庞特斯变换方法的基础上，提出了反应分布函数的比较（图  4）。根据推断，明显的非均匀性是来自于表面的基本结构，而不是从吸附质诱导的表面偏析或聚集。将 Temkin 模型应用于稳态同位素动态分析方法中， 得到布朗斯台德酸的传热系数，催化剂表面的活性位密度和氮吸附力的合理值，与之前使用的 de Pontes et a1 方法得到的结果相等。最近在瓦兹堡大学实验室对 SSITKA 的实用性做了一系列广泛调查，调查内容包括非均匀氧化反应，CO 加氢，CO 氧化，甲烷，CO+NO 反应，氨合成的氧化偶联。此外，一个重要的文献报告调查，利用 SSITKA 对 CO 加氢机理进行研究，从事这些研究的人包括Happel,Biloen,Sachtler,Belt,Bennett 以及他们的同事。SSITKA 结果已经报告了另外一些其他的反应如苯加氢。至今为止，SSITKA 已经在所有固体金属和金属氧化物催化剂的气相反应中得到应用。然而，反应的发生，是经过计算，使其应用于一些液相和酶催化的反应，而这些反应的催化剂是固定在反应器的固体相上。稳态同位素瞬变动力学分析是研究非均相催化反应动力学和反应机理的有效方法之一. 由该技术既可定性获取有关反应机理方面的信息,又可得到包括不同反应吸附中间物种的量, 覆盖度,表面寿命,基元反应的速率常数,活性位的数量及其分布等定量的原位动力学信息。全球第一款商用 AMI-300 SSITKA 型稳定态同位素瞬态动力学分析仪将帮助广大催化研究者， 学者解决相关问题。参考文献(1) K. Tamaru, Dynamic Heteroqenous Catalysis. Academic Press, New York, 1978.(2) J. Happel. I. Suzuki, P. Kokayeff, and V. Fthenakis. J. Catal. 65. 59(1980).(3) J. Happel. H.Y. Cheh, M. Otarod. S. Ozawa, A.J. Severdia, T. Yoshida, and V. Fthenakis. J. Catal. 75, 314 (1982).(4) M. Otarod, S. Ozawa, F. Yin, M. Chew, H.Y. Cheh, and J. Happel, J. Catal. 84, 156 (1983).(5) P. Biloen, J.N. He11e. F.G.A. van den Berg, and W.H.M. Sachtler, J. Catal. 81, 450 (1983).(6) N.W. Cant and A.T. Bell. J. Catal. 73, 257 (1982).(7) P. Biloen and W.H.M. Sachtler. Adv. Catal. 30. 165 (1981).(8) J.U. Nwalor, PhD dissertation. University of Pittsburgh. 1988.(9) K. Peil, J.G. Goodwin, Jr., and G. Marcelin, submitted for publication.(10) K.F. Scott. J. Chem. Soc. Faraday Trans. I 76, 2065 (1980).(11) W.J. Albery. P.N. Bartlett, C.P. Wilde, and J.R. Darwent, J. Amer. Chem. Soc. 107. 1854 (1985).(12) M. de Pontes. G.H. Yokomizo. and A.T. Bell, J. Catal. 104. 147 (1987).(13) J.U. Nwalor and J.G. Goodwin, Jr., llth N. American Meeting of the Catalysis Society, Dearborn, MI, May 7-11, 1989. Paper D04.(14) J.U. Nwalor and J.G. Goodwin, Jr., Pittsburgh-Cleveland Spring Symp., April 6-8. 1988.(15) E.T. lyagba, J.U. Nwalor, T.E. Hoost, and J.G. Goodwin, Jr., J. Catal., accepted for publication.(16) T.E. Hoost antf J.G. Goodwin, Jr., to be submitted for publication.(17) G. Gallaner, J.G. Goodwin, Jr., and D.G. Blackmond, to be published.(18) K. Peil, J.G. Goodwin, Jr., and G. Marcelin, J. Phys. Chem. 93, 5977(1989).(19) K. Peil, J.G. Goodwin, Jr., and G. Marcelin, J. Am. Chem. Soc., accepted for publication.(20) K. Peil, J.G. Goodwin. Jr.. and G. Marcelin, Proceedings of the Symposium on Natural Gas Conversion, Oslo, Norway, August 12-17. 1990.(21) J.U. Nwalor. J.G. Goodwin, Jr.. and P. Biloen, J. Catal. 117. 121 (1989).6(22) K. Peil, P. Silveston, and J.G. Goodwin, Jr., unpublished.(23) C. Mirodatos, j.A. Dalmon. and G.A. Martin, J. Catalysis 105. 405 (1987).

一个多世纪以前，镍首先用作加氢催化剂。从那时起，镍的用途使它发展成为最常用的催化剂材料之一，无论是纯组分还是与其他化合物和载体的组合。二十世纪七十年代，镍不仅用于烯烃/炔烃的交叉偶联反应，而且还用于 C-H 键活化，氧化环化和基本还原反应。自二十世纪九十年代至今，生物燃料研究中发现普遍应用 Ni 基催化剂，这些催化剂包含 Ni/SiO2，Ni-氧化铝和 NiO。由于这些催化剂可以促进各种氢化反应，因此可用于分解生物质中的木质素和纤维素以及长链不饱和烃，这些烃是废弃物或植物基生物油中的主要成分。尽管这些催化剂与我们可能认为的最新催化技术相去甚远，但它们代表了许多工艺的支柱，并且正在较新的领域中进行研究。最近，它们已应用于评估重要环境问题的催化剂配方中，例如 CO2 治理，钼的掺杂剂以及用于脱硫工艺。镍的几个关键特性，例如其热稳定性和氧化还原行为，意味着含镍催化剂对于许多创新的反应开发和工业化仍具有挑战性。为了帮助确定其中一些限制或物理限制，通常进行化学吸附实验以确定最适合的应用条件。以下是一个常见的催化剂表征实验的例子，该实验将告诉我们镍基催化剂的表面积，分散度，活化能和基本脱附温度曲线。实验：在 AMI-300 化学吸附仪上对 0.12g 负载 10%Ni 的氧化铝样品进行程序升温脱附实验（TPD）。首先对样品进行预处理，以消除样品表面存在的任何污染物，包括水蒸汽，油脂以及物理吸附的杂质气体。选择 10％/90％氢氩混气作为制备气体，并在以下条件下吹扫样品。制备后， 将样品以 50℃/ min 的速率加热，并且使用氩气作为载气将脱附气体吹扫至内置的热导检测器（TCD）。      分析之后，执行脉冲校准以用于计算结果。仪器内置 535µL 的定量环，使其充满 10％/90％氢氩混气，然后脉冲到 TCD 上以确定已知的峰面积。为了获得更高的精度，执行了 5 次脉冲校准，并对 5 个脉冲峰面积取平均值。程序设定条件：制备气体流速：30 mL/min制备升温速率：10℃/min制备最高温度：550℃脱附升温速率：10℃/min脱附气体流速：50 mL/min脱附最高温度：400℃保持时间：15 min图1结果：根据实验，图1显示了脱附曲线的一个点。TPD 实验不仅描述了化学吸附位点的数量和强度，而且还可以描述表面位点的不均匀性。      通过分析软件，我们可以使用插入催化剂床上方的热电偶确定 113℃的峰值温度。我们可以使用它来计算活化能，该活化能被确定为 1.2038 x 10⁵ J/mol。图2图二显示了如何计算吸附量（以 µmol  形式吸收的制备气体），以及如何将其用于计算分散度（在此实验中为 4.09％）。分散度是催化剂的表面活性组分与总加入活性组分质量的比率。当比较不同类型的催化剂和不同批次的催化剂时，分散度很重要，因为它与工艺中使用的有效性有关。      为什么获得给定催化剂有关化学吸附位点数量或金属微晶尺寸的信息很重要？ 该信息为比较不同催化剂的性能提供了基础。不同催化剂的制备在特性上可能非常不同，例如：成分，材料密度以及负载金属质量等。与其他物理特性相比，催化剂的化学吸附特性可能与催化剂的化学活性更紧密相关。基于化学吸附位点的理解可以用来开发催化速率表达式，而不是基于催化剂的质量或体积。基于每个位点给出的催化剂活性使比较不同催化剂的真实效率更加有意义。

北京精微高博科学技术有限公司（以下简称精微高博）于近日全资收购美国Altamira Instruments 公司（以下简称AMI仪器），AMI仪器将成为精微高博在美全资子公司。AMI仪器于1984年在美国宾夕法尼亚州的匹兹堡市成立，并推出了全球第一台全自动动态化学吸附仪，其创始人是三位美国匹兹堡大学催化领域的教授。经过近四十年的改进、升级，不断吸收化学吸附理论的最新进展，和满足最新市场需求，其产品系列（常规，高压，加硫，红外等）在硬件质量、软件功能、分析能力、测量速度，可扩展性等方面得到充分完善，成为全球高校、国家实验室和工业领域在化学吸附研究中的必备设备。凭借坚实的化学吸附理论和技术实践积累，AMI仪器于1996年推出全球首款微型反应装置BenchCAT™，小型和中型全自动化学反应装置，并在石油催化重整、催化裂化、加氢裂化等过程分析中得到广泛应用。2018年AMI仪器进入物理吸附仪市场，完成了化学吸附和物理吸附的完备产品系列。AMI仪器公司总经理Anthony表示：“本次收购实现了物理吸附和化学吸附两个领域内的强强联手和优势互补。过硬的技术实力及完整的产品线将使得我们有能力为任何材料表征实验室提供全套解决方案。”AMI仪器作为精微高博的全资子公司将保持独立运营，继续在产品研发和市场开拓方面强力发展。在中国市场，AMI仪器将依靠合作伙伴在市场推广、应用支持和售后服务方面大幅增加投入，为已有的和新的AMI仪器产品的顾客创造更多的价值。