脱硝催化剂成分分析

飞纳电镜近期通过福州大学的验收。福州大学石油化工学院主要研究清洁燃料生产催化剂和工艺研究、多级孔道催化材料的制备以及负载型催化剂纳微结构调变方法和应用。为了保护环境，人们对车用燃料的质量要求越来越高，燃料中芳烃含量的高低不仅直接影响其燃烧性能，而且对大气质量会产生不同程度的影响，因此利用性能优良的催化剂改善燃料质量具有十分重要的意义。 福州大学石油化工学院主要研究催化剂在石油化工中的应用，其中催化剂表面形貌、表面微区成分及分散状态会对催化剂性能及活性产生很大的影响。 配备有能谱的扫描电镜是一种重要的表面分析手段，能够观察催化剂表面形貌和检测催化剂表面微区成分，对催化剂的研发具有十分重要的意义。飞纳台式扫描电镜能谱一体机 ProX 既能观察样品表面形貌，还可以利用能谱对催化剂表面成分和元素分布进行分析。 从催化剂的微观观点上看，催化剂表面形貌和组成对催化行为具有重要的影响，飞纳电镜配置二次电子和背散射电子探头，能够充分发掘样品表面信息。催化剂中活性成分的分散状态与催化剂活性及使用寿命有着密切的关系，采用能谱分析可以对催化剂表面进行元素分析，从而判断活性成分的分布。同时，利用飞纳台式电镜也可以用于分析催化剂活性下降或失活的原因。 扫描电镜下的催化剂晶体颗粒扫描电镜下的球形催化剂颗粒 用户认真学习电镜操作利用飞纳电镜的形貌和成分分析，可以直观地获得催化剂的形态和活性成分分布信息，再结合宏观分析结果，可以大致预测催化剂的活性及性能，筛选掉性能较差的样品，大大节约研究和后期测试时间。

测试结果有助于设计方案和原料的选择。工业催化剂作为一种复杂材料，需要不断精制提高加工效率同时减少对环境产生的影响。催化剂能够提高原料灵活性，降低能耗，增加选择性和延长使用寿命，对石油化工可持续性的提升发挥了重要的作用。对于商业化非均相催化剂，添加粘合剂、填料、致孔剂和增塑剂等，将活性相和载体转化为特定几何形状和性能稳定的产品。由于大多数催化剂成分为粉料，因此有效的粉体加工是催化剂高效生产的先决条件。托普索公司位于丹麦灵比，作为化工、炼油行业中高性能催化剂和专利技术的全球领导者，提供超过150种催化剂。该公司应用粉体表征技术，如ft4粉体流变仪，对催化剂生产设备的设计方案进行优化，改进原料的选择。确定与粉体传输过程密切相关的特性，从而制定设备选型的标准，最大限度降低新工厂的运行成本。此外，辅助筛选原料，降低意外停工的风险，有助于加快粉体加工效率。催化剂生产非均相催化剂加工简单，生产高效，在炼油和化工行业中尤为普遍。这种催化剂是多元络合物，结构为毫米尺度，化学性能和机械性能优异[1]。化学性能取决于活性相的有效分散和传质、传热的精确控制。催化剂寿命，即维持反应和选择性的时间，是关键的商业因素。控制机械性确保整个催化剂床层产生的压力降可控，维持稳定、长效反应所需的机械强度。机械摩擦也会破坏催化剂性能。从活性相和载体的结合开始，配方开发人员通过一系列添加剂的组合，实现催化剂工业化并满足工艺需求。添加剂包括炭黑或淀粉等致孔剂——热处理分解，形成颗粒内孔隙，以及增强机械成型的增塑剂和润滑剂[2]。催化剂的生产取决于这些成分的有效组合和重现。作为一个复杂、多步骤过程，主要涉及[2，3]：• 粉料原料的准备；• 通过喷雾干燥、球化、压实、湿法造粒、挤出等过程形成的预混物和团聚“中间体”；• 硬化和精制，例如还原，洗涤涂层或离子交换。粉体传输和可控定量，作为众多加工过程的基本要素，要求设计方案和操作实践的效率最大化。除了特定的单元操作，还需表征粉体，理解、解释并控制催化剂整个生产过程的表现。托普索公司通常使用激光衍射法测试粒径分布，振实密度评价原料和中间体。但凭这些数据去选择和确定加工设备仍不可靠。此外，这些测试并未充分评估原料的替代品是否匹配特定工艺。单凭这些测量技术，工艺方法的开发无法达到最优，包含一定程度的错误，引入新物料或更换供应商时停机的风险增大。托普索公司还加入了罗格斯大学催化剂制造联盟。这一小组汇集了不同学科的研究学者，从事催化剂生产改进项目。成果之一是基于动态、剪切和整体粉体特性的测试[4]，开发出更好的方法选择催化剂组分的失重（liw）进料器。托普索公司运用此项工作的成果来设计、选择和优化liw进料器；现有粉体测试在实践过程中极具潜力，同时也提高了公司对这一收益的认知。托普索公司使用ft4粉体流变仪进行内部评估，获得75种原料的动态、剪切和整体特性数据（总计超过25个特性）。在此成功试验的基础上，公司于2012年购买仪器成为用户。确定设计方案为了优化新仪器的应用，托普索公司进行深入评估，包括运用主成分分析（pca），建立原料特性数据库，确定能否减少常规测量的次数，最大程度地减少成本，这也是一个重要的商业考虑。公司还进行了不同粉体传输设备性能与特定粉体特性相关性的研究。这项工作确定了粉体传输应用中三个关键的属性：可压性，透气性和粘结应力。可压性量化粉体受到固结应力时的体积变化，通过测量整体密度与所施加正应力的函数（图1左、中）得到。虽然粘性较强的粉体相比自由流动的材料更可压，pca分析说明可压性是独立变量，与其他参数无关。关键粉体整体特性图1.测量可压性（左、中）和透气性（右）有助于理解粉体行为。透气性测量了粉体对于气流的阻力，通过测量特定固结压力下粉床压力降与气流速度的函数（图1右）得到。空气不易夹带，能够轻松穿过透气性较好的粉体，与之相比，透气性较差的粉体容易滞留空气。透气性与传输过程极其相关，例如气动传输和料斗下料。粘结应力由剪切盒确定，该测试测量了固结粉层相对另一粉层剪切所需的应力。剪切盒主要量化固结粉体从静止到流动变化的难易程度。因此，粘结应力与固结的粉体、低流速工艺操作最为相关，尤其是料斗下料过程。通过评估这三个特性，托普索公司能够选择最佳的传输方式，使用气动传输或者流体隔膜泵。由于气动传输设备的造价较高，需要适合的排气系统来清除粉体夹带的空气，因此这一决定具有重大的成本影响。通常流体隔膜泵的安装成本仅为气动传输系统的10-30%。已有的设计方案，需要大约一年的时间开发并获得批准，原则如下：• 如果可压性小于36%，适合流体隔膜泵。• 如果可压性大于38%，需要气动传输系统。• 如果可压性介于36-38%，选择取决于透气性和粘结应力的值。由此确定两种方式的抉择标准。作为可压性测试的结果之一，粉体的松装密度也很重要，由此决定所选系统的传输能力。量化选用这一方式累积节省的成本也非常容易。一套全新气动传输系统成本约为80000美元，而流体隔膜泵系统通常少花费约55000美元。根据现有的设计标准确定传输系统，托普索公司自2012年底起成功安装了六套流体隔膜泵系统，并且从2015年起更换了两个现有的气动传输系统。假设每个流体隔膜泵系统的成本为气动传输系统的30%，仅根据新安装系统的保守估计，对于整体造价约34万美元的项目而言，使用粉体流变仪进行成本缩减也很可观。这说明对仪器的明智投资获得了巨大回报。优化原料的选择此外，深入的粉体表征也优化了原料选择。这项工作的目的是筛选粉体特性，可靠预测催化剂生产过程中新材料的性能，也无需投入实际工厂试验，更具体地说，确认新材料与现有材料的性能可比。这种评估在更换供应商或使用替代原料时十分关键，特别是选用价格较低的替代材料缩减成本。粉体测试仪器可以获得：• 剪切特性，包括壁面摩擦角，尤其是研究料斗性能，与连续粉体流动相关的料斗倾角和下料口尺寸；• 可压性和松装密度；• 动态特性包括基本流动能（bfe）和稳定性指数（si）用于评估粉体动态流动性。动态粉体性能通过测量桨叶旋转穿过样品时阻力和扭矩（图2）得到[5]。向下行径穿过预处理后的样品产生bfe值，这是一个高度灵敏的流动性参数，量化了低应力条件下受约束流动的行为。重复bfe测试还可以量化粉体的稳定性，结果为si，该值的定义是多次测试前后bfe值的比值。si接近于1说明粉体物理性能稳定；该值高于或低于1通常与分层、摩擦或团聚等现象有关，这些都可能导致性能变差。动态粉体特性图2.动态特性非常敏感，与不同工艺性能相关。这一测试可以确定粉料在投入工厂前，不同供应商或原料替代品的表现是否良好。粉体加工过程是否会发生间歇传输或堵塞，导致意外停机，从而影响生产效率。因此，能够在不中断工厂生产的情况下找出潜在问题是一大收获。公司现在定期参考上述指标筛选材料，同时全面分析新材料，增补原始数据库，逐步优化实践并扩展粉体测试仪器所提供的价值。强力工具设计和运行粉体处理设备，对工艺工程师来说是一场持久挑战，优化和测试替代设备仍然重要。幸运的是，理解不同工艺与原料之间的相容性，以及选用合适的粉体测试确定这一相关性，近年来已有长足进步。托普索公司的经验验证了粉体测试在催化剂生产中的可行性，其实相关工艺对于大多数生产部门也很常见。通过测量动态、剪切和整体性能，托普索公司强化了liw进料器选型的过程。基于粉体的可压性、透气性和粘结应力数据，为粉体传输确定了可靠的设计方案，确定选用经济型设备的条件。此外，现在公司也能无需工厂试验，可靠评估是否选用新料或更换供应商。粉体测试仪器都提供了关键的数据和丰厚的投资回报。参考文献1.“catalysts for optimal performance,” haldor topsøe, lyngby, denmark, viewable via: www.topsoe.com/products/catalysts2.mitchell, s., et al., “from powder to technical body: the undervalued science of catalyst scale-up,” chem. soc. rev. (feb. 2013).3.catalyst manufacturing center, rutgers university, homepage, https://cbe.rutgers.edu/catalyst-manufacturing-center.4.wang, y., et al., “predicting feeder performance based on material flow properties,” powder tech. (dec. 2016).5.freeman, r., “measuring the flow properties of consolidated, conditioned and aerated powders — a comparative study using a powder rheometer and a rotational shear cell,” powder tech (oct. 2006).

岛津ICP光谱测试尿素水溶液多种金属元素 GB17691-2018《重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》（以下称国六）已经正式实施，继燃气汽车之后，城市车辆将于2020年7月1日进入国六a排放阶段。与国五排放标准相比，国六排放标准中氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM）排放限值分别加严了77%和67%，并新增了粒子数量（PN）的限值要求。 为了达到国六排放标准，尾气后处理系统都会设置选择性催化还原（SCR）系统，以便有效降低尾气中氮氧化物含量。尿素水溶液是SCR 系统主要消耗品，在催化剂作用下，将氮氧化物还原成氮气和水。SCR催化剂通常以TiO2为载体，负载W、Mo、V、Mn 等活性金属。如果尿素水溶液金属离子浓度过高，特别是钾离子和钙离子，会减少催化剂表面的活性位，造成催化剂中毒，从而降低NOx的转化率，缩短SCR催化剂的寿命，所以在GB 29518-2013《柴油发动机氮氧化物还原剂 尿素水溶液（AUS 32）》中对各种金属离子杂质含量有明确的限量要求。 表1 分析参数 岛津ICPE-9820全谱发射光谱仪测试尿素水溶液多种金属元素 ICPE-Solution独特的“自动确定最佳波长”功能，可以从全部波长范围的测定数据中，在数据库中自动检索提取可能存在的光谱干扰信息，自动确定最佳波长。 精确称取20±0.01g车用尿素溶液样品于100 mL容量瓶中，加入50 mL去离子水，再加入5 mL硝酸，去离子水定容至刻度并摇匀，使用ICPE-9820上机测试。 图1 Ca元素标准曲线图2 Ca元素谱峰轮廓图 表2 车用尿素样品分析结果注：N.D.表示未检出。 采用ICPE-9820高盐进样系统和直接进样（标准加入法）测定了柴油发动机氮氧化物还原剂尿素水溶液（AUS 32）中的10种杂质元素，结果表明所测市售尿素水溶液金属含量符合GB 29518-2013《柴油发动机氮氧化物还原剂 尿素水溶液（AUS 32）》要求，该方法无需分离基体、无需样品前处理、不加内标，测定结果准确，方法操作简便，可满足柴油发动机氮氧化物还原剂尿素水溶液（AUS 32）中杂质元素的检测技术需求。 撰写人：段伟亚、孙友宝

燃料电池（Fuel Cell）市场前景 为缓解世界性能源危机的加剧，减少传统能源对环境造成的污染；有序推进碳中和的各项任务目标，不断深化能源结构优化，提高能源开发整体效益成为摆在我国科研工作人员及新能源产业开发从业者面前的重要课题。 燃料电池（Fuel Cell）是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。 燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术[1]。 作为一种新的高能量密度、高能量转化率、环保型的电源装置受到全世界的广泛关注，并具有广阔的应用前景。 一、质子交换膜燃料电池目前，燃料电池主要被分为六类[2]。碱性燃料电池(AFC，Alkaline Fuel Cell)、磷酸盐燃料电池(PAFC，Phosphorous Acid Fuel)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC，Molten Carbonate Fuel Cell)、固体氧化物燃料电池(SOFC，Solid Oxide Fuel Cell)、质子交换膜燃料电池(PEMFC，Proton Exchange Membrane Fuel Cell)和直接甲醇燃料电池(DMFC，Direct Methanol Fuel Cell)。采用聚合物质子交换膜作电解质的PEMFC，与其它几种类型燃料电池相比，具有工作温度低、启动速度快、模块式安装和操作方便等优点，被认为是电动车、潜艇、各种可移动电源、供电电网和固定电源等的最佳替代电源[3]。如图1所示，膜电极（membrance-electrode assembly, MEA）是由质子交换膜、催化层与扩散层 3 个部分组成，是质子交换膜燃料电池 (PEMFC)电化学反应的主要场所，也是决定质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 的成本、性能和耐久性的核心关键部件。 二、质子交换膜燃料电池的催化剂浆料分析 催化剂浆料涂布是膜电极生产的关键步骤之一，要求催化层涂敷均匀，同时尽量减少铂含量以降低成本，因此必须对浆料进行严格的质量控制。 催化剂浆料的颗粒粒度和分散性能会影响浆料粘度、聚合物电解质的分布和形态、催化剂的利用率、催化剂和聚合物电解质的相互作用以及催化层的均匀性和连续性等重要参数，最终影响膜电极的电化学性能[4]。 如图 2 所示，常见的活性催化剂为铂基纳米颗粒，最佳粒度范围为 2～5nm，但这些纳米颗粒不是独立存在的，而是分散在碳载体颗粒上。单个碳载体颗粒的粒度范围为 20～40nm，在浆料中碳载体通常以团聚体的形式存在，粒度在亚微米至微米范围。聚合物电解质分散成不同形态（棒状或线团）、粒度在 70 nm～2.5 µm 之间的团聚体，与碳载催化剂混合形成催化剂浆料。催化剂和聚合物电解质分散在特定的溶剂中，需要控制团聚物的粒度，优化催化剂和电解质导体团聚物的相互作用。 对于聚合物电解质团聚体，粒度在200～400 nm范围有利于提高氢气/空气的反应性能。碳载体催化剂会出现未充分分散或过度分散的情况[5]。 在未充分分散时，碳载体是高度团聚的；离子交联聚合物只覆盖在团聚物外部，内部的铂催化剂无法与电解质充分接触，因此利用率不高。 过度分散时，团聚物破裂，铂催化剂颗粒与碳载体分离，影响其在氧化还原反应中的活性。 理想的分散状态是形成由碳载体催化剂组成的小团聚体，电解质聚合物在这些团聚体上均匀分布，能够提高催化剂的利用率[6]。 粒度是催化剂浆料的关键性指标，但浆料由不同尺度的颗粒混合物组成，要准确测量浆料的粒度有一定的难度，目前还没有一种技术可以全面表征所有颗粒的粒度。 X 射线衍射 (XRD)、激光衍射 (LD) 和动态光散射 (DLS) 是三种常用的材料表征技术，用于表征不同尺度的颗粒，结合三种技术能够全面表征催化剂浆料中的颗粒特性。 三、马尔文帕纳科解决方案 —— X 射线衍射技术X 射线衍射 (XRD) 通常用于确定小于 100 nm 的纳米晶粒尺寸。快速测量单个衍射峰（1～3 分钟），足以利用峰宽的 Scherrer 分析来计算晶粒尺寸。另外，如果测量多个衍射峰（20 分钟以上），则可采用全谱拟合技术，更精确地计算晶粒尺寸和点阵参数。图 3 显示了使用 Aeris 台式 X 射线衍射仪收集的 X 射线衍射数据，样品是分散在三种不同碳载体颗粒上的催化 Pt 粉末。 如表 1 所示，分散在 Ketjenblack EC-300J 碳黑上的 Pt 的平均晶粒尺寸比分散在 Vulcan XC72 碳或 Vulcan XC72R 碳上的 Pt 略小。晶粒尺寸的变化会改变催化活性和耐用性。全谱拟合分析还表明，EC-300J 上分散的 Pt 比 Vulcan XC72 或 Vulcan XC72R 上的 Pt 的点阵参数更大。该点阵参数也大于已公布的 Pt 的参考值3.9231 Å。[6]较大的点阵参7数可能表明表面引起了点阵应变或合金杂质可能改变催化活性。 XRD 可以分析分散体、固体碎片以及粉末。例如，碳载体 Pt 催化剂纳米颗粒可以在粉末分散到浆料中后和浆料印刷并固化在膜片或气体扩散层上后进行测量。图 4 显示了 40% Pt 在 Vulcan XC72 碳上的 XRD 数据，这些碳可作为粉末、浆料和催化剂涂覆膜 (CCM) 上的固化电极层。在所有情况下，Pt 衍射峰均可通过其他成分中解析出纳米粒尺寸计算，如表 2 所总结。 如图4所示，浆料和催化剂涂覆膜（CCM）样品与粉末样品相比，铂衍射峰变窄，说明这两中样品的铂晶粒尺寸变大。铂催化剂的这种粗化现象可能表明，在溶剂中的碳载体催化剂粉分散过程中，浆料变得过热。因此，在超声处理过程中，通常使用 5℃ 的水浴对浆料进行冷却。[8]在加工过程中，晶粒尺寸的变化（如颗粒粗化），会影响催化剂活性。 四、马尔文帕纳科解决方案—— 激光衍射技术激光衍射技术 (LD)是测量颗粒粒度分布的常用分析方法，粒度范围从十几纳米到几个毫米。动态范围宽，非常适合分析催化剂浆料的粒度分布。激光衍射法操作简便，测试速度快，通常不到1分钟，也非常适合生产过程控制。此外，激光衍射技术还可以研究工艺条件变化对浆料粒度分布的影响。 图 5 是使用 Mastersizer 3000 激光粒度仪对稀释后的催化剂浆料重复5次的粒度测试结果。该浆料中颗粒的粒度呈双峰分布，峰值在1 µm左右的颗粒占最大体积分数，20nm左右的颗粒体积分数占比较小。如表 3 所示，该浆料的粒度分布结果相对标准偏差（RSD）10 µm) 存在，这说明还需要增加剪切或者使用更高能量的分散方法进一步分散，才能达到合格的催化剂浆料要求。 五、马尔文帕纳科解决方案 —— 动态光散射技术 与激光衍射法相比，动态光散射 (DLS) 更适合于测量纳米级颗粒的平均粒度，范围从1 nm 至 1 µm。 将催化剂浆料以 1:10 比例分散在异丙醇（IPA）中，用Zetasizer Ultra纳米粒度仪测量催化浆料的平均粒度。稀释后的浆料仍然是高度不透明的，采用非侵入背散射 (NIBS)技术进行测量，重复测量5次。如图 7 所示，尽管浆料不透明，5次测量的相关曲线的一致性很好。图 8 是催化剂浆料的粒度分布图。如表 4所示，体积平均粒度为 1.04 µm，多分散指数也比较大(0.1)说明浆料的粒度分布宽，与激光衍射法的结果吻合。动态光散射技术（DLS）主要是检测颗粒的布朗运动产生的散射光光强波动，颗粒的散射光强与粒径的 6 次方成正比，大颗粒的信号很容易掩盖小颗粒的信号，因此动态光散射法（DLS）没有观察到激光衍射法测得的小颗粒。 动态光散射技术还可用于测量催化剂浆料的 Zeta 电位，研究电解质聚合物与碳载催化剂之间的相互作用，确定电解质聚合物在催化剂上的均匀分布。Zeta电位与浆料的离子浓度有关，可以通过对碳载体颗粒功能化改性或者改变电解质聚合物浓度来调节。通常来讲，特别是在介电常数较高的分散介质（如甲醇）中，Zeta 电位越高，浆料的稳定性越好。Zeta 电位分析还可以用于优化配方，改进浆料的稳定性。事实上，已经有研究报道可以通过模型根据初级颗粒的粒度和体系的Zeta 电位来预测催化剂浆料稳定[9]。 六、结论 通过X射线衍射技术发现，浆料和阴极催化剂涂覆膜中的晶粒尺寸比催化剂粉末大。这种颗粒粗化现象通常是由于浆料在分散过程中过热引起的。激光衍射法检测到在20 nm附近有大量初级颗粒，说明催化剂浆料出现了过度分散的现象。 联合使用激光衍射、X射线衍射和动态光散射技术，可以从不同尺度表征催化剂浆料，优化和监测催化浆料配方和稳定性。使用 Mastersizer 3000 激光粒度仪测量催化剂浆料的粒度分布，可评估临界颗粒分散的有效性。使用 Zetasizer 纳米粒度及Zeta电位仪进行 Zeta 电位测量，可研究聚合物电解质和碳载催化剂的相互作用，预测浆料稳定性。使用 Aeris 台式 X 射线衍射仪，可以测量纳米催化剂的晶粒尺寸，验证防止纳米颗粒粗化的方法的有效性。 参考文献[1] 陈光. 新材料概论：科学出版社，2003年[2] Kamaruzzaman.Sopian ，Wan Ramli Wan Daud.Challenges and Future Developments in Proton Exchange Membrane Fuel Cells [J].Renewable.Energy.2006，31(5):719~727[3] 胡嫦娥，刘琼，周敏. 质子交换膜燃料电池的研究现状. 新能源网. 2016.[4] D. Papageorgopoulos, US Dept. of Energy Hydrogen and Fuel Cells Program Report, FY 2018 Annual Progress Report[5] Orfanidi et al,J. Electrochem. Soc.165 (2018) F1254[6] Wang et al, ACS Appl. Energy Mater. (2019) DOI: 10.1021/acsaem.9b01037[7] Swanson Natl. Bur. Stand. (U.S.) Circ. (1953) 539 1 31[8] Sharma et al, Materials chemistry and Physics 226 (2019) 66-72[9] Shukla et al, J. Electrochem. Soc.164 (2017) F600-F609 关于马尔文帕纳科马尔文帕纳科的使命是通过对材料进行化学、物性和结构分析，打造出更胜一筹的客户导向型创新解决方案和服务，从而提高效率和产生可观的经济效益。通过利用包括人工智能和预测分析在内的最近技术发展，我们能够逐步实现这一目标。这将让各个行业和组织的科学家和工程师可解决一系列难题，如最大程度地提高生产率、开发更高质量的产品，并缩短产品上市时间。

p 　　 span style=" color: rgb(112, 48, 160) " strong 前言 /strong /span /p p 　　能源问题一直是困扰人类生存发展的终极问题之一，随着时代的进步，不断革新的科学技术为解决这一问题带来了曙光。其中电催化是目前有效的手段之一，涉及诸多新能源和环境保护的研究方向，包括燃料电池、水裂解、制氢、二氧化碳资源化利用等。其中，研究电化学催化剂的微观结构，并监测电催化剂在电催化反应过程中的结构演变规律，对于设计新材料、开发新能源具有重要的意义。 /p p 　　电子显微镜作为研究学者的“电子眼”，不但可以直接观察固体催化剂的形貌，而且可以在原子尺度提供催化剂的精细结构、化学信息和电子信息，对新型高效催化剂的发现、反应过程中催化剂结构演变及结构和性能之间关系的研究起到了重要作用。因此，电子显微学方法作为一种重要的表征技术在催化化学的发展中扮演着至关重要的角色。在过去20年中，电子显微学在电催化领域内也得到了广泛的应用。最近中国科学院金属研究所张炳森研究员课题组对电化学催化剂的透射电子显微学研究进行了总结，并指出了存在的挑战和未来发展方向。 /p p 　 strong 　 span style=" color: rgb(112, 48, 160) " 1. 透射电子显微学方法对电化学催化剂的基本表征 /span /strong /p p 　　与材料研究中其它表征技术(如：X射线衍射、X射线光电子能谱、Raman光谱等)相比，透射电子显微镜具有很高的空间分辨率，可以在纳米尺度甚至是原子尺度下对催化材料结构进行研究，极大地促进了催化化学的发展。透射电镜目前已经发展为综合型分析电镜，从催化剂的微观结构，到化学组成，以及电子结构等信息都可以利用透射电镜分析获得。 /p p 　 strong 　1.1电化学催化剂微观结构表征 /strong /p p 　　电化学催化剂的微观结构，如：颗粒形貌、尺寸、暴露晶面、表界面结构等，对催化剂的性能有非常重要的影响，利用高分辨电子显微术(HRTEM)可以获得这些信息。值得注意的是，在负载型金属催化剂中，很多情况中会有很小的纳米颗粒和原子团簇存在，利用高分辨透射电子显微术(相位衬度成像)观察时可能会忽略这些信息，而利用高角环形暗场-扫描透射电子显微术(HAADF-STEM，Z衬度像)可以很容易地观察到这些颗粒的存在。目前，亚埃尺度分辨的球差校正透射电子显微镜的发展，实现了更好地在原子尺度下观察催化剂表界面结构，同时也促进了单原子电催化剂的发展。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/f0f6b75a-dca5-4054-932d-4946fad9e0f5.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 strong 图1. 纳米颗粒的HRTEM图片：(a)多面体 /strong /p p strong PtNix单晶纳米颗粒，(b，c)多晶PtNix纳米颗粒，(d)核壳结构Pt/NiO纳米线，(e)PtNi合金纳米线，(f)锯齿状的Pt纳米线。(a，c)图中右下角插图分别是对应PtNix纳米颗粒的形状模型图和原子模型图，(a-c，f)图中右上角插图为对应纳米颗粒的傅立叶变换图。 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/da1074c4-9a68-49ef-ad5c-007b7e4e4f96.jpg" title=" 2.jpg" / /p p 　　 strong 图2.(a)Pt/[TaOPO4/VC]-NHT的TEM图片，(b)相同区域的HAADF-STEM图片 (c，d)球差校正透射电子显微镜获得的高分辨HAADF-STEM图片：(c)核壳结构PtPb/Pt纳米片和(d)MoS2负载单原子Pt(左下角插图是相应的构型模拟图)。 /strong /p p 　 strong 　1.2电化学催化剂的化学成分及电子结构表征 /strong /p p 　　双金属及多元金属催化剂是电催化中常用的催化剂，其化学组成及元素的分布对于催化剂的性能也有着至关重要的影响。X射线能谱(EDS)分析不仅可以对电催化剂的化学成分进行半定量分析，同时利用面扫和线扫，也可以得到相应元素在催化剂颗粒中的分布情况。除EDS表征手段，电子能量损失谱(EELS)对催化剂中的元素组分进行定性、定量和元素分布分析等也具有独特的优势，尤其在分析B、O、N等轻元素时，与EDS分析相比，会得到更精确的信息。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/45b9bfc5-c80a-4c25-b99d-f4a411601a16.jpg" title=" 3.jpg" / /p p 　　 br/ /p p 　 strong 　图3.(a)PtNix纳米颗粒的HAADF-STEM图和EDS面扫图，(b)核壳结构Pt/NiO、PtNi合金、锯齿状Pt纳米线的EDS线扫曲线(插图中绿线代表对应的线扫轨迹)，(c)100 ?C水热条件下得到的B/P共掺杂有序介孔碳的TEM图片和B、C、O、P元素的能量过滤TEM图片。 /strong /p p 　　影响电化学催化剂催化性能的另一个重要因素是催化剂中原子的电子结构。EELS除了可以进行成分分析，其另一个重要且常用的功能是分析催化剂中原子的电子结构，从而可以得到相应元素的价态、配位情况等，进而获取相关信息，例如：负载型金属催化剂中金属-载体间电子相互作用，纳米碳材料中掺杂原子的种类及电子结构等。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/bcafabc9-8776-44d7-b3c5-0e6e40886088.jpg" title=" 4.jpg" / /p p 　　 strong 图4.(a，b)Pt-CeOx样品中Ce-M45边和O-K边的电子能量损失谱，(c，d)N-掺杂石墨烯样品中N-K边和C-K边的电子能量损失谱，(e，f)三种B-掺杂类洋葱碳样品中B-K边和C-K边的电子能量损失谱。 /strong /p p 　 span style=" color: rgb(112, 48, 160) " strong 　2. “相同位置-电子显微学”方法(IL-TEM)用于电化学测试条件下电催化剂的结构演变研究 /strong /span /p p strong 　　2.1 IL-TEM方法简介以及其在商业Pt/C电催化剂稳定性研究中的应用 /strong /p p 　　该方法通过将电催化剂分散在坐标微栅上，在透射电镜下准确记录反应前某一具体位置催化剂的微结构信息 随后将携带样品的微栅放到工作电极上，保证接触良好的前提下，将该工作电极置于反应环境中 待反应结束，将坐标微栅从反应体系中取出，并在透射电镜中根据具体的坐标定位追踪反应前记录的位置。通过反应前后、或反应中各个阶段相同位置催化剂结构对比和统计分析，揭示催化剂在反应条件下的结构演变规律，并结合性能测试结果精确阐述构效关系。IL-TEM方法最初应用于电化学反应体系，例如：德国马普Mayrhofer组和西班牙Feliu组等利用此方法研究了铂基催化剂在电化学处理过程中的微结构演变，如负载铂纳米颗粒的脱落、溶解、迁移、团聚长大以及碳载体的腐蚀等特征行为。通过对负载活性组分(纳米颗粒)以及载体(活性炭)结构演变的同时观察，并关联其性能，揭示了不同反应条件下催化剂的失活机制问题。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/571bfe7a-296b-4eef-a73c-e9eb15528350.jpg" title=" 5.jpg" / /p p 　　 strong 图5.(a, b)IL-TEM方法在电化学三电极测试体系中的应用示意图,(c-f)利用坐标微栅在透射电镜下通过依次放大追踪相同位置催化剂的微结构信息。 /strong /p p strong 　　2.2 IL-TEM方法在电化学新材料体系中的应用 /strong /p p 　　各类新型纳米碳材料，如纳米碳球、碳纳米管、石墨烯等，具有优异的导电性、耐酸碱性以及较高的比表面积和丰富的孔结构等特点在能源转化领域得到了广泛关注。其本身通过杂原子改性作为氧还原和二氧化碳还原反应电催化剂被大量研究。除此以外，利用表面改性纳米碳作为电催化剂载体调控活性组分与碳载体间相互作用也是近几年新兴的研究热点之一，通过使用IL-TEM方法跟踪负载纳米粒子在改性碳载体表面的迁移、团聚和溶解等行为直观揭示不同表面修饰对电催化剂的稳定作用。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/f57af8d7-c227-4571-8e0c-ed72ae77f569.jpg" title=" 6.jpg" / /p p 　　 strong 图6. IL-TEM方法用于氮掺杂碳纳米球负载Pt催化剂在氧还原反应(左上)、氧官能团化和氮掺杂改性碳纳米管负载Pt催化剂在甲醇电氧化反应(左下)、及化学接枝法改性石墨烯负载Pt催化剂在氧还原反应(右)中的稳定性研究。 /strong /p p strong 　　2.3 IL-TEM方法拓展应用于传统液相催化反应 /strong /p p 　　目前，IL-TEM方法已成功应用于电化学体系，直观揭示了不同反应条件中催化剂结构演变，以及碳材料载体表面性质对于负载金属电催化剂的稳定性影响及失活机制。而在环境电镜或原位透射样品杆中难以实现的传统液相催化反应体系中，IL-TEM方法也具有独特的优势。金属研究所张炳森、苏党生课题组在2016年底报道了此方法在液相催化反应(芳硝基化合物选择性加氢)中的应用，也是此方法第一次应用在传统液相催化反应体系中，通过研究反应条件下相同位置催化剂的结构演变过程，直观证明了氮物种的引入对负载的铂纳米颗粒的稳定性起重要作用，实现了铂-碳相互作用调节提升碳基负载型催化剂催化性能。该方法为精确研究液相催化反应中催化剂的构效关系，尤其是复杂液相催化反应体系，如固液、气液固等三相共存反应体系，探索复杂液相环境中催化反应活性中心的诱导产生、演变等行为规律提供了很好的手段，并更好地为新型高效催化剂的开发提供指导。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/64e15822-6ae3-433a-be3c-a0a0ff5988f2.jpg" title=" 7.jpg" / /p p 　 strong 　图7. IL-TEM方法在液相反应体系中的应用示意图(左上) 氧官能团化以及氮掺杂改性碳纳米管负载高分散铂纳米粒子催化剂相同位置在反应前后的透射电镜对比图(左下) 氮掺杂碳纳米管负载高分散铂纳米粒子催化剂相同位置在不同反应时间的HAADF-STEM图(右图)。 /strong /p p strong 　　 /strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " strong 3. 原位电化学样品杆的应用前景 /strong /span /p p 　　常规透射电镜表征，样品所处的环境是真空和室温，与实际电催化剂所处的液体环境差距较大，并且是对反应前后进行随机取样表征，不够直观准确且存在严重的滞后效应，因此需要开展原位表征。电化学原位透射样品台的出现为实时观察服役环境下电催化剂的微结构以及结构演变提供了有效研究手段，并通过与电化学工作站联用可以得到实时性能数据，为揭示电催化反应黑匣子提供重要参考依据。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/9dc78db6-8ef1-4d37-b32f-52ad3873eddb.jpg" title=" 8.jpg" / /p p 　　 strong 图8.(a, b)电化学原位透射样品杆示意图，(c, d)电化学测试实时数据。 /strong /p p strong 　 /strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " strong 　4. 总结与展望 /strong /span /p p 　　先进电子显微方法(分析型电子显微方法和高分辨电子显微方法)的发展提供了从微观尺度认识和理解电化学纳米催化剂结构特征的有效手段。该文通过大量研究工作全面系统地综述了透射电子显微术在揭示电催化剂纳米尺度形貌、原子尺度精细结构、化学组成以及电子结构等信息方面的重要作用，对新型高效电催化剂的设计研发、反应过程中的催化剂结构演变及结构性能间关系等的研究具有指导意义。“相同位置-电子显微学”方法的引入对于研究真实反应条件下催化剂的结构动态行为特征，揭示其稳定性和失活机理等方面提供了更直观准确的研究手段。同时，前沿性研究中电化学原位透射样品台的介绍，展望了将常规透射电镜对电催化剂的表征转变为在线可视化的电化学微型实验室的研究趋势 通过在电子显微镜中建立微纳米反应室，获取真实反应条件下催化剂活性位结构特征，使其成为电化学催化剂的创新工具。 /p p style=" text-align: center " --------------------------------------------------------------------- br/ /p p 　　Liyun Zhang,Wen Shi,Bingsen Zhang, A review of electrocatalyst characterization by transmission electron microscopy, Journal of Energy Chemistry,DOI:10.1016/j.jechem.2017.10.016 /p

喷干技术塑型ZSM-5基催化剂对甲醇制烯烃过程的影响喷干应用”在石油化工领域，采用喷雾干燥法制备 FCC(流体催化裂化)催化剂和 SAPO-34 基甲醇制烯烃催化剂。在此我们向您介绍一项研究，是使用步琦喷雾干燥仪 B-290 探索用喷雾干燥法制备一系列含有 ZSM-5 商业沸石与不同的粘土和粘合剂的催化剂复合材料；在甲醇制烯烃(MTO)过程中，评价了所得到的形状颗粒的催化性能。该研究选用天然粘土如高岭土、滑石、蒙脱土、硅镁土和海泡石作为催化剂配方。本研究中优化得到的喷雾干燥参数均可以平移转换到步琦最新款喷雾干燥仪 S-300 上使用，完美实现不同型号设备之间的平稳过渡！1简介在基质设计的进步是在实验室规模上开发的新催化剂的大规模实施至关重要。最佳的催化剂体是结合了活性、选择性、寿命和合适的成本等性能的催化剂体。催化剂配方需要适当选择成分，这高度依赖于所使用的制备方法(即挤出或喷雾干燥)。喷雾干燥是一种通过溶剂蒸发将喷雾状的浆料转化为干粉的技术。喷雾干燥过程的主要原理是使液体浆料与干燥气体(通常是空气或氮气)接触，一起通过一定孔径的喷嘴，形成小液滴的喷雾。喷雾干燥允许对最终产品性能的显著控制：粒度分布，残余水分含量，堆积密度和形态。与其他湿法塑型的方法(如挤压或造粒)相比，喷雾干燥技术提供了几个主要优点，即可以通过浆料的固体含量来控制颗粒密度，以及制备具有高度均匀性的有效填充球形颗粒的能力。2实验部分使用不同粘土、粘合剂和 ZSM-5 沸石制备复合浆料的过程，以及通过喷雾干燥技术将浆料转化为粉末状催化剂的方法。使用了三种不同的粘合剂-胶体二氧化硅，薄水铝石和水合氯铝。制备了10wt.%薄水铝石(PuralSB)溶胶；分散率为 45wt.% 的 NH4- ZSM -5 (SAR23)原液；50wt.% 的粉末与 0.01M 的(NH4)2HPO4 溶液混合，得到高岭土分散体。所有其他粘土，即滑石、膨润土、硅镁土和海泡石，以粉状形式加入浆料中，用水分散，根据固体含量达到~ 20wt .%的浆料。喷雾干燥过程采用实验室规模的步琦喷雾干燥机 B-290 Advanced，搭配可变孔径(1.4mm, 2.0mm 和 2.8mm)的钛合金双流体喷嘴。选择最佳喷雾干燥条件的标准是干燥室底部不存在液体沉积。最后，将干燥的复合材料在静态烘箱中，在 700º C 的空气下，以 5º Cmin-1的坡度煅烧 7h。3表征方法包括 X 射线衍射(PXRD)、氮气吸附实验、热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、X 射线荧光测量(XRF)、静态光散射(SLS)、电感耦合等离子体(ICP)分析、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和程序升温 NH3 脱附(NH3-TPD)等。4结果与讨论加工过程参数对塑型过程的影响首先评估加工参数的影响。在保持其他工艺参数不变(Tin= 200°C, 11 mLmin-1，抽气机在 80%)的情况下，以34 wt.%(固形物基础上)高岭土为基体，40 wt.% ZSM-5 (H+ 的 MFI 沸石)和 26 wt.% 的 Pural SB(粘合剂)的复合浆料以不同的气体流量进行喷雾干燥。不同产物和初始浆料的形态特征对比如图1a-c 和 S1 所示，表明组分的亚微米级颗粒聚集形成球形复合颗粒。值得注意的是，复合球的平均直径与用于形成喷雾的气体流量有关。从粒径分布图(图1d)可以看出，复合材料具有较窄的粒径分布曲线和较低的粒径分布曲线。这样的观察结果与事实是一致的，即高气流产生的更高的压降迫使液滴分解成更小的液滴。▲ 图1所示。(a)浆料的扫描电镜图像，浆料中高岭土含量为 34%，ZSM-5 含量为 40%，Pural SB 含量为 26% 不同气流(b) 173 Lh-1和(c) 283 Lh-1雾化得到喷雾干燥颗粒。(d)旋风收集器中收集的固体产品的粒径分布随气体流速的变化曲线。喷雾干燥条件：Tin= 200°C, 11 mLmin-1，抽气机80%。不经过(e-f)和经过(g-h)球磨机预处理 30min 得到复合颗粒。对三种不同孔径(2.0 mm、1.4 mm 和 0.7 mm)的喷嘴进行了评估，目的是确定上述固定组合物对产生的颗粒尺寸的影响。▲ 图2。(a)喷雾干燥喷嘴示意图，突出了喷嘴直径(上)和喷嘴孔径(下)。(b)喷雾干燥机收集固体产品的区域：干燥室底部收集器(红色区域)和旋风收集器(蓝色区域)。(c)底部收集器(上)和旋风收集器(下)通过不同孔径的喷嘴喷射产生的固体馏分粒度分布：2.0 mm(蓝色)、1.4 mm(红色)和0.7 mm(绿色)。(d)喷嘴孔径分别为2.0 mm、1.4 mm和0.7 mm的底部(红色框)和旋风收集器(蓝色框)收集的固体产物光学显微镜图像(从左至右为柱)；比例尺对应100 μm。(e)旋风收集器(蓝色区域)、底部收集器(红色区域)和干燥室沉积物(米色区域)收集的固体产品质量分布图；(f)孔径分别为2.0 mm、1.4 mm和0.7 mm的喷嘴产生的喷雾几何形状(从上到下)。橙色区域表示湿喷雾与干燥室壁的接触区域。相应地，喷嘴帽的选择使喷帽与喷嘴尖端之间的间隙为0.8 mm (2.8 / 2.0 mm 2.2 / 1.4 mm 1.5 / 0.7 mm)。在评价过程中，浆料的组成(高岭土 60 wt.%， ZSM-5 20 wt.%， Al2Cl(OH)5 20 wt.%)和喷雾干燥条件(进料- 15 mLmin-1，气体流量- 473 Lh-1，抽气机- 80%，Tin- 210℃)保持不变，以排除任何侧干扰。喷雾干燥过程产生颗粒产品被分成两个主要部分——一个在干燥室的底部收集器中，另一个在旋风收集器中(图2b)。样品在两个馏分之间的分离与颗粒的大小和密度的差异有关。从粒径分布曲线(图2c)可以看出，粒径较小、粒径较轻的产物优先被收集到旋风容器中，粒径较大、粒径较重/密度较大的产物则倾向于沉降到底部干燥桶中，且粒径最大的组分粒径与喷嘴孔径的相关性较好 孔径为 2.0 mm 的喷嘴产生的喷雾颗粒约为 35μm，孔径为 0.7 mm 的喷嘴产生的最细颗粒约为 9μm。此外，光学显微镜图像(图2d)证实了这一观察结果，即无论喷嘴大小如何，较轻的亚微米(0.20-0.22 μm)复合颗粒优先被旋风分离器分离。另一个有趣的观察结果是，喷嘴尺寸极大地影响了干燥产品在不同馏分之间的质量分布，如图2e所示，其中红色馏分对应于干燥室底部收集的粉末质量，蓝色馏分对应于旋风收集器收集的粉末百分比，米色馏分对应于喷雾干燥筒壁上积聚的喷雾造成的不希望的损失。无论喷嘴孔径大小如何，较重/较大颗粒的相对质量分数几乎没有变化(约为 10-13 wt.%)，而细颗粒的相对质量分数随着喷嘴孔径的减小而增加。此外，固体产品损失呈相反趋势下降。这种相关的质量分布可以从具有一定孔径的喷嘴产生的喷射锥几何形状来解释(图2f)。考虑到喷雾干燥筒的长度(L)和直径(D)是固定的，孔口处的压力是恒定的，当孔口孔径较大时，喷雾锥的角度要宽得多。因此，这导致与湿浆接触的面积更大，并在干燥室的壁上形成固体。相反，较小的孔板孔径最大限度地减少了与干燥室壁的直接接触，并在旋风收集器中增加了更多的产品。表1总结了所研究的不同变量对喷涂颗粒最终性能的影响，作为对有兴趣制定自己的喷雾干燥方案的读者的指导。▲ 图3。(a)“循环再循环”概念的示意图。在底部容器中的复合颗粒收集是通过喷涂(b)新鲜配制的浆料(60 wt.%高岭土，20 wt.% ZSM-5和20 wt.% Al2Cl(OH)5)制备的 (c)经球磨预处理(标尺- 100 μm)和(d)不经此预处理(标尺- 500 μm)，由旋风收集器的细粒再分散制备的浆料。在不同倍率下(e) ×5(标尺- 500 μm)和×20(标尺- 100 μm)煅烧和筛分至粒径 38 μm的最终粉末的光学显微图。(g)复合材料终组分粒度分布图。喷雾干燥条件:Ø 喷嘴= 2.0 mm，Tin= 210℃，进料= 15 mLmin-1，气体流量= 473 Lh-1，抽气机= 80%。粘土对塑型过程的影响在上述优化之后，后续研究了五种不同粘土对所得技术体的配方和催化性能的影响。选择高岭土、海泡石、滑石、硅镁土和蒙脱土，具有不同的结构、化学成分和晶体形态(图4)。▲ 图4。(a)高岭石，(b)海泡石，(c)滑石，(d)硅镁石，(e)蒙脱石 相应的晶体结构表示如下:AlO6八面体表示为赤土色，SiO4四面体表示为米色，MgO6八面体表示为紫色，蓝色球体表示为水分子，紫色表示为Ca2+/Na+阳离子。(f-j)由20wt .%的ZSM-5(SAR 23)、20wt .%的Al2Cl(OH)5和60wt .%的粘土-高岭土(f)、海泡石(g)、滑石(h)、硅镁石(i)和蒙脱土(o)组成的喷雾干燥颗粒(f-j)。从图4可以看出，只有在以高岭土为基础的混合物中才能形成具有光滑外表面的致密球体。在这种特殊情况下，由于粘土的亲水性和润湿性以及晶体的板状特性，浆料的高固体含量(~ 47 wt.%)有利于喷雾干燥颗粒内的致密堆积。相比之下，海泡石和硅镁石粘土往往形成凝胶状分散体，迫使混合浆料稀释到相对较低的固体含量(海泡石和硅镁石分别为 ~ 25% 和 22wt .%)。由于这种稀释作用，复合颗粒的密度降低，形状偏离球形，外表面粗糙(图4g,i,l,n)。在滑石基浆料的情况下，由于材料的疏水性和高结晶度，我们能够制备固体含量约为 42 wt.% 的可泵送浆料。然而，由于粘土与水浆中其他组分的低混相性，导致球形不规则，充填效率低，成分分布不均匀，形成的形状颗粒表面非常粗糙(图4h,m)。这些结果表明，粘土的性质，特别是润湿性在喷涂过程中起着非常重要的作用。5结论在这项工作中，我们探索了一种用于催化剂配方的喷雾干燥技术。整喷雾干燥工艺参数，得到粒径在 30 ~ 100μm 之间的颗粒。结果表明，通过改变气体流量、喷嘴孔径、球磨浆前处理和浆料组分配比，可以制备出具有不同粒径和形态特征的复合颗粒。在所有不同的研究变量中，浆料配方中最关键的方面是可喷涂浆料的总固体含量，这受到催化剂成分(特别是粘合剂和粘土)的强烈影响:浆料稀释率低于 30wt.% 会导致松散的、表面缺陷的复合材料，其耐磨性较差，而更高的负载，在最佳喷涂条件下，提供更好的形状颗粒。另一方面，所选粘土的性质不仅影响喷雾本身，而且影响催化性能。特别是，我们的研究结果表明，所选择的粘土对改变复合材料的最终酸度有很大的影响，当应用于 MTO 时，会导致烯烃或芳烃循环的传播。6参考文献Shaping of ZSM-5 based catalysts via spray drying: effect on methanol-to-olefins performanceTuiana Bairovna Shoinkhorova, Alla Dikhtiarenko, Adrian Ramirez, Abhishek, Dutta Chowdhury, Mustafa Caglayan, Jullian R. Vittenet, Anissa Bendjeriou-Sedjerari, Ola S Ali, Isidoro Morales Osorio, Wei Xu, and Jorge GasconACS Appl. Mater. Interfaces, Just Accepted Manuscript &bull DOI: 10.1021/acsami.9b14082 &bull Publication Date (Web): 15 Oct 2019 Downloaded from pubs.acs.org on October 19, 2019

摘自石油化工科学研究院《色谱法多功能催化研究装置》 在以往工作的基础上，提出了用气象色谱（GC）对催化反应、化学吸附和气体扩散进行联合研究的设计，建立了相应的装置，并拟投入定型化仪器生产。根据要求，可以使用脉冲法、连续流动法、迎头法，以及程序升温脱附技术，在一套设备上逐个测定催化剂的反应速度、金属分散性或其它活性中心、表面酸碱度和质量传递性能等，以便参照催化全过程的多种原位数据，有效地改进催化剂的活性、选择性及寿命。一、序言 在多相催化中，由于反应体系的复杂性，使得再解释催化活性及其机理上遇到了困难，因而妨碍了对特定化学过程最佳催化剂的选择。在近代，虽然有着各种能谱，光谱，磁学方法，场发射技术等应用于催化精细结构的研究，但由于各自在仪器和理论方面的限制，它们存在以下主要缺点：1、由于价格昂贵，不是所有的研究者都能得到所希望的仪器设备；2、由于催化材料的多样性，不是每种仪器都能获得所希望的数据；3、多数物理方法在“非原位“条件下所得到的数据，很难与催化行为直接关联。 近十多年来，随着色谱理论和技术的日臻成熟，并且由于它没有以上缺点和具有简便、快速、定量准确等优点，因而在催化研究中得到了广泛的应用。则是在接近于反应的条件下，研究固体催化剂的大多数表面化学性质，并在同时测定他们的催化性能，以便关联这些数据，加深对某特定过程催化作用本质的了解，并控制它的最佳催化剂的选择。为此，在综合以前工作的基础上，笔者提出了利用气相色谱技术，对催化行为进行联合研究的设计，并建立了可以作为定型化仪器的示范装置。现将该方法的基本原理和操作要点介绍如下。二、在催化研究中的应用GC技术通常按两种方式用在催化研究中，一种是将催化剂直接填充在色谱柱中，另一种是附加一个微型反应器与GC。用此可以测定物理表面积，传递参数，化学吸附和表面行为，反应速度等催化过程所需要的几乎全部数据。由于使用物理吸附法进行总表面积和孔分布的测定熟为人知，因而将不予涉及。在此，仅介绍笔者及其同事曾经进行和较感兴趣的几个方面。应用GC技术研制的程序升温化学吸附仪PCA-1000系列可进行以下催化剂性能分析：1. 催化剂活性表面积或金属分散性 催化剂的活性表面积仅占物理总表面积的一小部分。这一数据对于考虑催化反应的结构敏感性行为和计算转换数是不必可少的。通常，它也可以用在催化剂上的活性中心数目来表示。并且，通过用用脉冲色谱技术测定不可逆化学吸附，能够获得这一结果。金属和负载的金属催化剂，是研究的最多的对象。我们曾对重整过程中的各种催化剂和双金属催化剂进行研究。吸附质可以使用氢气、氧气、一氧化碳等。最优越的是化学吸附氧的氢脉冲滴定法。吸附体积的测量，按催化剂上消耗的吸附质数量来计算2. 程序升温脱附（TPD）技术 当吸附的质点被提供的热能活化，以至能够克服为了它的逸出所需越过的势垒时，便产生脱附。由于脱附速度随着温度的升高而指数地增加，同时，又因覆盖度的减小而减小，因此，正比于脱附物质浓度的信号，即脱附速度曲线呈TPD谱。 我们曾用氢气的TPD法，对国内外工业和实验室重整催化剂，发现在以Pt为主要组分，以氧化铝为载体的单、多金属催化剂上，存在着两类主要的活性中心。其低能中心是Pt的某种结构所特有的，它主要与加氢-脱氢反应活性有关；而第二或第三组元的引入，则只改变了高能中心的结构特征，它主要与异构化和环化反应有关。两类中心的相对数量和谱图的形状，决定着各基元反应的选择性；而催化剂的稳定性，则可由谱图的值估价。由此向我们提供了改进催化剂活性、选择性，以及使用寿命的方向。3. 固体材料表面酸碱性能的研究 在多相酸碱催化或双功能催化反应中，催化剂或者在体表面的酸碱度、酸碱中心类型，以及强度，对其活性、选择性、甚至寿命，都有着十分重要的作用。田部浩三曾系统的介绍了这一催化现象和对其进行实验测定的各种方法。特别是应用GC技术的气相酸碱物质的化学吸附法，在快速、准确、简便等方面，具有明显的优越性。 例如，当气体碱在酸性中心上吸附时，与强酸的结合将较在弱酸中心上更稳定，因此，随着温度的上升，吸附在后者上的碱性物质将优先的因热能激发而逸出。于是，在各种温度下逸出的吸附碱的份数，能够作为酸强度的量度；而从气相中所吸附的碱量，则作为表面酸度的量度；如果选择适当的吸附质，也有可能对表面Bronsted酸和 Lewis酸中心加以区分。4. 微型催化反应器技术 将微型催化反应器与GC相结合，提供了一个节省催化反应性能、动力学参数。特别是研究起始速度。中毒效应、催化剂失活等缓慢现象的手段。而且，它也容许方便地获得有关反应机律的情报。 笔者所给出的这种实验设计，可以按两种方式操作：一种是所谓的尾气技术，它与一般的连续流动法没有什么区别；一种是脉冲技术，它更能体现出GC法的优点。特别适合于在各种条件之下快速筛选和评价催化剂的情形。结合选择加氢催化剂的研制，我们曾有效地使用了环己烯、噻吩、异戊二烯模型化合物的微型脉冲催化反应研究法。考察了在许多催化剂上的活性、选择性，以及在某些工业催化剂上的吸附竞争性、反应机理，并计算了主要过程的反应活化能。在本文报道的装置上，还用类似方法研究了环戊二烯在各种类型催化剂上的选择加氢行为。 在非稳态脉冲条件下反应动力学的理论研究指出，只有在一级反应的情形中，或者在脉冲宽度远大于床层高度的条件之下，才能得到与连续流动法反应一致的结果。因此在进行动力学测量时，仔细的把握这一条件是十分重要的。5. 催化剂有效扩散系数的测定 质量传递作用，即扩散效应在使用多孔固体催化剂的工业过程中，对于产品的生产率有着巨大的影响。因此关于催化剂有效扩散性的测定是十分重要的。利用我们给出的装置，还可以按照另外一种途径进行这方面的研究。方法的基本点是在各种流速上，用测定非化学作用气体脉冲加宽的办法，来计算有效扩散系数。

讣 告　　中国共产党优秀党员，第三至八届全国人大代表，我国炼油催化应用科学的奠基人、石油化工技术自主创新的先行者、绿色化学的开拓者，2007年度国家最高科学技术奖获得者，中国科学院、中国工程院、第三世界科学院院士，中国石化集团公司科技委顾问，石油化工科学研究院原副院长、首席总工程师、学术委员会主任闵恩泽先生，因病于2016年3月7日5时5分在北京逝世，享年93岁。　　为沉痛悼念闵恩泽先生，拟定于2016年3月13日(星期日)上午在北京八宝山殡仪馆举行闵恩泽先生遗体告别仪式。闵恩泽院士陆婉珍院士和闵恩泽院士　　?闵恩泽院士的妻子是著名的分析科学家陆婉珍院士，为我国石化分析和石油化学事业做出了突出贡献。让我们悲痛的是，陆婉珍院士因病于2015年11月17日2时在北京逝世，享年92岁。陆婉珍同志是中国科学院院士，享受政府特殊津贴专家，全国妇联第五届执行委员，全国“三八红旗手”，中国石化集团公司科技委顾问，原石油化工科学研究院总工程师、教授级高级工程师。?　　闵恩泽院士生平　　闵恩泽，男，1924年2月出生，教授级高工，1980年当选为中国科学院院士，1994年当选为中国工程院院士，1993年当选为第三世界科学院院士，现为资深院士、中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院高级顾问。　　闵恩泽院士主要从事石油炼制催化剂制造技术领域研究，是我国炼油催化应用科学的奠基者，石油化工技术自主创新的先行者，绿色化学的开拓者，在国内外石油化工界享有崇高的声誉。　　六十年代初，他参加并指导完成了移动床催化裂化小球硅铝催化剂，流化床催化裂化微球硅铝催化剂，铂重整催化剂和固定床烯烃叠合磷酸硅藻土催化剂制备技术的消化吸收再创新和产业化，打破了国外技术封锁，满足了国家的急需，为我国炼油催化剂制造技术奠定了基础。　　七十年代，他指导开发成功的Y-7型低成本半合成分子筛催化剂获1985年国家科技进步奖二等奖，还开发成功了渣油催化裂化催化剂及其重要活性组分超稳Y型分子筛、稀土Y型分子筛，以及钼镍磷加氢精制催化剂，使我国炼油催化剂迎头赶上世界先进水平，并在多套工业装置推广应用，实现了我国炼油催化剂跨越式发展。　　八十年代以来，他从战略高度出发，重视基础研究，亲自组织指导了多项催化新材料，新反应工程和新反应的导向性基础研究工作，是我国石油化工技术创新的先行者。经过二十多年的努力，在一些领域已取得了重大突破。其中，他指导开发成功的ZRP分子筛被评为1995年中国十大科技成就之一，支撑了“重油裂解制取低碳烯烃新工艺(DCC)”的成功开发，满足了我国炼油工业的发展和油品升级换代的需要。　　他主持的“环境友好石油化工催化化学和反应工程”项目推动了我国绿色化学研究的广泛开展，“非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与集成”在国际上首次得到工业应用，获得2005年国家技术发明奖一等奖、2007年度国家最高科学技术奖。　　二十多年来，闵恩泽院士在国内外共申请发明专利205件，已授权140件(国外授权32件) 出版专著6部，发表论文233篇，其中SCI收录78篇 先后获得国家科技奖8项及全国科学大会先进工作者等荣誉称号。　　闵恩泽院士是德高望重的著名专家，为我国石油化工工业培养了大批科技人才，凝聚了产学研相结合的科技创新团队，并仍工作在科研第一线。　　相关新闻：　　首届“闵恩泽能源化工奖”获奖人员名单公布　　闵恩泽：催化剂之恩 泽被苍生——2007年度获奖人　　闵恩泽、吴征镒获2007国家最高科技奖　　2007感动中国人物揭晓 钱学森闵恩泽获奖(图)

新材料作为高新技术的基础和先导，应用范围非常广泛，是21世纪最重要和最具有发展潜力的领域。而新材料的研制与催化剂的使用是分不开的。大连化物所凝聚科学技术研究团队十几年的智慧和心血，研究的催化材料紫外拉曼光谱技术，破解了催化材料的若干关键技术难题，为突破国家建设急需、引领未来发展的关键材料和技术提供了重要技术支持。该成果也因此获得了2011年度国家自然科学二等奖。 　　催化材料紫外拉曼光谱技术研究的带头人李灿院士告诉记者，作为化学反应中不可替代的催化剂，贵金属在诸多领域发挥着重要的作用。但是稀缺资源的价格都很昂贵，这无疑是横亘在催化剂制造的一道难题。而紫外拉曼光谱技术正是破解这一难题的金钥匙。紫外拉曼光谱是一种无损伤、高灵敏度的测量技术，在物理、化学、生物学、矿物学、材料学、考古学和工业产品质量控制等领域中有着广泛的应用，是研究分子结构和组态、物质成分鉴定、结构分析的有力工具。 　　紫外拉曼光谱技术破解了世界催化材料发展瓶颈，解决了催化材料关键科学难题，实现了四大突破。一是利用紫外共振拉曼光谱技术解决了一系列重要分子筛材料中有关骨架金属活性中心的结构鉴定难题。建立了微孔和介孔分子筛骨架过渡金属杂原子活性中心鉴定的表征新方法，不仅可以大幅节约贵金属用量，而且单原子相对均一的催化环境有望实现化学反应的高选择性，减少副产物的出现，从而实现真正的绿色催化。 　　二是紫外拉曼光谱研究了金属氧化物催化材料表面物相结构问题，发现金属氧化物的表面与体相常常具有不同相结构，物相形成过程中表面和体相的相变表现不同步。在太阳能光催化材料研究中，发现表面物相结构和光催化活性有直接关联，提出了“表面异相结和异质结增强光催化活性”的概念。 　　三是发展了水热催化材料合成中的原位紫外拉曼光谱技术，观察到分子筛合成初期的分子碎片以及模板剂与分子碎片的相互作用形成的微孔结构，提出了分子筛初期形成的重要中间体决定最终分子筛结构的机理。他们的研究发展了表征催化材料的新方法，发现了催化材料合成的重要转化过程和活性中心中间物种，提出了催化材料合成的机理。 　　四是获得了具有与均相不对称催化相媲美的多相手性催化剂。该催化剂是一大类化合物——手性化合物的一种，而手性药物则是手性化合物中非常重要的一个分支。手性药物是指具有左旋或右旋对映体化学结构的单一对映体化合物，包括光学纯药品、光学纯农业化学品及其他光学纯产品与中间体。利用“手性”技术，人们可以有效地将药物中不起作用或有毒副作用的成分剔除，生产出具有单一定向结构的纯手性药物，从而让药物成分更纯，在治疗疾病时疗效更快、疗程更短。手性药物的研究目前已成为国际新药研究的新方向之一。在国际制药界，手性技术已被广泛应用到消化系统疾病、心血管疾病、癌症等领域新药研发中。 　　李灿院士告诉记者，1998年他们成功研制出我国第一台具有自主知识产权的紫外拉曼光谱仪，解决了国际拉曼光谱领域长期存在的荧光干扰问题，在国际上最早将其应用于催化及材料科学的研究。到2004年研究组研制成功紫外—可见全波段共振拉曼光谱议，使我国在拉曼光谱的催化表征研究走在世界前面。2008年，研究组与卓立汉光仪器公司合作，开始将紫外拉曼光谱仪产业化。2010年完成国家重大装备研制项目“深紫外拉曼光谱仪的研制”，获得世界上第一张激发波长低至177纳米的深紫外拉曼光谱。 　　李灿院士骄傲地告诉记者，在过去的10年间，紫外拉曼光谱已经在化学、物理和生命科学等诸多领域显示出巨大的优越性，成为一项重要的分子光谱技术。我国紫外拉曼光谱研究在国际上的领先地位，极大地促进了中国在这个领域的国际合作研究，大化所与国内外十余个研究机构实现技术合作。今后，紫外拉曼光谱仪技术在多家研究机构的推广应用，一定会有力推动我国新能源、节能环保、电动汽车、新材料等七大战略性新兴产业健康快速发展，一定会让更多的新材料、精细化工产业受益。

▼点击蓝字，关注麦克▼麦克仪器推出催化剂原位表征系统ICCS为多相催化剂研究助力原位直接评估反应条件对催化剂主要性能的影响麦克仪器公司推出了新的原位催化剂表征系统(ICCS)，原位直接评估反应条件对催化剂主要性能的影响。ICCS是Micromeritics公司和PID Eng&Tech公司的专业知识相结合的产物，PID Eng&Tech公司最近被Micromeritics公司收购，并以其微反应器和中试工厂技术而闻名。ICCS使研究人员能够有效地量化反应对定义催化剂参数(如活性中心数量)的影响,所得数据直接支持开发更有效的多相催化剂。 麦克仪器的化学吸附技术如程序升温分析和脉冲化学吸附在全球范围内应用逛逛。另一方面，MicroActivity Effi是一种高度自动化的催化剂筛选工具，用于测量工艺相关条件下的产率、转化率、选择性和催化剂再生。ICCS将化学吸附和程序升温技术(如TPR、TPO和TPD)与Microactivity Effi的现有功能相结合，从而可以对催化剂进行表征、测试，然后对其进行重新表征，以评估反应的影响。所有这些都是在严格控制的条件下进行的，没有受到外部环境污染的风险。 ICCS催化剂原位表征系统集成了用于全自动精确气体控制的质量流量控制器和用于去除冷凝蒸汽的冷阱。精确的热导检测器监测流入和流出样品反应器的气体浓度的变化。ICCS可以连接到任何微反应器，甚至是定制的反应器，以提供有关被测催化剂的重要信息。 当ICCS与Microactivity Effi直接相连时，ICCS可以进行原位化学吸附测试，可以对催化剂、催化剂载体和其他材料进行分析，不会有暴露在外部环境中的风险，因为不需要将样品从反应器中取出。这消除了大气气体和湿气污染的可能性，因为大气气体和湿气可能会损坏活性催化剂并损害数据完整性。程序升温实验，包括程序升温还原(TPR)、程序升温氧化(TPO)和程序升温脱附(TPD)，可以在大气压或高达20bar的压力(取决于相关筛选系统的额定压力)下进行，提供有关高压下催化剂氧化还原性能的重要信息。可以使用相同的样品对相同的材料进行多种表征。 欲了解更多ICCS信息请点击查看Micromeritics原位催化表征系统 (ICCS) 与 Microactivity EFFI关于麦克仪器公司麦克仪器公司是提供材料表征解决方案的全球领先厂商，在密度、比表面积及孔隙度、粒度及粒形、粉体表征、催化剂表征及工艺开发等五个核心领域拥有一流的仪器和应用技术。麦克仪器公司成立于1962年，总部位于美国佐治亚州诺克罗斯，在全球拥有400多名员工。公司同时具备丰富的科学知识库和一流内部生产制造，为石油加工、石化产品和催化剂、食品和制药等多个行业，以及下一代材料例如石墨烯、MOF材料、纳米催化剂和沸石等表征提供高性能产品。公司设有Particle Testing Authority（PTA）实验室,可提供商业测试服务。战略收购富瑞曼科技有限公司（Freeman Technology Ltd）和PID公司(PID Eng & Tech)，也反映公司一直致力于在粉体和催化等工业关键领域提供优化、集成的解决方案。设备咨询热线：400-860-5168转0677

Loyola大学研究人员考察麦克仪器的气体吸附仪和催化剂评价装置。 材料表征技术全球领导者麦克仪器（micromeritics），扩展了其用于多相催化剂测试的仪器组合，因此客户现在可以很容易地选择多个高效协同工作的系统来加速催化剂开发。麦克仪器的研究级气体吸附仪ASAP2020和全自动实验室催化剂评价装置Microactivity Effi,为目前流行且强大的组合。ASAP2020用于定量活性催化剂和载体的主要物性，Effi可用于相关条件过程的催化剂评价，来自Universidad Loyola (Seville, Spain)的Dr Manuel Antonio Díaz Pérez是使用这一双仪器解决方案进行高效催化剂研究的最新客户之一。 “当谈到建立我们的新实验室时，我毫不犹豫地直接去麦克仪器公司复制了一套在以前的工作中证明对我有价值的测试设备，” Díaz Pérez博士 表示，“EFFI是非常有效和高度可靠的。硬件稳定，软件直观，如果您需要，更换部件非常容易。我对ASAP 2020的体验主要是为了物理吸附来研究表面积和孔隙率，这是任何多相催化剂都需要的性能表征。展望未来，我希望投资于Micromeritics的更多设备，以进一步增强我们的研究能力。他们提供的一系列设备可得到丰富的相关和有用的数据，可加快催化剂的开发。” Díaz Pérez博士在University of Loyola工程系内建立一个新的实验室，以开发解决特定环境问题的新材料。研究课题包括将生物燃料转化为大宗化学构件的催化剂和二氧化碳的吸附剂。ASAP2020气体吸附仪为物理吸附加化学吸附配置，采用体积法分析催化剂的表面积，孔容和孔径分布，这些参数定义了反应物和产品进出活性催化剂位点的难易程度，帮助研究者在分子级别优化反应环境。Effi催化剂评价装置可用于研究催化剂活性、选择性、产率和典型条件下的失活，可得到动力学数据和合适的催化剂再生条件。 “高质量、可靠的分析设备是一项值得投资的项目，” Díaz Pérez博士表示 “这对实验室的日常运行和生产力有很大影响。麦克仪器的产品非常好用，该公司在具体分析和应用方面提供快速有效的帮助。我相信我们购买的新仪器将对我们正在进行的研究做出重要贡献。” Micromeritics Microactivity Effi 催化剂评价装置 Micromeritics ASAP 2020 Plus 气体吸附仪关于麦克仪器麦克仪器公司是提供材料表征解决方案的全球领先厂商，在密度、比表面积及孔隙度、粒度及粒形、粉体表征、催化剂表征及工艺开发等五个核心领域拥有一流的仪器和应用技术。麦克仪器公司成立于1962年，总部位于美国佐治亚州诺克罗斯，在全球拥有400多名员工。同时具备丰富的科学知识库和一流内部生产制造， 麦克仪器公司产品覆盖了石油加工、石化产品和催化剂、食品和制药等多个行业，以及为下一代材料例如石墨烯、MOF材料、纳米催化剂和沸石等提供最前沿的表征技术。在Particulate Systems旗下，麦克仪器公司发现并商业化独特和创新的材料表征技术，对核心产品线进行补充。商业测试实验室–Particle Testing Authority (PTA)实验室可提供表征分析测试服务。战略收购富瑞曼科技有限公司（Freeman Technology Ltd）和PID公司(PID Eng & Tech)，也反映公司一直致力于在粉体和催化等工业关键领域提供优化、集成的解决方案。仪器咨询：400-860-5168转0677

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 氮氧化合物是最主要的大气污染物之一，如何“减排”至关重要，工业上称之为脱硝。但是，目前广泛的SCR脱硝法存在一处“软肋”：在450-523K的中低温区间，哪怕废气中存在一丁点儿的二氧化硫，都会导致催化剂失效。浙江大学材料科学与工程学院教授王勇和杨杭生研究团队通过原位环境电子显微技术，首次在原子尺度实时观察到了脱硝反应过程中催化剂的动态行为，解码了催化剂中毒的微观机理，在此基础上成功设计制备出一种新型催化剂，它能在低温下持续、稳定、高效地脱硝，达到了准工业级水平。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) font-size: 16px " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) font-size: 16px text-indent: 2em " 看——把烟囱“搬”进显微镜 /span /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 氮气是空气的主要成分，在工业上，通常有燃烧的地方就有氮氧化合物产生。这是一类对人类很不友好的气体，可引起光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏等环境问题，也是人类健康的威胁因素，人们一直在想办法去掉它们，保护大气。上世纪八十年代，选择催化还原技术（SCR）开始用于工业现场，对于火电厂等产生的高温废气，它们有着优秀的脱硝能力，但对于钢铁、陶瓷、玻璃等工业过程中产生的中低温尾气，它们却束手无策。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 科学界称催化剂失效的现象为“中毒”。低温工业尾气净化往往先脱硫，再脱硝，在脱硫阶段残余的二氧化硫会严重影响脱硝阶段的成效。催化剂为何中毒？科学家希望通过电子显微镜在原子尺度观察“中毒”现象，帮助它们认识其深层机理。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 研究团队在球差校正透射电镜里构建了一个人工“烟囱”，里面的气压和温度与真实工业线保持一致。“这里模拟了工业线上的脱硝环境，在原子层级实时呈现催化剂的‘中毒’过程。”王勇说。通过实验，科研人员得到了世界上第一张原子分辨级的催化剂中毒照片。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 在催化剂氧化铈晶体的部分表面，我们看到它的晶格结构已经模糊，二氧化硫与催化剂反应形成硫酸盐颗粒，表面覆盖累积，形成许多不均匀的小凸起。“正是这些凸起遮蔽了催化剂与废气的接触，束缚了催化效力的发挥。”王勇说。 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 299px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/a39f3b22-860e-4d0a-8ed1-fe370db5bcc3.jpg" title=" 在电子显微镜下可以看到，当氨气经过中毒的催化剂表面，沉积在氧化铈表面的硫酸盐凸起渐渐“消肿”.PNG" alt=" 在电子显微镜下可以看到，当氨气经过中毒的催化剂表面，沉积在氧化铈表面的硫酸盐凸起渐渐“消肿”.PNG" width=" 450" height=" 299" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" font-size: 16px " strong 在电子显微镜下可以看到，当氨气经过中毒的催化剂表面，沉积在氧化铈表面的硫酸盐凸起渐渐“消肿” /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 如何破解中毒难题？科学家在电子显微镜的“烟囱”里，继续探索催化剂“解毒”的过程。他们发现，当氨气经过中毒的催化剂表面，沉积在氧化铈表面的硫酸盐凸起渐渐“消肿”了，“这是催化剂的‘解毒’的过程。”杨杭生说，“‘消肿’后的催化剂，可以恢复催化能力。”“氨气本来是参与SCR催化反应的气体，通过原位电镜研究，我们意外的发现在合适的实验条件下氧化铈可以实现硫酸盐的沉积与分解的动态平衡，这个信息对我们“解毒”至关重要。”王勇补充说。 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" font-size: 16px " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 393px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/5b16ca19-0219-41c7-ac0e-99e84cd079d3.jpg" title=" 反应循环的建立确保硫酸盐的沉积与分解达到动态平衡.png" alt=" 反应循环的建立确保硫酸盐的沉积与分解达到动态平衡.png" width=" 450" height=" 393" border=" 0" vspace=" 0" / /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong span style=" font-size: 16px " 反应循环的建立确保硫酸盐的沉积与分解达到动态平衡 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" text-indent: 2em " 算——“白马”“黑马”最佳配比 /span /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 在脱硝催化剂领域，氧化锰是催化性能优异的“白马”，而氧化铈是表现一般的“黑马”。但是，“白马”容易受到二氧化硫的干扰，一遇到二氧化硫，其性能就直线下降。氧化铈虽然催化效力差氧化锰很远，但它自带的“解毒”本领，让科学家看到了它的潜力。王勇说，氧化铈能让硫酸盐的沉积与转化实现动态的平衡，这是其“解毒”机制的核心。“下一步是希望怎样把两者的优点结合，扬长避短。” /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 根据电子显微镜提供的信息，理论计算科学家通过第一性原理模拟，试图去寻找“白马”与“黑马”的最佳配比方案。这种复合催化剂的思路，该研究团队并不是第一个想到的。但他们发现，常见的混合方法容易在催化剂表面形成硫酸（氢）铵网络结构，导致氮氧化物和氨气分子无法靠近锰离子并与之发生反应，造成催化剂活性下降。 /span /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 334px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/ebd9855f-f73c-48d5-8d08-f935b9636cba.jpg" title=" 理论计算理解位阻效应.png" alt=" 理论计算理解位阻效应.png" width=" 450" height=" 334" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong span style=" font-size: 16px " 理论计算理解位阻效应 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " “通过原位环境透射技术的观察和第一理论计算，我们得到了一种全新的设计方案。”王勇介绍，这是一种新型的氧化铈、氧化锰复合催化剂，两者以全新的方式混合，形成一定的微观结构。“氧化锰颗粒形成团簇，分布于棒状的氧化铈晶体上，氧化锰团簇的尺寸在1纳米左右。”杨杭生补充道：“这些都是通过精密的理论计算得出的。” /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" font-size: 16px " 测 /span /strong /span span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" font-size: 16px " —— /span span style=" text-indent: 2em " 1000小时耐力测试 /span /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 新型的催化剂的“减排”能力究竟如何？需要有接近工业现场的实验验证。研究团队在实验室构建了一个仿真的烟气处理装置，新型催化剂在进行真实场景的考验。 /span /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 193px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/f0dad4cd-8d6c-4218-9ef4-2826072f4f45.jpg" title=" 持续稳定的抗中毒性能.png" alt=" 持续稳定的抗中毒性能.png" width=" 450" height=" 193" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong span style=" font-size: 16px " 持续稳定的抗中毒性能 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 在“起跑”的最初几个小时，传统的氧化锰催化剂与新型催化剂齐头并进，共同处于催化能力的高位。但不到24小时，氧化锰的催化能力锐减，迅速跌破“黑马”氧化铈的能力线。而新型催化剂则一路“笑到最后”，实验持续进行了1000小时，其能力线一直平稳的处于高位。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " “可以说，这种催化剂达到了准工业级的应用要求。”杨杭生说，这一氧化铈氧化锰的复合催化剂，解决了低温尾气持续高效净化的难题。在此之前，科学界曾尝试用添加“牺牲剂”的方法去消除二氧化硫的干扰，但王勇认为，牺牲剂虽然在短时间内能消除二氧化硫，但需要不断补充添加才能得以实现“抗毒”效果，否则将很快中毒失效，因此应用于工业现场并不现实。“我们的方法是既维持了硫酸盐的沉积与转化的动态平衡，又保持了催化剂的高效催化。” /span /p

在温暖的春日，莱驰科技(Retsch Technology)海外销售经理Joerg Westman先生来到了中国石化石油化工科学研究院（以下简称石科院），回访粒度仪的老用户。石科院是中国石化直属的石油炼制与石油化工综合性科学技术研究开发机构，创建于1956年，以石油炼制技术的开发和应用为主，注重油化结合，兼顾相关石油化工技术的研发。石科院主导开发了催化裂化、铂重整、延迟焦化、尿素脱蜡和催化剂、添加剂的研制生产，被誉为中国炼油史上的“五朵金花”，是实现中国现代炼油技术从无到有的标志。今天我们来到的就是催化裂化催化剂研究室。催化裂化催化剂研究室主要研究催化裂化催化剂，催化裂化催化剂是粒径分布范围主要在20-100um的微球颗粒。催化剂的圆整程度直接影响催化剂流化性能、耐磨损强度等性能，是催化剂重要物性指标之一。 实验要求：实验提供了两种催化裂化催化剂样品，要求使用Retsch Technology（莱驰科技）的动态图像法粒度粒形分析仪CAMSIZER XT对两种样品进行形貌识别，区分出形貌差异。 测试仪器：Camsizer XT采用ISO 13322-2动态图像法原理检测颗粒的粒度分布，独家专利的双CCD镜头设计，能够检测1um-3mm的颗粒粒度与形貌特征。130万像素的高速摄像镜头每秒钟可以采集高达275张照片。检测结果实时显示，单次检测时间仅需1~3min。 样品形貌对比：显微镜照片看到的样品B和样品D的形貌外观相近，见下图。样品B 样品D 图中可以看出，样品D的形貌分布曲线明显区别于样品B，意味着样品D具有更好的球形度，总体形貌更加规则。催化剂球形度随粒径增大而变化的趋势 莱驰科技海外销售经理Joerg Westmann先生与石科院催化裂化催化剂研究室的郭瑶庆老师合影 德国莱驰科技动态图像法粒度粒形分析仪能够完美地表征微球类催化剂的形貌，定量检测催化剂的球形度等形貌信息，单次检测时间仅需1~3min。 参考文献（References）：1 郭瑶庆，朱玉霞，张连荣，蔡智. 催化裂化催化剂的粒度分析误差与校正.中国石油学会石油炼制学术年会，2005

p 　　有机催化法脱硫脱硝原理： /p p 　　有机催化法脱硫是利用有机催化剂L中的分子片段与亚硫酸结合形成稳定的共价化合物，有效地抑制不稳定的亚硫酸的逆向分解，并促进它们被持续氧化成硫酸，催化剂随即与之分离。生成的硫酸在塔底与加入的碱性物质如氨水等快速生成高品质的硫酸铵化肥，其反应原理和过程与工业硫酸铵化肥的生产相似。 /p p 　　脱硝与脱硫原理相类似，当加入强氧化剂时，NO转化为易溶于水的高价氮氧化物生成亚硝酸。有机催化剂促进它们被持续氧化成硝酸，随即与之分离。加入碱性中和剂后可制成硝酸铵化肥。 /p p 　　该工艺流程： /p p 　　焦炉烟气先经过臭氧氧化，烟气温度小于150℃，然后进入脱硫塔，烟气中的SO2和NOx溶解在水里分别生成H2SO3和HNO2。有机催化剂捕捉以上两种不稳定物质后形成稳定的络合物L?H2SO3和L?HNO2，并促使它们被持续氧化成H2SO4和HNO3，催化剂随即与之分离。生成的H2SO4和HNO3很容易被碱性溶液吸收，这样就在一个吸收塔内同时完成了脱硫和脱硝，该工艺采用氨水做吸收剂，涤后的烟气通过填料层、二级除雾器除去水滴后，回送至焦炉烟囱直接排放至大气。 /p p 　　该工艺主要由以下系统组成： /p p 　　烟气系统：由焦炉引出焦炉烟气，经过化肥液体及喷水降温，由200℃降低到150℃以下，以适应臭氧反应温度低于150℃的要求。 /p p 　　吸收系统：烟气自下而上进入吸收塔，循环浆液自上而下喷淋，烟气和循环浆液直接接触，完成捕捉过程，处理后的洁净气体经过除雾器除雾后，排至烟囱。 /p p 　　脱硝氧化系统：脱硝氧化系统提供能氧化NO气体的氧化剂——臭氧。臭氧经过烟道内混合器后与烟气中的NO充分混合，将其氧化成易溶解的氮氧化物，进入吸收塔后被吸收得以去除。 /p p 　　盐液分离及化肥回收系统：吸收塔里浆液化肥浓度达到30%左右时，开启浆液排出泵，将其送入过滤器，分离出其中的灰尘。然后浆液进入分离器，将有机催化剂和盐液分开。催化剂返回吸收系统循环利用，盐液则进入化肥回收系统。 /p p 　　催化剂供给系统：捕捉浆液中不稳定的H2SO3和HNO2后形成稳定的络合物，在氧化空气下被持续氧化成H2SO4和H2NO3，被碱性溶液吸收，生成硫酸铵和硝酸铵。 /p p 　　该工艺主要特点： /p p 　　1)脱硫效率& gt 99%，脱硝效率& gt 85%，氨回收利用率& gt 99.0% 通过增加催化剂，提高亚硫酸铵的氧化效率，运行pH值低于氨法脱硫，能有效抑制氨的逃逸，氨逃逸率& lt 1%。 /p p 　　2)在同一系统中可同时实现脱硫、脱硝、脱重金属汞、二次除尘等多种烟气减排效果 整个过程无废水和废渣排放，不产生二次污染，同时净烟气中NH3含量小于8mg/Nm。 /p p 　　3)对烟气硫分适应强，可用于150-10000mg/Nm3甚至更高的硫分，因此，可使用高硫煤降低成本 对烟气条件的波动性有较强的适应能力。 /p p 　　4)可实现焦炉烟气低温脱硝，减少对设备的腐蚀 副产品硫铵质量达标，且稳定。 /p

各有关单位：由中国工业环保促进会组织起草的《催化裂化及催化重整装置催化剂碳含量的测定元素分析仪法》团体标准已完成征求意见稿编制工作。为使标准具有科学性、先进性和适用性，现公开征求意见，欢迎社会各界对标准内容提出建议和意见。请各单位于2024年1月16日之前将征求意见表（附件1）以电子邮件形式反馈至我会。 联系人： 梁缙联系电话：18601248576邮箱地址：liangjin@ciep.org.cn 中国工业环保促进会2023年12月17日附件1：附件1. CIEP团标征求意见表.doc附件2：标准文本——催化裂化及催化重整装置催化剂碳含量的测定元素分析仪法 讨论稿-第二版.docx附件3：编制说明——催化裂化及催化重整装置催化剂碳含量的测定元素分析仪法 讨论稿-第二版.docx

石油化工废催化剂中往往含有一些有毒成分，主要是重金属和挥发性有机物，具有很大的环境风险。此外，废催化剂中有较高含量的贵金属或其他有价金属，可作为二次资源回收利用。因此，对于石油化工废催化剂的检测尤为重要。以石油化工废催化剂钴的测定为例，根据HG 5588-2019，用原子吸收分光光度法，其测定原理为：用原子吸收分光光度计，使用空气-乙炔火焰，于波长240.7nm处测定试料溶液中的氧化钴，用工作曲线法定量。主要步骤为：1、标准曲线的绘制。取5只50mL容量瓶，采用10ml规格的opus电子瓶口分配器，stepper模式设置4个体积分别为1、2、3、4mL，然后按分液键，将储备液（500μg/mL）分别加入4个容量瓶中（剩一个不加），然后定容，对应标准溶液中氧化钴的浓度分别为0、1、2、3、4μg/mL。按仪器工作条件，用空气-乙炔火焰，以不加氧化钴标准溶液的空白溶液调零，于波长240.7nm处测定溶液的吸光度。以氧化钴的浓度（单位为微克每毫升）为横坐标，氧化钴的吸光度值为纵坐标，绘制工作曲线或计算出线性回归方程。2、测定。量取一定量的试料溶液(5-10mL)，置于50mL容量瓶中，再用瓶口分配器加入1mL盐酸溶液，用水稀释至刻度，摇匀。从工作曲线上查得或通过线性回归方程计算出被测溶液中氧化钴的浓度。 3、数据处理。计算氧化钴(Co0)质量分数：取平行测定结果的算术平均值为测定结果，平行测定结果的绝对差值应不大于0.20％。赫施曼的瓶口分配器是采用阶梯式量程原理，操作简单舒适、无人为误差。可代替量筒、刻度移液管，可便捷、安全地进行0.2-60ml的液体移取，带安全阀的ceramus型可应对盐酸、硝酸等易挥发、腐蚀性较强的特殊试剂。 赫施曼的10ml的opus电子瓶口分配器分辨率可达微升，不仅可用于常规的等体积分液，一次装液还可完成10个不同体积的连续分液，可用于毫升级的母液添加；大体积的型号可代替烧杯、玻璃棒，用于稀释液的快速、准确地添加，非常适合做标准曲线和毫升级大批量灌装。

过渡金属(氧)氢氧化物是一种很有前途的析氧反应电催化剂。通过离子插入氧化还原反应，这些材料的性质随外加电压动态非均匀地变化，将开路条件下不活跃的材料转化为反应过程中的活性电催化剂。因此，催化状态始终就是非平衡态，这就使得直接观察催化剂的形貌变得异常复杂。析氧反应被认为是电解水制氢工艺的效率瓶颈，因为它需要相当大的应用过电位。因而提高OER的效率对于实现基于氢气生成和存储的闭环清洁能源基础设施至关重要。这将需要开发改进的过渡金属基电催化剂，直接确定材料性能的变化如何影响操作中的反应性。有鉴于此，斯坦福大学的J. Tyler Mefford和William C. Chueh教授等利用一套相关的扫描探针和X射线显微镜技术，建立了β-Co(OH)2单晶片状材料的化学物理性质、纳米级电子结构与析氧活性之间的联系。在预催化电压下，钴的氧化态为+2.5，氢氧根插层形成类似α-CoO2H1.50.5 H2O结构。在增加电压驱动氧进化，层间水和质子脱插形成收缩的β-CoOOH粒子，包含Co3+物种。虽然这些转变表现出非均匀的粒子的大部分，电化学电流主要限制在他们的边缘面位。观察到的Tafel行为与这些反应边缘位置的Co3+的局部浓度相关，表明了大块离子插入和表面催化活性之间的联系。原位电镜表征OER催化剂图1.β-Co(OH)2的质量负荷和扫描速率依赖的电化学研究作者发展了一套扫描探针和X射线显微镜联合技术，深入研究了β-Co(OH)2单晶片状材料与析氧活性之间的构效关系，单晶片的基面{0001}面约为1~2 μm宽，边缘{1010}面约为50~75 nm厚，图b~c展现了其形貌特征，这些粒子表现出两个典型的部分氧化还原特征—阳极电压的增加（E1=1.20 V，E2=1.55 V），分别对应于Co(OH)2 到CoOOH和CoOOH到CoO2的动态转化。在催化初始电压下，粒子膨胀形成α-CoO2H1.50.5 H2O状结构(通过氢氧根插层产生)，其中钴的氧化态为+2.5。在增加电压驱动氧的析出时，层间水和质子脱插，形成含有Co3+的收缩状β-CoOOH粒子。尽管这些转变在大部分粒子中均表现出不均匀性，但电化学电流主要受限于其边缘面。观察到的Tafel行为与这些反应性边缘位点处Co3+的局部浓度相关，这说明了大量离子插入与表面催化活性之间的联系。图2.扫描电化学电池显微镜表征β-Co(OH)2颗粒体氧化还原转化和OER活性研究者使用扫描电化学电池显微镜（SECCM）直接绘制了OER电流图，其空间分辨率由纳米移液器吸头的直径确定（dtip = 440 nm）。扫描模式下，在1.87 V下进行计时电流分析，同时对移液器进行线性连续扫描（横向平移速率= 30 nm s-1）。通过保持弯液面和表面之间的恒定接触，可以同时进行形貌（高度）和电化学活性（电流）测量。结果表明，颗粒边缘面主导着整个系统的电化学反应性。仅当移液器在粒子的边缘面时才观察到电流，而当移液器位于基面内时未观察到电流。跳跃模式下观察到的结果与扫描模式类似。在该催化体系中，不同面的催化活性可以通过离子(去)插层反应特性来合理化解释。可移动的电荷补偿离子被限制在CoO2层间的夹层通道中。在层状β-Co(OH)2的逐步氧化过程中，离子(去)插层反应在边缘平面处（与电解质接触的区域）变得容易。相反，在CoO2层中不存在扩展缺陷的情况下，离子在方向上的移动受到限制，这阻止了基面充当大量氧化还原转化反应的反应位点。这也解释了内部Co原子缺乏活性的原因。图3 原位电化学原子力显微镜表征β-Co(OH)2粒子使用电化学原子力显微镜（EC-AFM）在0.1 M KOH中在约10 nm的空间分辨率下测量了颗粒形态随电压的变化。并利用原位扫描透射X射线显微镜(STXM)在约50 nm分辨率下表征了β-Co(OH)2粒子Co的氧化态。研究表明，在催化初始电压下，粒子膨胀形成α-CoO2H1.50.5H2O状结构(通过氢氧根插层产生)，其中钴的氧化态为+2.5。在增加电压驱动氧的析出时，层间水和质子脱插，形成含有Co3+的收缩状β-CoOOH粒子。尽管这些转变在大部分粒子中均表现出不均匀性，但电化学电流主要受限于其边缘面。图4 原位扫描透射X射线显微镜表征β-Co(OH)2粒子原位扫描透射X射线显微镜实验结果表明，XAS反应的可逆电压, n1 = 0.54 ± 0.04 e−at E 1′ = 1.14 ± 0.03 V and n2 = 0.46 ± 0.04 e− at E′2= 1.58 ± 0.03 V。推导出的可逆电压与STXM电池中的氧化还原峰(图4d)、RDE实验(图1d)、EC-AFM和EQCM结果6(图3c)非常一致；此外，各反应过程中转移的电子数与我们的EQCM结果相吻合。研究发现了Tafel行为与这些反应性边缘位点处Co3+的局部浓度密切相关。综合上述表征结果，可以证实，Co3+（β-CoOOH）是OER的真正活性位点（或限速步骤的反应物状态）。研究意义1、原位电镜揭示催化剂构效关系：使用相关原位电镜来揭示了能量转换材料的局部物理化学特性和电子结构如何控制其电化学响应。2、揭示边缘位Co3+活性位点浓度的重要性：在CoOxHy系统中，氢氧根离子(去)插层反应通过控制OER过电位和反应边面上电压依赖的Co3+活性位点浓度之间的关系来影响表面催化活性。3、启示如何提高层状氧化物OER活性：调整离子插入的热力学的策略以及通过表面吸附能的方法。电化学原位实验电化学控制在EC-AFM, EQCM和操作STXM期间使用SP-300恒电位器(BioLogic)进行。旋转圆盘电化学(RDE)和紫外-可见光谱电化学使用VSP-300恒电位仪(Biologic)。使用如下所述的自制仪器进行SECCM电化学操作。所有电压都参考了可逆氢电极(RHE)，其中每个实验的参考电极的RHE电位在测试前在0.1 M KOH中与大块RHE电极(Hydroflex氢参考电极，eDAQ)进行了标准化。底物电极的制备是通过滴注3 ml的β-Co(OH)2油墨，其中含有2mg的β-Co(OH)2粒子在2ml四氢呋喃中，在新清洁的GC板上(HTWGermany)。让油墨在GC表面干燥后，用干净的PDMS块轻轻压印dropcast区域，以去除聚集的颗粒。然后，在制备的衬底上覆盖一层薄薄的十二烷。使用FE-SEM(GeminiSEM, ZEISS)进行表征。探针(针尖)具有~400 nm的扫描模和~440 nm的跳模，同时确保足够的空间分辨率，在如上所述制备微管后，两通道均充满0.1 M KOH，并配备准参比对电极(QRCE 例如，镀有AgCl的银线)。用于询问S5衬底工作电极的半月板(液滴)细胞在充满的微管探针的末端自然形成。将制备的微移液管和基板分别安装在z-压电定位器上，用于三维空间的纳米级移位。在整个扫描过程中，离子被持续监测(使用自制的电流放大器)，并作为反馈信号来精确地将半月板(液滴)电池定位到衬底电极上。参考文献：J. Tyler Mefford et al. Correlative operando microscopy ofoxygenevolution electrocatalysts. Nature, 2021, 593, 67-73DOI: 10.1038/s41586-021-03454-xhttps://doi.org/10.1038/s41586-021-03454-x

Vanta XRF分析仪 应用于汽车催化剂回收行业首先，我们有必要先简要介绍一下汽车催化转化器（Car Catalyst或Car Cat）的功能。这些转化器的目的是减少汽车尾气排放到大气中的污染物。汽车催化转化器是一个蜂窝状圆柱体，有一层铂（Pt）、钯（Pd）和铑（Rh），也称为铂族金属（PGMs），以不同的含量附着在其表面。汽车尾气中未燃烧的残留物，如一氧化碳（CO）、碳氢化合物（CH）或氮氧化物（NO）等，经过附有铂族金属的蜂窝状圆柱体，被尾气中的氧气氧化并被中和。近50年来，汽车催化剂已经成为内燃机汽车不可缺少的一部分。汽车催化剂的平均寿命取决于几个因素，如燃料的质量和发动机的体积，但它通常可以维持100,000公里（约62,000英里）。通过对汽车催化剂的合理处理，我们可以为其中的铂族金属提供第二次生命。通过分类和适当处理废弃的催化剂，铂族金属可以被回收并在未来的生产中重复使用。目前，这些再加工铂族金属占催化剂总产量的40%左右，但仍不能满足日益增长的市场需求。目前，汽车催化剂回收不仅在经济上有利可图，也是世界经济发展趋势和环境标准所预测的必然。含有贵金属供循环利用的汽车催化转化器铂和钯是中和有害排放物最有效的两种元素。虽然除了汽车制造外，铂、钯还被用于许多行业——比如珠宝生产——但如今生产的90%的铂、钯都用于汽车催化剂的生产。随着新燃料标准（China VI， Tier 3， Euro 6d， Bharat 6）的采用，可以肯定地说，在未来几年，铂族金属的需求将会增长。因此，汽车催化剂回收有很大的市场前景。另外一个重要的事实是，从环境的角度来看，回收用过的汽车催化剂比通过采矿提取铂族金属的危害要小得多。更不用说，钯在一般是矿物加工厂的副产品，其提取效率很低。Vanta如何协助回收汽车催化剂?从采矿和废料加工行业引进的X射线荧光（XRF）测试方法已被证明可以完全胜任汽车催化剂的回收工作。如果不使用特殊设备，是不可能快速确定汽车催化剂中铂族金属的含量的，这为回收过程带来麻烦。而奥林巴斯便携式XRF分析仪Vanta可以在几秒内为用户提供待回收催化剂中的铂、铑和钯的含量。使用Vanta分析仪，可以对汽车催化剂进行分类，从而以较佳方式提取铂族金属并为回收确定一个合理的价格。Vanta分析仪可以与研磨机、搅拌机和秤等一起使用，是汽车催化剂回收必备的工具。Vanta分析仪可以分析的元素范围是从镁（Mg）到铀（U）（元素周期表的顺序），同时显示多达45个元素。当然，对于汽车催化剂回收来说，感兴趣的元素种类要少得多：铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh）、钽（Ta）、铈（Ce）、硒（Se）、钨（W）、硅（Si）、铅（Pb）、锆（Zr）、钌（Ru）、镧（La）、镍（Ni）和硫（S）。所有这些元素都是优先考虑的，并包含在Vanta为该应用定制的Car Catalyst方法中。然而，你仍然可以分析从镁（Mg）到铀（U）范围内的其他元素。随着汽车催化剂回收业务的持续增长，试图以尽可能高的价格出售废旧汽车催化剂的诈骗者数量也在增加。提高汽车催化剂价值最常见的方法是增加含铅（Pb）的添加剂。还有更复杂的欺骗方法，比如在混合物中加入钽（Ta）或硒（Se）来模拟XRF光谱上的铂（Pt）峰。错误也可能在没有恶意的情况下发生——例如，带有非专业校准的pXRF很容易将柴油微粒过滤器（DPF）中的钨（W）误认为铂（Pt）——这种情况非常常见。Vanta分析仪可以帮助避免这种混淆，它独特的校准有助于防止此类欺诈或错误的发生。如何从催化转化器中制备样品，以获得准确和有代表性的结果?汽车催化剂块样本以及该样本的初步Pd含量（ppm）样品制备是XRF分析的重要组成部分。90%的XRF误差与样品制备有关。在汽车催化剂回收领域，通常需要处理两种类型的样品：块状蜂窝状样品（整体或分体）和粉末样品。蜂窝结构表面上涂附的铂族金属常常不均匀（图2），所以这样的样本只能提供一个初步测试结果，可以利用该结果对汽车催化剂进行简单分类或者识别那些铂族金属已经被移除的“空汽车催化剂”，特别是当回收小批量汽车催化剂的时候。为了对汽车催化剂进行分类以供后续提纯或大批量生产，需要额外的样品制备步骤以获得有代表性的结果。一般来说，我们建议以下方法：1) 按类型进行粗分类2) 每一类分别粉碎（重要的是要使颗粒大小分布尽可能均匀）3) 均质化4) 取样（如果需要，可以使用压机）另外，必要时也需要密切监测湿度。超过10%的湿度波动会极大地影响分析的准确性。样品获得后，要做3-5次测试，然后取平均值。如果在样品制备阶段没有发生错误，则应该有一个4ppm-31ppm左右的平均误差。不同的Vanta型号有什么区别？奥林巴斯为汽车催化剂回收提供了多种Vanta型号。它们之间的主要区别是分析速度、灵敏度和轻元素（镁（Mg）、铝（Al）、硅（Si）、磷（P）和硫（S）的检测能力。Vanta L分析仪是一种经济型催化剂分类设备。该设备配备了PIN探测器，所以它无法探测到比钛轻的元素。Vanta L分析仪的平均分析时间约为40-60秒。Vanta C和M分析仪是采用硅漂移探测器（SDD）技术的器件，能够检测轻元素，这将有助于确定碳化硅（SiC）的含量以及控制其含硫（S）量。在这些设备上的平均测试时间约为15-20秒，工作效率是配置PIN检测器设备的3倍。表中Pd（单位为ppm）的结果和误差显示了这种差异。Vanta M分析仪5秒测试的测量结果与Vanta L分析仪60秒测试的结果接近。Vanta L分析仪和Vanta M分析仪对Pd的检测结果和误差比较Vanta有哪些特性适合汽车催化剂回收?首先值得一提的是校准的稳定性和结果的重复性。很难相信这些结果来自便携式XRF。此外，基于Axon专利技术，每一台Vanta分析仪之间都能保证较高的重复性。这对市场的大型参与者来说尤其有利。此外，它还提供了使用“用户因子”来调整设备以适应不同催化剂基质，就像你去另一个时区旅行时，只要改变时钟就可以了。钨靶材和银靶材X射线管都是汽车催化剂分析的较佳选择。因为使用铑靶材X射线管时，光谱上会出现相应的特征峰。另外，Vanta分析仪测量窗口的大小是很重要的。大窗口能够分析一个大的表面积，从而提高准确性。回收催化剂是一个粉尘非常大的过程，因此IP55防尘防潮是明显有利的。Vanta系列主线的3年保修期也是一个显著优势。Vanta工作站对于生产过程，客户可以使用奥林巴斯XRF工作站（图3），这将Vanta变成一个成熟的台式XRF，便于固定使用。Vanta也符合工业4.0，可以进行网络连接和并打印报告，可以将数据直接从设备发送到ERP系统，而无需用户干预。此功能有助于让工作更加可控。随着汽车催化剂回收市场的快速增长，提纯工厂将收紧对来料的要求。在计算来料成本时，碳化硅（SiC）和硫（S）的含量将会越来越重要。因此，带有硅漂移探测器（SDD）和X射线粉末衍射仪（XRD）将越来越受欢迎。例如奥林巴斯Terra Ⅱ X射线衍射分析仪，不仅可以定量估计碳化硅（SiC）含量，还可以确定其特定相。在未来，随着奥林巴斯科学云3.0（Olympus Scientific Cloud 3.0）的开放和优化，我们能够为汽车催化剂回收者提供的不仅仅是一个测量工具，更是一个基于云进行计算和测试的生态系统，这对许多小型参与者来说可能是成功的关键。

美国麻省理工学院研究人员通过模拟光合作用，即植物用来生产糖分的光驱动过程，设计了一种可以吸收光并用光来驱动各种化学反应的新型光催化剂。该研究成果15日发表在《化学》杂志上。　　这种新型催化剂被称为生物混合光催化剂，其含有一种采光蛋白，可吸收光并将能量转移到含金属的催化剂上。然后，这种催化剂利用能量进行反应，这些反应可用于合成药物或将废物转化为生物燃料及其他有用的化合物。　　研究资深作者、麻省理工学院化学副教授加布里埃拉施劳-科恩表示，光催化可使药物、农用化学品和燃料合成更加高效和环保。研究表明，新型光催化剂可显著提高他们尝试的化学反应的产量，且与现有的光催化剂不同，新催化剂可吸收所有波长的光。　　在之前进行的关于光催化剂的工作中，研究人员使用一种分子来进行光吸收和催化。该方法有局限性，因为大多数使用的催化剂只能吸收某些波长的光。为了创建新催化剂，研究人员模拟光合作用并将两种不同的元素结合起来：一种用于采集光，另一种用于催化化学反应。对于光采集部分，他们使用了一种在红藻中发现的被称为R-植物红素的蛋白质。他们将这种蛋白质连接到含钌催化剂上，该催化剂以前曾被单独用于光催化。　　联合展开研究的普林斯顿大学团队测试了催化剂在两种不同类型的化学反应中的性能。一种是硫醇—烯偶联，将硫醇和烯烃连接起来形成硫醚，另一种是肽偶联后用甲基取代剩余的硫醇基团。　　普林斯顿团队的研究表明，与单独的钌光催化剂相比，新的生物混合催化剂可将这些反应产量提高十倍。他们还发现，这些反应可在红光照射下发生，这是现有光催化剂难以实现的，其对组织的破坏更小，因此有可能用于生物系统。　　研究人员说，这种改进的光催化剂可被纳入上述两种反应的化学过程中。硫醇—烯偶联可用于创建蛋白质成像、传感、药物输送和生物分子稳定性所需的化合物。例如，它可用于合成脂肽，使新设计的抗原疫苗更容易被吸收。研究人员测试的另一种反应是西苯脱硫，它在肽合成中有许多应用，包括可用于生产艾滋病治疗药物恩夫韦地。　　这种类型的光催化剂还可用于驱动一种被称为木质素解聚的反应，有助于从木材或其他难以分解的植物材料中产生生物燃料。

p 　　催化在化工、能源、环境、材料、生物、制药、分析等领域被广泛应用。催化研究涵盖的领域更是包括了能源催化、环境催化、工业催化、电化学催化、化学合成催化、光催化、单原子催化等领域。90%以上的化学化工工程都是催化反应过程，因此，催化剂的表征与评价研究与应用具有重大的意义。 /p p span 　　 /span 催化剂的表征涉及多种表征技术，如低温物理吸附技术、电镜技术、热分析技术、程序升温分析技术、多晶x射线衍射技术、电子能谱法、分子光谱技术、紫外漫反射光谱技术、核磁共振技术、电子顺磁共振技术、原位技术等。 /p p style=" text-align: center " 常见催化剂表征方法及对应的催化剂特性 /p table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" style=" border-collapse:collapse border:none" align=" center" tbody tr style=" height:18px" class=" firstRow" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 表征方法 /span /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 催化剂特性 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/37.html" target=" _self" span style=" font-family:宋体" 原子吸收光谱 /span /a /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 总组成、表面组成 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/519.html" target=" _self" span style=" font-family:宋体" 俄歇电子谱 /span /a /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 表面组成 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/191.html" target=" _self" span style=" font-family:宋体" 比表面分析 /span /a /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 表面积 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/523.html" target=" _self" span style=" font-family:宋体" 化学吸附 /span /a /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 分散度、酸性 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/72.html" target=" _self" span style=" font-family:宋体" 电子探针微区分析 /span /a /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 各组分分布 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 扩展 span X /span 光吸收精细结构分析 /span /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 配位、价态 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/31.html" target=" _self" span style=" font-family:宋体" 红外光谱 /span /a /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 配位、价态、酸性 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 低能电子衍射 /span /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 表面结构 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/538.html" target=" _self" span style=" font-family:宋体" 压汞仪 /span /a /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 孔隙率 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/828.html" target=" _self" span style=" font-family:宋体" 穆斯堡尔谱 /span /a /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 配位、价态、分散度 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/43.html" target=" _self" span style=" font-family:宋体" 核磁共振 /span /a /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 配位、价态 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 物理吸附 /span /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 孔隙率 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/53.html" target=" _self" span style=" font-family:宋体" 扫描电镜 /span /a /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 晶粒尺寸和形状 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/518.html" target=" _self" span style=" font-family:宋体" 二次离子质谱 /span /a /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 表面组成 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p a href=" https://www.instrument.com.cn/list/sort/6.shtml" target=" _self" span style=" font-family:宋体" 热分析 /span /a /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p a href=" https://www.instrument.com.cn/list/sort/6.shtml" target=" _self" span style=" font-family:宋体" 物相性质 /span /a /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/1139.html" target=" _self" span style=" font-family:宋体" 透射电镜 /span /a /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 物相性质、晶粒尺寸和形状、各组分分布、分散度 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/35.html" target=" _self" span style=" font-family:宋体" 紫外吸收光谱 /span /a /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/35.html" target=" _self" span style=" font-family:宋体" 配位、价态 /span /a /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/70.html" target=" _self" span style=" font-family:宋体" X /span span style=" font-family:宋体" 光电子谱 /span /a /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 表面组成、电子能级 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/73.html" target=" _self" span style=" font-family:宋体" X /span span style=" font-family:宋体" 光衍射 /span /a /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 物相性质、分散度 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 257" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" X /span span style=" font-family:宋体" 荧光分析 /span /p /td td width=" 299" nowrap=" " valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" p span style=" font-family:宋体" 总组成 /span /p /td /tr /tbody /table p 　　 strong 相关快讯： /strong /p p 　　仪器信息网联合面向工业催化领域创新成果产业化的公共服务平台(2020年工信部批建)，将于2020年5月12日组织召开 a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/catalyst/" target=" _self" strong 首届“ /strong strong 催化剂表征与评价 /strong strong ”主题网络研讨会 /strong /a ，邀请业内著名催化研究学者、检测分析专家以及业界企业代表，针对催化研究应用及检测分析的前沿热点和关键技术进行探讨，为催化领域的研发应用与检测分析搭建交流平台，促进催化领域科研人员间的互动交流，促进我国催化领域的研究发展。 /p p span 　　 /span strong 报名方式: /strong /p p 　　点击下方免费报名链接: /p p 　　 a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/catalyst/" target=" _self" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/catalyst/ /a /p p style=" text-align: center " span style=" font-family:宋体" a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/catalyst/" target=" _self" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 213px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/3dcbfe01-9b13-417a-a47a-356647187b1f.jpg" title=" 1125_480.jpg" alt=" 1125_480.jpg" width=" 500" height=" 213" border=" 0" vspace=" 0" / /a /span /p p br/ /p

近日，北京化工研究院自主研发的新型BHL催化剂在中科炼化道达尔ADL环管聚乙烯工艺装置成功完成首次工业应用试验，综合性能全面超越进口同类催化剂。道达尔ADL工艺对催化剂性能要求高，此前均使用进口专利商催化剂。北化院针对道达尔ADL工艺，历时多年开发新型高性能钛系催化剂——BHL催化剂。试验过程中，中科炼化和北化院团队紧密合作，催化剂切换顺畅，生产过程平稳，以创纪录的16.5小时将各项产品参数调整合格。相对于进口催化剂，BHL催化剂活性提高10%~20%，氢调性能平稳，共聚性能提升10%以上，制得的聚合物颗粒形态良好、细粉更少，树脂产品达到优级标准。BHL催化剂工业应用试验的成功，标志着北化院研发的催化剂技术在国内淤浆聚乙烯工艺领域实现全覆盖。下一步，北化院将与中科炼化进一步深化产销研用合作，提升树脂产品质量，开发新型树脂产品，助力中科炼化降本增效，实现高质量发展。

烃基生物柴油（又称绿色柴油）是由废弃油脂等加氢脱氧而来的烃类物质，是绿色清洁燃料。工业上，实现废弃油脂加氢脱氧的催化剂主要是过渡金属硫化物。然而，硫元素易于流失，需要在催化反应中补充含硫化合物以维持催化剂活性，这导致生产成本增加、设备腐蚀和环境污染等问题。因此，开发高效而稳定的无硫催化剂对绿色柴油的规模化推广具有积极意义。当前，受限于无硫催化剂的长期稳定性差和催化效率低等原因，在工业应用中尚无能够替代金属硫化物的催化剂。近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所多孔催化材料研究组开发出全新的受阻型路易斯酸碱对（FLPs）催化剂。FLPs催化剂在无任何添加剂的条件下可以实现油脂向绿色柴油的高效催化转化，连续运行500 h以上无活性损失。该催化体系可拓展至餐厨废油、大豆油、棕榈油、动物油脂等原料，完全转化为绿色柴油的运行空速为6.0 h-1，高于商业催化体系的0.5~3.0 h-1，展示出优异的催化性能。此外，面向实际工业应用，该研究进行了催化剂的批量制备及成型，并验证了成型催化剂在1000 h连续流反应中仍然具有优异的活性和稳定性。FLPs催化剂在催化活性、稳定性、成本、环保属性等方面具有优势，有望为绿色柴油产业提供更绿色、更高效的工艺方案。FLPs催化剂连续流催化大豆油脱氧制备绿色柴油

人物介绍： 　　闵恩泽，1924年2月出生于四川省成都市。中国石油化工催化剂专家。是我国炼油催化应用科学的奠基人，石油化工技术自主创新的先行者，绿色化学的开拓者。 　　1946年毕业于重庆中央大学化学工程系。1951年获美国俄亥俄州立大学化学工程系博士学位。1955年回国后，先后任石油化工科学研究院题目组长、研究室主任、主任工程师、副总工程师、总工程师、副院长、首席总工程师、学术委员会主任。现任中国石化石油化工科学研究院高级顾问。中国科学院院士、中国工程院院士、第三世界科学院院士、英国皇家化学会会士。 　　半个世纪前，石油工业部北京石油炼制研究所(中国石化石油化工科学研究院前身，以下简称石科院)办公室只有几间小平房，实验设备只有从大连石油研究所搬来的几件旧设备，试验装置要靠自己制备，没有现成可循的技术资料，放眼周围是一片麦田。 　　如今这里已发生了翻天覆地的变化——高楼林立，1000多名科研人员，多项石油炼制技术国际领先，被称为“中国石化的重点科技支撑机构”。 　　这里，就是闵恩泽半个多世纪科学人生的主战场。 　　结缘石油化工 　　闵恩泽生于四川成都，自幼受“忠厚传家远，诗书继世长”的家风熏陶，喜爱读书。1942年抗战时期，因高中会考成绩优异，闵恩泽被保送到重庆国立中央大学学习土木建筑 后来又在大二转到化工化学工程系。 　　1946年，闵恩泽大学毕业后，在上海第一印染厂学习、工作两年。1948年3月，到美国俄亥俄州立大学攻读学位。 　　1948年暑假，闵恩泽刚去美国没多久，学校组织学生暑假去参观工厂，其中就有肯塔基州阿希兰德炼油厂。当看到用流态化原理建设起来的催化裂化装置，见到那黑褐色的原油馏分在这套装置中神奇地变成清亮透明的汽油时，闵恩泽惊奇且激动不已。在返程的路上，闵恩泽思绪万千：中国不知哪一天能建成这样的装置? 　　1951年7月闵恩泽获得博士学位，在芝加哥纳尔科公司担任副化学工程师，生活宽松、富裕。然而闵恩泽一心想要回国，用自己的所学报效祖国。为了回到祖国，闵恩泽动用了一切可以动用的公私关系。 　　经过不懈的努力，1955年10月，闵恩泽夫妻历经辗转，绕道香港，最终回到了阔别8年的祖国首都北京。 　　当时，中美关系处于紧张时期，周恩来总理《关于知识分子问题的报告》还没发表，这些从美国回来的知识分子多数单位不敢要。闵恩泽联系了三四个地方，没人敢要。中央大学化工系的师兄武宝琛将闵恩泽引荐给石油工业部部长助理徐今强，他拍板要了。徐今强安排闵恩泽参与筹建北京石油炼制研究所，闵恩泽在借来的几间旧平房里开始了后来延续半个世纪的催化剂研究。 　　强调“集体智慧” 　　炼油催化应用科学、石油化工技术自主创新和绿色化学的开拓，是闵恩泽的三大贡献领域。闵恩泽配合着我国石化、化工产业前进的步伐，在自己的专业领域内造诣精深，成就非凡，并在每一阶段都有属于自己的标志性贡献。但闵恩泽从不自傲，而是将成绩归于“集体智慧。” 　　“我只是个上台领奖的代表，这成绩是属于大家的，是几代石油石化人集体智慧的结晶。”总是强调“集体智慧”的闵恩泽很看重团队精神，“我绝大部分时间是唐僧，即要有信心和决心，指导大家去完成任务 我有时候是孙悟空，要去攻关，但是孙悟空本事再大，也有许多困难解决不了，需要找土地神来了解当地情况，还要向玉皇大帝、如来佛、观世音求救。我碰到不懂的东西，给同事、朋友打个电话请教 有时候还是沙和尚，要搞后勤，去筹备资金设备器材，遇到困难，还要向中国石化总部求救”。言谈中不无四川人幽默的特质。 　　“看完了电视剧《长征》，他跟我们说，做成一件事要不光有信念、有方法，还要有人。”他的博士生兼秘书姚志龙说。 　　闵恩泽前后带了50多位学生。龙军这样概括闵恩泽的教师角色：“他的贡献，更在于他带出了一支勇于攻关、善于团结、勤谨踏实的科研队伍，为石化研究储备了一个人才库，是我国炼油催化研究的中坚力量。” 　　著书传经验 　　从事石油化工研究50多年，闵恩泽从技术革新，到局部有所创新，到原始自主创新，走过了艰辛、成果丰硕的漫长历程。闵恩泽觉得，应该把自己从1984年以来在自主创新道路上的成功经验和失败教训归纳总结出来，以促进年轻一代科技工作者少走弯路，在创新道路上走得快一些。2008年，闵恩泽撰写了创新中国丛书之一《石油化工——从案例探寻自主创新之路》。 　　中国科学院院士白春礼为这本书作序，他写道：“此书在形式上很新颖，旁征博引，通俗易懂，不仅有生动的讲述，也有形象的比喻，读来令人耳目一新，亲切、自然、宛若春风拂面，细雨润物。总之，不管你是科研工作者、教育工作者，还是其他行业的工作者，相信这本书都会给你教益和启发。”这本书发行后，不久就又再版了一次。 　　闵恩泽非常重视自主创新，他认为我国自主创新要寄希望于年轻一代。为此，80多岁的闵恩泽多次到高等院校给学生们讲课，一讲就是一个小时以上，非常劳累。但他却时时牢记自己的社会责任。虽然闵恩泽的讲座、报告总是不变的“创新”主题，但针对不同的听众，他都采用不同的内容和讲法，尽量使其能感染、激励听众。 　　年迈不停步，志在未来 　　2008年2月，中国石化总工程师曹湘洪院士和中国科学院副院长李静海院士商讨开展合作项目，邀请闵恩泽院士参加，大家从战略性、前瞻性、全局性高度出发，确定在新能源领域开发“微藻生物柴油成套技术”，决定请闵恩泽负责筹备组织。 　　这是个全新的领域，年迈的闵恩泽又开始了边工作、边学习的科研历程。 　　2008年5月，闵恩泽组织召开了微藻生物柴油技术研讨会。会后，又考察了中科院各相关院所和中国石化生物柴油中试基地，编制了微藻生物柴油成套技术研发方案。 　　闵恩泽虽然积极投入微藻生物柴油成套技术的开发，但是他也清醒地认识到所面临的巨大挑战。现有的微藻生物柴油技术产业链长，投资大、成本高、不经济 几万吨/年规模的生产尚未实现 发展微藻生物柴油同时需要二氧化碳、阳光、土地三个资源，具备这三个条件的地区有限。 　　在闵恩泽主持下，到2011年12月中期检查时，该项目已取得了下列进展：建成了适应不同地区的微藻资源库 掌握了一种新的转基因方法来改造微藻 开发了多种光反应器 研究了稀微藻的回收方法 简化了微藻饼的加工流程。为规划建立万吨/年的户外装置奠定了基础。 　　2011年4月，在中国石化第三期青年骨干人才提高创新能力研修班上，闵恩泽作了“从原始创新到转变经济增长方式之路的探索”的讲话，重点介绍了中国炼油工业未来发展面临的挑战和对策，鼓励青年一代要努力创新，为承担这一光荣任务而奋斗。 　　生活中的闵恩泽 　　少小离家的闵恩泽，至今故乡情结深厚。哪怕到了国家最高科学技术奖的领奖台上，还是一口纯正的四川话。2004年，闵恩泽个人出资10万元捐赠给母校——北京师大成都实验中学，建立“闵恩泽奖学金”，资助优秀的在读学生。“只要回了成都，老先生都要抽出休息时间回母校，和小校友们交流。”姚志龙说。 　　而在学生眼里，他既是严师，又是关心自己的好老师。 　　“有一次我女儿钢琴比赛得了奖，老先生知道了还给她订了一个蛋糕。”姚志龙说，“去年12月31日，我带女儿去拜访老先生，老先生还给我女儿唱了3个版本的《上海滩》，9岁的小孩从没见过这么可爱的老头，很高兴，结下了忘年交。他还给我女儿题字，‘震岚小友：诚信宽容、勤奋学习、劳逸结合、加强锻炼’。我女儿回去就把这幅字和与闵先生夫妇的合影装在镜框里，挂在墙上，激励自己。” 　　闵恩泽唯一的女儿闵之琴在美国。在她看来，爸爸闵恩泽在生活中就是一个快乐、颇具幽默感的老小孩。她常听爸爸说要“管住嘴，迈开腿，保持心态平和”，但闵恩泽又常说自己既管不住嘴，又迈不开腿，但能做到心态平和!闵之琴认为这是他能经几次病魔折磨，在80多岁仍能保持这样健康状态的关键。 　　闵之琴曾这样描写自己的父亲： 　　“爸爸不是那类工作时工作、休息时就休息的人。他是工作与休息不分，他的头脑很单纯，满脑想的都是催化剂，因为催化剂对他不仅是工作，也带来快乐，对他也是一种休息。同时，他也成天在想如何去原始创新，有了新想法，他也高兴! 　　“他有自己的休闲方式。他喜欢听京剧，特别是京剧大师言菊朋唱的“卧龙吊孝”，唱腔的宽窄高低、抑扬顿挫，他听得津津有味。 　　“他还喜欢看网球，特别是瑞士天王费德勒的比赛，成为他的忠实粉丝。只要有大师赛，如奥网、美网、温布尔顿网球公开赛，他一定坐在电视机旁，从第一轮、第二轮，直到最后决赛。 　　“爸爸还是一位‘歌唱家’。在石科院的春节联欢会上，他唱《上海滩》，还有自己的特点，广东话与四川话、新老上海滩歌词混唱。他在作报告时，讲到科技上要有成就，就需要各尽所能的团队精神和坚持到底的精神，就像《西游记》主题歌中的‘你挑着担，我牵着马，迎来日出，送走晚霞，踏平坎坷成大道，斗罢艰险又出发’。他会在讲台上带领大家一起唱《西游记》主题歌。 　　“爸爸由于‘管不住嘴’也成了一位美食家，北京的川菜、粤菜、鲁菜、湘菜，法国、意大利、俄罗斯西餐馆等等的招牌菜，特别是每家好吃价廉的菜是什么，他都清楚!正是这种对生活的每一份乐趣的热爱，对工作的每一点进展的兴奋，爸爸永远像一个年轻人”。 　　2010年，闵恩泽86岁生日时，闵之琴连续写了两张贺卡，祝老爸爸生日快乐。一封贺卡上这样写： 　　“时间在快乐地流淌，年纪在轻轻地增长…… 　　“老爸爸的创新本领继续向高峰挺进——生姜还是老的辣! 　　“老爸爸的粉丝团队犹如雨后春笋般扩大——中石化竟有了个吸引青年学子的老头! 　　“老爸爸的演唱才华证明了“大器晚成”的道理——怎么还没有制碟的给川音《西游记》主题歌出CD? 　　“老爸爸的美食体验在日新月异——牙口好还能跟得上繁荣富强的餐饮业!　　“任随世上事万变，老爸爸本色不变…… 　　“虽然名利堆在面前，老爸爸还是夜里起来读原始期刊——奠基者的看家本事! 　　“86岁老爸其实还是那个成都小康家庭走出的孩子：忠厚、善良、勤奋、天真，没新花样啰! 　　“祝我的老爸爸在无忧无虑中欢度生日，您是我才气的源泉”。 　　闵恩泽读了这些贺卡后，感叹道：“知我者，女儿也!” 　　揭秘闵恩泽爱情故事：伉俪院士佳偶天成——记中国科学院院士闵恩泽、陆婉珍夫妇 　 　闵恩泽夫人陆婉珍为丈夫庆祝生日 　　2008年元月8日上午，北京人民大会堂大礼堂里鲜花吐艳，灯火辉煌，洋溢着喜庆的气氛，国家科技奖励大会在这里召开。在欢快的乐曲声中，中国科学院院士、中国工程院院士、中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院高级顾问、84岁高龄的闵恩泽稳健地走上主席台，庄重地从面带微笑的胡锦涛总书记手中接过“2007年度国家最高科学技术奖”大红证书。 　　此时，北京西郊石油化工科学研究院宿舍区一幢普通的住宅楼里，同为中国科学院院士的闵恩泽的夫人陆婉珍正全神贯注地收看中央电视台国家科技奖励大会实况，老人的眼里噙着泪花，脸上洋溢着幸福的笑容。 　　闵恩泽、陆婉珍这对鹤发童颜的伉俪院士，用他俩辉煌的人生谱写了一曲科坛佳偶的爱情乐章。 　　(一)求学成才 一路相伴 　　1942年，正是中华民族蒙受日本军国主义侵略奴役的苦难岁月，江山破碎，民不聊生。 　　这一年秋天，闵恩泽和陆婉珍这两个年方18、素不相识的青年男女，怀着科学救国的共同理想，从不同的地方不约而同地来到位于陪都重庆的中央大学求学。闵恩泽来自素有“天府”之称的成都，而陆家大小姐婉珍则从母亲河长江的入海口上海迢迢千里而来。两人是同一个专业又在同一个班级。 　　也许是一见钟情，秀丽的江南女子陆婉珍第一眼看到十分英俊的四川小伙子闵恩泽便怦然心动。 　　闵恩泽的课堂笔记既工整又详细，陆婉珍常以对照笔记为借口与闵恩泽亲密接触。天长日久，闵恩泽也喜欢上这个上海姑娘。每次上完课，便主动把笔记递给陆婉珍，引起同班几位女生对陆婉珍的“妒忌”。 　　毕业的那天晚上，陆婉珍约闵恩泽一块去上海找工作，这让闵恩泽犯了难。他的父亲要求他回家乡支撑门户，父命难违，一对刚刚开始交往的男女青年只好各奔前程。 　　两人依依惜别。陆婉珍在家乡上海一家印染厂谋了一份技术员的工作。闵恩泽则回到家乡成都，在一家自来水厂做分析化验工。 　　没多久，闵恩泽听说当时的中国纺织建设公司要招收一批印染技术人员，经过培训，有出国的机会，这让闵恩泽眼前一亮，他很想到外面的世界去闯一闯。通过考试，闵恩泽得了第一名。于是在1946年10月，闵恩泽到了当时中国最大的印染厂——上海第一印染厂当上了漂染车间的技术员。 　　也许是命运的安排，这家印染厂正是陆婉珍工作的工厂。两人在上海不期而遇，旧情复炽，不到一个月，闵恩泽和陆婉珍已经是一对热恋中的情人，如影随形，黄埔江边、上海滩头，时常徜徉着他俩甜蜜相偎的身影。 　　可追求幸福的冲动并没有让他俩沉湎于爱情的缠绵之中。1947年初，陆婉珍作出了一个让家人十分震惊的抉择，这位大家闺秀只身一人带着外婆给她的一枚金戒指作为盘缠赴美求学。一年后，闵恩泽循着陆婉珍的足迹，也赴美留学。 　　他俩第三次相聚，再度成为同窗。1948年春，闵恩泽在美国俄亥俄州立大学化学工程系攻读研究生，当年就拿到了硕士学位，又继续攻读博士 这时陆婉珍也拿到硕士学位，考入俄亥俄州立大学化学工程系攻读博士。 　　1950年6月，闵恩泽和陆婉珍双双通过博士论文答辩。一个良辰吉日，在神圣悠扬的婚礼进行曲中，英俊儒雅的闵恩泽挽着身披洁白婚纱的新娘陆婉珍款款步入了婚姻的殿堂。 　　(二)报效祖国 共赴国难 　　上世纪50年代初，新中国成立伊始，百废待举，以钱学森为代表的中国留美学者不顾个人安危纷纷踏上返回祖国的旅程。 　　闵恩泽、陆婉珍夫妇也打点行装，准备启程回国，他们的恩师和朋友都来挽留他们。是啊，论生活条件，在美国，他们什么都有了，可金钱、地位、洋房、汽车对他们来说，只是过眼烟云，他们更执着于报国的情结。虽说祖国还是一穷二白，可那是他们的根。闵恩泽、陆婉珍夫妇去意已定。 　　1955年底，闵恩泽和陆婉珍绕道香港，辗转回到祖国，当他们踏上祖国大地的那一刻，泪水夺眶而出。 　　可迎接他们的并没有鲜花和掌声，一切都是那么平淡。回国之初，很多单位都不敢接收从美国回来的人，他们接连吃了几次闭门羹。 　　后来闵恩泽、陆婉珍来到刚刚组建的石油化工科学研究院，待遇微薄，条件简陋。还没等他们大显身手，接踵而至的就是没完没了的政治运动。莫须有的帽子让他们寒心，凭空飞来的棍子打得他们晕头转向，痛苦万分。 　　1957年反右斗争，无休止的会议，检举与被检举，攻讦与被攻讦……心直口快的陆婉珍看不下去了，“人家国外在搞研究，你们在这里整天开会，怎么会赶得上人家?”领导正愁从哪里开刀呢，这女博士胆子够大，自己撞到枪口上来了。更何况，还是留过美的，有海外背景，父亲又是旧上海的资本家。在石油化工科学研究院，陆婉珍当然第一个被揪了出来。但她不是党员，够不上“右派”的条件，单位只好教育一番了事。亲友们都为她捏着一把汗：“婉珍哪，典型的幼稚病!”时年，陆婉珍33岁。 　　“文革”伊始，陆婉珍带着7岁的女儿被下放到湖北潜江干校。种棉花、玉米，还要挑煤和修厕所，女儿偏又营养不良得了肝炎。挑煤不只是力气活，挑着百十斤沉的担子从一条窄窄的舷板上稳稳当当地走下来，可不是那么容易。别说女同志，就是很多男人也干不来。可陆婉珍挺了过来。 　　一向循规蹈矩、老实本分的闵恩泽在“文革”中也没有逃脱噩运。1969年，姚文元发表了题为《上海机床厂道路——从工人中间培养知识分子》的文章。第二天，闵恩泽就被拉出来批斗了，因为他说过“搞科研还得靠专家学者”的话。 　　此后，打扫厕所、运煤渣、烧煤、关禁闭、写揭发材料、老实交代“罪行”成了闵恩泽数年中生活的主要内容。这是那个年代科学家们共同的遭遇。 　　然而，这一切不公正的待遇对于闵恩泽和陆婉珍来说，都无怨无悔。“祖国”二字在他们心目中依然是神圣的、沉甸甸的。他们说，做父母的一时错怪了儿女，而儿女爱父母的心是永远不会变的。共赴国难，义无反顾，这就是当年海外归来的知识分子的心路。 　　折腾了一阵子，造反派把闵恩泽当成“死老虎”扔在一旁。无人过问，闵恩泽难得“清闲”，利用“闭门思过”的机会，偷偷地回忆石油催化剂的实验过程。 　　而在干校劳动的陆婉珍则忙里偷闲地复习她的石油分析专业，蛰伏一隅，等待时机，期望有朝一日重新开始她的科研项目。 　　于是，当他俩被宣布审查结束获得“解放”后，揩干委屈的泪水，又双双扎到实验室中，就像回到久别的情人怀抱里一样幸福。 　　(三)科研攻关 比翼双飞 　　早在“文革”前的10年中，闵恩泽和陆婉珍就分别在各自的研究领域内，取得了丰硕的科研成果，与世界水平接近。 　　上世纪60年代初，苏联背信弃义，在撤走专家的同时，还带走全套炼油催化剂技术资料。没有催化剂，石油就等于废料，无法提炼出航空汽油。闵恩泽临危受命，几十天吃住都在现场，关键时刻与工人们一起钻进高温炙烤的干燥室里查找原因，有时接连二十几个小时不合眼。经过数百次试验，终于研制出我国一向依赖别国的、生产航空汽油所必须的小球硅铝裂化催化剂，而且质量还优于国外同类产品。接着，他又研制出我国炼油工业急需的磷酸迭合催化剂、铂重整催化剂和微球硅铝催化剂。 　　而陆婉珍也有不菲的成果。在上世纪60年代初，世界上色谱技术刚一露头，陆婉珍便拿出了中国人自己的色谱仪。接着，根据科研生产发展的需要，在分析科技领域里她继续开拓，在石油化工科学研究院逐步建立了光谱、质谱、电子显微镜、差热、发射光谱、电化学、红外光谱、紫外光谱、核磁共振、x-射线衍射光谱、x-射线荧光光谱、原子吸收光谱、色-质联用、电子能谱、激光拉曼等各种化学、物理分析技术和手段，全都达到了当时的世界水平。并且，由于她的努力，科研成果很快在大企业孵化，在石油化工生产建设中发挥着特殊作用。 　　10年浩劫，惚若隔世，中国石油化工科技与西方列强相比，已经落后了一大截。 　　1978年，全国科学大会在北京召开。会上，闵恩泽获得了“在我国科学技术工作中做出重大贡献的先进工作者”称号。陆婉珍的科研成果也获得了大会的奖励。年逾花甲的闵恩泽、陆婉珍夫妇倍受鼓舞。 　　1980年以后，闵恩泽指导开展新催化材料和新化学反应工程的导向性基础研究，其中新催化材料有层柱黏土、非晶态合金、负载杂多酸、纳米分子筛等，新化学反应工程有磁稳定床、悬浮催化蒸馏。在这些研究的基础上，已开发成功己内酰胺磁稳定床加氢、烯烃与苯烷基化的悬浮催化蒸馏等新工艺。近年来，他又进入绿色化学的研究领域，曾任国家自然科学基金委员会“九五”重大基础研究项目“环境友好石油化工催化化学和反应工程”的主持人。他还扩展至开发化纤单体己内酰胺的制造技术，正开发新的工艺，并取得长足进展。 　　这期间，闵思泽先是担任石油化工科学研究院副院长兼总工程师，后又被任命为石油化工科学研究院首席总工程师。他曾两次当选为全国先进工作者 于1980年当选为中国科学院院士 1994年当选中国工程院院士 同年，他又当选为第三世界科学院院士 还是这一年，中国石化总公司党组做出《广泛开展向闵恩泽同志学习的决定》。于是，在全国石化系统掀起了学习闵恩泽的热潮。1995年，他又荣获了首届“何梁何利”基金科学与技术进步奖。 　　陆婉珍的科研也是硕果累累。上世纪80年代，随着科研和生产技术的不断发展，对分析测试的要求在样品数量、分析周期、分析项目和数据准确性等方面都有了更高的标准。国际上相关实验室已开始朝网络化管理的方向发展。陆婉珍敏锐地意识到了这一问题，积极呼吁实验室的信息化管理。 　　陆婉珍是我国实验室信息管理系统(LIMS)学术界公认的领袖人物，LIMS引发了实验室的一场革命，带动了一批产业，也带出了一批人。目前国内几家产品基本是在这一基础上发展起来的，现在很火的ERP管理，也是这一管理思想的延续。 　　1995年，陆婉珍将工作重心转向了近红外光谱分析的研究，该技术省时、省钱又省人力。 　　这一技术的广泛应用，是一场分析化学的革命。引导这场革命的，正是陆婉珍。 　　这期间，陆婉珍一直担任着石油化工科学研究院总工程师。曾当选为全国“三八红旗手”和全国妇联执行委员。1991年，她当选为中国科学院院士。 　　闵恩泽当之无愧地被中外科技界公认为我国炼油催化应用科学奠基人，陆婉珍也被公认为我国分析技术领域的学术带头人。夫妻俩在石油化工科技领域比翼齐飞，美誉共播。 　　(四)恩爱体贴 相濡以沫 　　54个春秋，54个年轮，闵恩泽陆婉珍夫妇走过了银婚，又走过了金婚，如今都是耄耋之年，满头银发见证了二位老人的沧桑人生，也演绎着他俩恩爱的婚姻，他们相濡以沫，一路走来，始终如一。 　　两位院士看起来精神矍铄，没想到，他们都是曾与病魔做过搏斗的人。闵恩泽数年来动过3次大手术。1964年他患肺癌，被切除部分肺叶，同时摘除了一根肋骨。1989年又患胆囊结石，把胆切除了。最厉害的是1999年春节期间，因胆管堵塞，引起了胰腺炎，生命垂危，又做了一次手术。而陆婉珍多年前曾患肾癌，一侧肾被摘除。 　　夫妇俩患难与共，相依为命。闵恩泽手术住院期间，陆婉珍日夜守候在病榻前，忙前忙后。陆婉珍病了，闵恩泽也是汤药伺候，无微不至。 　　两位院士唯一的女儿目前在美国工作，彼此照顾已经成为他们的生活习惯。有一次两位老人一同在石油化工科学院机关二楼开完会后，陆婉珍去洗手间，闵恩泽一直站在楼梯口，等老伴到跟前后，才和她一起相互搀扶着走下楼。那情景让在场的人为之动容。 　　而平时两位老人在科研之余也沉醉于中西文化交融之中。每当闲暇时，一段京剧余派的须生唱腔，一曲贝多芬的《英雄交响曲》，都会使闵恩泽深深陶醉 而中国女革命家秋瑾的诗篇和法国居里夫人的传记，是陆婉珍自幼至今都痴迷的书。 　　有时候，他俩会合唱一首美国19世纪的乡间小曲，也会共同朗诵一段《古文观止》中的名篇，陶冶情操，愉悦生活。 　　他们的家里时常是高朋满座，胜友如云。他们特别喜欢与年轻人交流，从世界杯到奥运会，从亚洲金融危机到伊拉克战争，从当代影视明星到于丹、易中天等百家讲坛学术明星，无所不谈。每到这时，老人和大家你争我辩，笑声朗朗，其乐融融。

质子交换膜燃料电池（PEMFC）被认为是一种有前途的可持续电化学能量转换装置，尤其是在交通应用中。目前，只有铂族金属（PGM）才能有效催化阴极上动力学缓慢的氧还原反应（ORR），但其高昂的成本和Pt的稀缺严重阻碍了PEMFC的大规模应用。因此，开发不含PGM的催化剂来部分或完全取代PGM催化剂是非常可取的。具有M-Nx/C活性位点的金属-氮-碳（M-N-C，M=Fe、Co、Mn等）催化剂，特别是Fe-N-C催化剂，在半电池和PEMFC测试中都表现出出色的初始ORR活性，可与商业Pt/C催化剂相媲美。然而，在M-N-C催化剂能够实际应用于PEMFC之前，必须克服许多艰巨的障碍，其中稳定性是最严峻的挑战。总的来说，由于对膜电极组件（MEA）的降解机制和复杂的多场（质/电/热）耦合环境了解不足，提供有效的解决方案来提高PEMFC中M-N-C催化剂的稳定性仍然极具挑战性。因此，开发具有显著增强稳定性的高性能M-N-C催化剂对于PEMFC的商业应用来说十分紧迫。方法与结果PAA-Fe-N和P(AA-MA)(5-1)-Fe-N催化剂的制备流程如图1所示。最简单的不饱和一元羧酸丙烯酸（AA）作为单体聚合成PAA，并与Fe3+螯合形成交联水凝胶。马来酸（MA）是一种二羧酸单体，用于与AA共聚合，以增加共聚物P(AA-MA)的羧酸含量。通过在共聚过程中调节AA/MA的摩尔比（5/1，3/1，1/1），可以轻易地调控共聚物中羧基的浓度和相应的与金属离子的结合常数。通过亲水性羧基和金属离子之间的螯合作用形成的交联水凝胶，可以通过随后在800°C下用氮前体进行高温处理，使所得的M–Nx/C位点原子分布在分级3D结构中。所得催化剂分别表示为PAA-Fe-N和P(AA-MA)-Fe-N。MA-Fe-N催化剂也被合成作为对照样品。图1 PAA-Fe-N和P(AA-MA)(5-1)-Fe-N催化剂制备示意图为了分析催化剂表面上C和N的价态，使用岛津的X射线光电子能谱仪（XPS）对其进行了分析表征。高分辨率C1s光谱中C-N键的形成表明N已经成功地掺杂在C骨架中。与PAA-Fe-N相比，P(AA-MA)(5-1)-Fe-N样品C-N键的位置发生了正向的位移，表明P(AA-MA)(5-1)-Fe-N样品具有更强的Fe-N相互作用。高分辨率N1s光谱表明，P(AA-MA)(5-1)-Fe-N样品具有比PAA-Fe-N更高的表面N含量（8.99 at%）和吡啶N/石墨N比例。P(AA-MA)(5-1)-Fe-N样品的表面Fe含量是PAA-Fe-N的3.5倍(0.44 vs 0.13 at%),ICP-MS分析也证实了这一趋势。可以推断，在引入MA后，P(AA-MA)(5-1)-Fe-N具有更高的Fe–Nx/C活性位点密度。57Fe Mö ssbauer（穆斯堡尔谱仪）被用来进一步探究样品中的Fe–N结构（图2c）。结果表明，具有可观QS值的D3位点（≈15%）说明PAA-Fe-N拥有比P(AA-MA)(5-1)-Fe-N更短的Fe-N键。采用X射线吸收光谱法（XAS）检测了样品的局部Fe-N配位结构。测量了P(AA-MA)(5-1)-Fe-N和PAA-Fe-N的X射线近边结构（XANES）的Fe K边。结果表明，P(AA-MA)(5-1)-Fe-N和PAA-Fe-N催化剂中的Fe都可以实现原子级分散，并且单个Fe原子与N(O)元素配位，而不是以Fe-Fe键的形式存在。P(AA-MA)(5-1)-Fe-N和PAA-Fe-N的Fe-N(O)键的平均键长分别为2.035 and 2.006 &angst ，与57Fe Mö ssbauer（穆斯堡尔谱仪）结果一致。根据文献，PAA-Fe-N样品中可能存在一些Fe-N2或Fe-N3物种（尽管Fe-N的拟合配位数仍然接近4），导致Fe-N(O)键长减少。相反，P(AA-MA)(5-1)-Fe-N中Fe-N位点的配位结构应以Fe-N4为主。图2 高分辨率C1s（a）和N1s（b）XPS光谱；以及（c）P(AA-MA)(5-1)-Fe-N和PAA-Fe-N样品的室温57Fe Mö ssbauer图谱；（d）P(AA-MA)(5-1)-Fe-N、PAA-Fe-N和Fe箔样品的k3加权FT-EXAFS光谱电化学测试表明（图3a-3c），与PAA-Fe-N以及其他催化剂相比，P(AA-MA)(5-1)-Fe-N具有更好的性能和稳定性。将Fe置换为Co或者Mn等金属后，该催化剂依然具有良好的性能，证实该策略具有有效性和普适性。通过物理和结构研究了催化剂在60℃下半电池性能退化的详细机制。AST测试后的催化剂的XRD图谱和TEM图像表明测试后具有与初始时相似的衍射峰和片状结构。图3e和3f为测试前后相应的FTEXAFS光谱。对于P(AA-MA)(5-1)-Fe-N，AST测试后没有明显的Fe-Fe键形成，证实了Fe-N键的稳定性以及随后催化剂Fe去金属化的耐受性。相反，循环5000次后，PAA-Fe-N中Fe-Fe键急剧增加。该结果明确确定，在60℃的稳定性测试过程中，PAA-Fe-N催化剂中确实发生了Fe-Nx/C位点的去金属化，并且部分分离的Fe原子可能迁移并形成微量的Fe2O3团簇，这些团簇在XRD中无法识别。利用岛津的X射线光电子能谱仪（XPS），证实在AST测试后，PAA-Fe-N中的表面Fe含量从0.13%增加到8.48%，而P(AA-MA)(5-1)-Fe-N表面Fe含量明显更少（从0.44%到2.89%）。更糟糕的是，Fe-Nx/C位点的破坏会促进Fenton反应的进行，进一步加速临近Fe-N的分解，结果与之前报道的电子能量损失谱（EELS）结果一致。请注意，其他降解机制，如碳腐蚀，可能同时发生在PAA-Fe-N上，因为AST后C含量从83.62%显著降低到58.07%。图3 a、b）P(AA-MA)(5-1)-Fe-N和PAA-Fe-N催化剂在25°C（a）和60°C（b）的O2饱和0.5 m H2SO4溶液中进行5000循环AST前后的ORR极化曲线，催化剂负载量：0.6 mg非PGM cm&minus 2，圆盘转速：900 rpm。c）先前报道的M–N–C催化剂在O2饱和0.5 M H2SO4中从0.6–1.0 V的AST的不同循环次数后的E1/2损失。d）P(AA-MA)-Co-N和PAA-Co-N催化剂在AST前后的ORR极化曲线。e、 f）P(AA-MA)(5-1)-Fe-N和PAA-Fe-N（AST前后）、Fe箔和Fe2O3样品的k3加权FT-EXAFS光谱。燃料电池性能测试（图4）结果表明，P(AA-MA)(5-1)-Fe-N催化剂表现出极高的活性和稳定性，在0.55 V下电流密度37 h几乎保持不变。图4 a、b）P(AA-MA)(5-1)-Fe-N和PAA-Fe-N催化剂在H2–O2（a）和H2–空气（b）条件下的燃料电池性能，阴极负载：3.0 mg cm&minus 2；c）P(AA-MA)(5-1)-Fe-N和PAA-Fe-N催化剂在PEMFC中0.55 V恒定电压下的稳定性测试期间的电流密度保持率；d）在H2–空气燃料电池中测试的各种M–N–C催化剂前20小时的电流密度保持率密度泛函理论（DFT）计算被用于进一步探究催化剂稳定性差异巨大的根源。研究了铁原子在载体上的吸附能（Ead）和Ead与整体粘性能量（Ecoh）之间的差异。计算表明，P(AA-MA)(5-1)-Fe-N具有比PAA-Fe-N更负的Fe原子吸附能（Ead）以及Ead和本体内聚能（Ead-Ecoh）之间更负的差异。图5 a）吸附能（Ead）和b）在没有（红色）和（蓝色）溶剂化校正的情况下计算的Fe–Nx/C系统的吸附能和内聚能（Ecoh）之间的差（负值越大意味着载体中嵌入的Fe原子对金属浸出或聚集更稳定）；c）Fe–N2/C、d）Fe–N3/C和e）Fe–N4/C的结构和差分电荷密度等值面（青色和黄色等值面对应于&minus 0.02和+0.02 e&angst 的电荷密度轮廓。棕色、灰色、浅灰色和白色小球分别代表Fe、C、N和H原子）总之，通过调节金属离子和催化剂前体中聚合物之间的相互作用，开发了一种提高M-N-C催化剂稳定性的通用有效策略，从而可以微调M-N键长和最终催化剂中的配位。57Fe Mö ssbauer光谱和XAS证明，与具有15%低配位Fe-N2/N3部分的PAA-Fe-N相比，具有独有的Fe-N4/C位点和更长的Fe-N键的共聚P(AA-MA)(5-1)-Fe-N催化剂性能明显更好。性能最好的P(AA-MA)(5-1)-Fe-N催化剂在半电池和H2—空气燃料电池中都表现出极高的活性和稳定性，在AST 60℃后E1/2损失仅为6 mV，在0.55 V下电流密度37 h几乎保持不变，是迄今为止报道的同类催化剂中整体性能最好的。DFT计算表明，P(AA-MA)(5-1)-Fe-N具有比PAA-Fe-N更负的Fe原子吸附能（Ead）以及Ead和本体内聚能（Ead-Ecoh）之间更负的差，这说明了其优异的结构稳定性和对脱金属的耐受性的原因。文献题目《lmproving the Stability of Non-Noble-Metal M-N-C Catalysts for Proton-Exchange-Membrane Fuel Cellsthrough M-N Bond Length and Coordination Regulation》使用仪器岛津X射线光电子能谱仪（XPS）作者苗正培等 华中科技大学Zhengpei Miao, Xiaoming Wang, Zhonglong Zhao, Wenbin Zuo, Shaoqing Chen,Zhigiang Li, Yanghua He, Jiashun Liang, Feng Ma, HsingLin Wang Gang Lu,Yunhui Huang, Gang Wu, and Oing Li

iChem 700 和 iMS 770 联用 – 构成强大的催化剂表征/定量定性分析系统众所周知，在催化剂的研究中，定量分析以测定催化剂某一元素或化合物的量，定性分析以测定催化剂中某一元素或化合物的存在。定量和定性的组合联用对催化剂的研发过程中催化剂的表征、定量定性分析，形成完整的分析体系，对催化剂的研究起着至关重要的作用。iChem 700全自动化学吸附仪提供高质量的定量分析，iMS 770全自动在线质谱仪提供高质量的定性分析。iChem 700 全自动程序升温化学吸附仪 - 先进的催化剂表征/定量分析系统催化剂性能表征是评判催化剂性能的重要指标，其中催化剂的动力学指标最为重要。对于固体催化剂而言，同样重要的还有宏观结构和微观结构指标。催化剂性能的动力学表征衡量催化剂质量的最实用的三大指标，是由动力学方法测定的活性、选择性和稳定性，是活性催化剂提高化学反应速率的性能的一种定量表征。固体催化剂微观结构和性能表征结构固体催化剂起催化作用的部分是表面或表面若干层的原子所组成的活性中心。iChem 700 全自动程序升温化学吸附仪, 作为市场上配置优越的此类仪器，其性能卓越不言而喻。其硬件配置包括，6个高性能质量流量计，4个六通阀，2个三通阀，1个高温炉，1个蒸汽发生器，1个冷阱，1个高灵敏度TCD检测器，3个压力传感器，内部有4个温控区（分别为内部管路和阀门， TCD， 蒸汽， 高温炉）。14种规格的LOOP环可选。也许大家有兴趣了解，高配置的化学吸附仪有什么优点？其优点是显而易见的。1. 六个质量流量计：全自动化学吸附仪采用固体-气体两相反应，所以精确控制每一路气体的流量是确保分析数据质量的保障。2. 三个压力传感器：这样的设计，确保在制备，载气，分析气路的主管路上均配有压力传感器。实时检测各个主管路的压力变化，及时发现管路中可能有的堵塞。确保管路的随时通畅。进而保证分析数据的质量。3. 十四种LOOP环的选择：在不同的催化剂和催化剂不同的研发阶段，满足催化剂研发需要，并保证了低负载金属，小样品量，高负载金属，大样品量等各种情形下的需求。在有了上述高配置的仪器基础上，仪器的各项分析功能就有了强有力的保障：1. TPD分析（包括NH3-TPD）：程序升温脱附，将已吸附吸附质的催化剂按预定的升温速率加热，得到吸附质的脱附量与温度的关系。主要用于研究吸附质与吸附剂之间的结合情况。 NH3-TPD分析可以提供催化剂的酸性位信息。2. TPR分析：程序升温还原，是将金属氧化物，混合金属氧化物和分散于载体上的金属的表面进行还原，从而获得金属氧化物与被还原的温度之间的关系。3. TPO分析：程序升温氧化，用于积碳催化剂的烧炭再生的考察，也用于研究气相氧与催化剂表面吸附氢和表面氧空位的反应。TPO确定催化剂在完成TPR之后重新被氧化，被氧化的部分占总共被还原部分的比例，用以反映催化剂的循环氧化还原性能。4. TPS分析：程序升温硫化，是一种研究催化剂是否容易“硫化”的有效，简单的方法。5. TPSR分析：程序升温表面反应，在一定程度上弥补了TPD的不足，将TPD和表面反应结合起来，对催化剂的研究提供了一种新的手段。6. 脉冲化学吸附分析：用以分析金属分散度和活性金属的尺寸。每一次脉冲注入的反应气体量由LOOP环的体积决定。脉冲化学吸附提供了一种分析活性金属表面积，催化剂金属分散度及活性金属颗粒大小的方法。7. 动态BET比表面分析：用以分析催化剂的比表面积，尤其是在各种化学吸附之前和化学吸附之后的BET比表面积的比较。与此同时，iChem 700的软件功能也包含了仪器控制和数据处理两个部分，同样具有强大的功能。从以上看出，iChem 700 全自动程序升温化学吸附仪，能够完成各种催化剂的表征和定量分析，成为催化剂研发和质量控制的有效手段和保障。iMS 770全自动在线质谱仪 – 催化剂定性分析系统iMS770质谱分析系统是分析大气压力下进样气体的紧凑型台式分析系统，是气体分析领域完美的解决方案，特别是在催化领域，iMS-770质谱分析系统集成了德国Pfeiffer Vacuum的核心组件。采用进口的一套进气装置，PrimaPlus质谱仪，干式膜片泵和HiPace涡轮分子泵。iMS-770质谱软件采用德国Pfeiffer Vacuum原装的分析操作软件，可对多达128种不同质量数的气体进行定性分析。其特点如下：1.采用四极质谱仪作为核心检测器，背景噪音低，检测限达到1ppm 2.高灵敏度离子源，采用镀氧化钇的铱灯丝，抗氧化能力强，寿命长。3.真空度和电流双重保护，防止系统误操作或突然漏气。4.分辨率为0.5-2.5amu，优化信号的强度，稳定性优于3%Ar。5.偏压技术和场轴技术，增强离子透过率，降低背景干扰。6.分子泵、前级泵产生干燥无油的测试环境，对不同气体有良好的抽气能力。7.高真空的分析室腔体，保温200℃。8.毛细管分流进样， 进样温度200℃，分流比例可调节。9.现场维护进样毛细管、离子源、灯丝、分子泵、前级泵等。10.分子泵，冷却类型，空气；轴承：复合轴承，使用寿命长。11.专用软件，操作简单，界面友好。iChem 700 和 iMS 770 联用 – 将质谱仪iMS 770的进气毛细管插入化学吸附仪 iChem 700的尾口，也就是经过化学吸附反应后生成的气体在流经化学吸附仪的TCD检测器后，进入质谱分析仪，在经质谱检测器的分析。这样的分析组合可以给催化剂研发人员对所研究的催化剂有一个更完整的表征。无论是在iChem 700化学吸附仪上做的TPD，TPR，TPO，脉冲化学吸附等各种实验，均可以将TCD分析后的气体，再引入到质谱检测器分析。综上所述，iChem 700对催化剂所做的定量分析和iMS 770对催化剂所做的定性分析，构成了催化剂的完整的表征系统，是催化剂研发人员必不可少的联用分析手段。

近来，雾霾天气频袭中国，在相关大气污染报道中，不断出现PM2.5一词。这是指在悬浮粒子状物质中粒径小于2.5&mu m的微小粒子，容易深入肺部，可对健康造成严重影响。 日本已于2009年9月设定了微小粒子状物质（PM2.5）的环境标准，在2010年3月31日修订的「基于大气污染防止法第22条规定的与大气污染状况持续监控相关的事务处理标准」中，规定按照国家指针实施PM2.5的成分分析。2011年7月29日，日本环境省分布了新的「PM2.5成分分析指针」。 继昨日介绍之后，在此继续介绍使用岛津分析装置分析PM2.5成分的应用实例。 ICP-MS分析无机元素成分例 介绍使用ICP-MS定量城市大气粉尘标准物质（NIST SRM1648）的实例。前处理采用微波分解装置分解样品，制成硝酸溶液后进行测定。下表表示大气粉尘标准物质的定量结果。结果与保证值非常一致。 ICPM-8500的特长 实现高灵敏度、多元素的同时分析 具有ppt水平的高灵敏度，并且实现多元素的同时分析。 采用等离子微炬管，降低了氩气消耗量 采用微炬管，使氩气消耗量减半，并且，可以高灵敏度同时分析从微量到高浓度的样品。 台式装置，维护简便 通过使用自动进样器AS-9和自动稀释装置ADU-1（选配件），可以实现自动分析。 Ｘ射线荧光装置（EDX）分析无机元素成分例 EDX-720的特长 简便操作，全自动测定 实现设定工作的自动化，初学者也可完成高精度的测定。 无需前处理，直接测定滤纸 如果使用能量色散型X射线荧光分析装置，则可以无化学前处理地对捕集在滤纸上的PM2.5物质进行元素分析。 可以高灵敏度地分析宽范围的元素 TOC仪（燃烧催化氧化／NDIR检测方式）分析水溶性有机物例 作为WSOC（水溶性有机碳）的主成分二羧酸的代表例，以下表示草酸分析的结果。在配制样品的纯水中含有大约0.02mg/L的TOC杂质，因此，各草酸水溶液的TOC值偏高，但都能够以3%以下的变动系数CV值进行定量。 分析条件 装置：TOC-LCPH 催化剂：高灵敏度催化剂 进样量：500&mu L 测定项目：TOC（经过酸化通气处理的TOC） 工作曲线：0-3mgC/L邻苯二甲酸氢钾水溶液 样品：特级试剂草酸2mgC/L、1mgC/L、0.2mgC/L水溶液 草酸水溶液的TOC测定结果 样品名 TOC值（mgC/L） n=3的CV值 2mgC/L草酸水溶液 2.013 0.95% 1mgC/L草酸水溶液 1.017 1.11% 0.2mgC/L草酸水溶液 0.223 2.06% TOC-L的特长 宽测量范围4&mu g/L~30000mg/L，适用于从超纯净水到高污染水（TOC-LCSH/CPH）的一切物质。 采用680℃燃烧催化氧化方式，高效率地测定所有有机成分。具备检测限为4µ g/L的高灵敏度检测能力，对应广泛领域的样品。 省空间省能源设计 与本公司以往装置相比，电力消耗降低36%，装置幅宽缩短约20%。 丰富的型号与选配件 ・ 备有方便处理测定数据的PC型号和简单操作的单机型号 ・ 安装选配件可以测定从固体样品到气体样品 ・ 安装TN单元可以测定总氮 关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所为扩大中国事业的规模，于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司。 目前，岛津企业管理（中国）有限公司在中国全境拥有13个分公司，事业规模正在不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心；覆盖全国30个省的销售代理商网络；60多个技术服务站，构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。 岛津作为全球化的生产基地，已构筑起了不仅面向中国客户，同时也面向全世界的产品生产、供应体系，并力图构建起一个符合中国市场要求的产品生产体制。 以&ldquo 为了人类和地球的健康&rdquo 为目标，岛津人将始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/ 。

ICCS-催化剂原位表征系统ICCS催化剂原位表征系统是美国麦克仪器推出的新一代催化剂原位表征系统，与其它动态实验室反应器系统（如麦克仪器的微型反应器Micro-Activity Effi和Solo）不同，它在现有反应系统的基础上增加了两项关键的表征技术--程序升温分析（TPx）和脉冲化学吸附，此外还可以通过选配相应的配置进行物理吸附。用户可以使用ICCS在新鲜催化剂上进行这些重要的表征技术，且无需从反应器中取出催化剂可直接进行重复测试。对同一个样品既可进行反应研究，又可同时获得TPx和脉冲化学吸附的数据，实现了对催化剂的原位表征，为催化研究提供了新的表征工具。进行这种原位分析，可消除环境中气体或水分污染催化剂的可能，避免损坏活性催化剂和破坏反应后表征数据的相关性。ICCS催化剂原位表征系统技术ICCS常规测试流程包括：将催化剂装入ICCS的反应器系统中，接下来可选择TPx方法表征催化剂。在TPx分析中，程序升温还原（TPR）常用于负载型金属催化剂，程序升温脱附（TPD）常用于酸碱催化剂。在TPx之后通常进行脉冲化学吸附，以确定催化剂活性位点的数量。通过TPx和脉冲滴定可以获得新鲜催化剂在典型反应条件下（特别是在高压下）的信息。进行了上述表征后，用户无需额外添加或转移催化剂，可以直接继续对相同的催化剂样品进行反应研究。长时间使用后的催化剂可以采用与新鲜催化剂相同的条件进行相同的TPx和脉冲化学吸附分析。无需从反应器中取出催化剂，就可比较反应前后催化剂的关键特性，如活性位点数目。ICCS催化剂原位表征系统主要特点及优势ICCS催化剂原位表征系统可以在高温高压的反应条件下对催化剂、催化剂载体和其他材料进行原位表征，有效排除环境中的干扰。两个高精度的质量流量计可以精确、全自动地控制气体流量，保证TPx和脉冲化学吸附的精确分析。原位测试，可对同一催化剂样品进行多种表征。高精度的热导检测器（TCD）可以实时检测流经样品管前后的气体的细微浓度变化。具有直观的软件和图形界面，通过触摸屏可进行安全警报，命令，控制参数等一系列操作。控温区内不锈钢管线提供了惰性和稳定的运行环境，避免管路中的冷凝。两个内部温度控制区可以独立运行。内置可控温的冷阱,用于去除冷凝物（如氧化物还原过程中产生的水）。超小的内部管路体积，可很大程度地减少峰展宽并显著提高峰分辨率。防腐检测器灯丝，可兼容TPx和脉冲化学吸附中常用气体。交互式峰编辑软件使用户能快速方便地评估结果，编辑峰并得到报告。只需要简单的指向和点击就可调整峰边界。催化剂原位表征系统分析能力ICCS催化剂原位表征系统能够进行一系列化学吸附和程序升温反应的原位表征，可量化催化剂及载体的各项关键属性，便于研究催化剂活性、选择性、失活、中毒和再生的过程。脉冲化学吸附可获得以下信息：金属表面积金属分散度平均金属颗粒尺寸活性位点数目TPx技术应用举例：研究催化剂再生（程序升温氧化，TPO）研究吸附强度（TPD）?评估金属催化剂中助剂对金属与载体间相互作用的影响（TPR）表征物理吸附可获得材料的表面积（选项）。 图1：压力对还原温度的影响 图2：系统示意图 催化剂原位表征系统符合以下规定及标准 PED – Directive 2014/68/UE压力设备指令（PED）该设备符合欧盟和西班牙的相应压力设备标准2014/68/UE和RD 709/2015，并通过了相关设计、制造和评估的适用法规。设备出厂时将根据现行规定打上标记。EMC – Directive 2014/30/UE电磁兼容性指令（EMC）根据标准EN 61326进行EMC抗扰性测试根据标准EN 61326进行EMC排放测试LVD – Directive 2014/35/UE低压指令（LVD）根据标准EN 61010-1进行电气安全测试ATEX – Directive 2014/34/UE用于潜在爆炸性环境（ATEX）中的设备和防护系统请勿在潜在爆炸性环境中使用本设备RoHS – Directive 2011/65/UE有害物质限制 技术指标电气电压单相频率50 – 60 Hz功率单相控制模块：低要求处理器 Intel Core I3或同等配置操作系统Windows 7/8/10 (32/64 bits)内存4 GB硬盘500 GB温度系统阀箱 高可达180℃加热线高可达180℃冷阱 通过Peltier系统可控制在-15℃-70℃压力系统工作压力高可达20 bar(g)Options 配件loop环体积0.5 cc and 1.0 cc 气体流量质量流量计2进气压力30 bar流量范围MFC1 MFC2Range 1: 0 – 800 mlN/min Range: 0 – 150 mlN/minRange 2: 800 – 3000 mlN/min气体输送要求30bar压力，通风接口为1/8’’气瓶接头不包括在内，由用户提供Physical 仪器参数高445 mm (17.52 ”)宽545 mm (21.46 ”)长500 mm (19.69 ”) (不含电脑）重量40 kg (88.2 lbs.)环境要求温度10 – 35 oC operating湿度10 – 60 % without condensation其它避免阳光直射，避免靠近冷热源 创新点：1、技术创新 ICCS增加了两项关键的表征技术--程序升温分析（TPx）和脉冲化学吸附，并与Microactivity Effi的现有功能相结合，以实现催化剂的表征、测试，评估反应的影响。此外可通过选配相应的配置进行物理吸附。 2、原位表征 ICCS可实现对同一个样品进行反应研究，同时获得TPx和脉冲化学吸附的数据，无需从反应器中取出催化剂，直接进行重复测试，避免受到外部环境污染的风险，实现对催化剂的原位表征。 3、系统组件 集成了用于全自动精确气体控制的质量流量控制器和用于去除冷凝蒸汽的冷阱。精确的热导检测器监测流入和流出样品反应器的气体浓度的变化。ICCS可以连接到任何微反应器，甚至是定制的反应器，以提供有关被测催化剂的重要信息。 ICCS催化剂原位表征系统

2022年6月，全球专业的材料表征技术公司 Micromeritics 宣布新品 AutoChem III 的上市。AutoChem III 的动态化学吸附和程序升温分析在开发新催化剂材料至关重要的性能指标中发挥着极其重要的作用，助力碳捕获和利用、氢清洁能源以及其他净零等技术的发展。新升级的 AutoChem III 能够显著提高实验效率和灵敏度。Micromeritics AutoChem III 的全新设计旨在简化关键实验步骤，每天能够为用户节省几个小时，减少测试时间，提高实验效率。全新产品带来让催化剂表征更快、更简单五种方法！● 冷却更快全新 AutoCool 比压缩空气冷却时间快 30 分钟，无需液体或外部帮助。● TPR 无需另外准备水蒸汽捕获冷却浴全新 AutoTrap 为 TPR 实验提供高效的蒸汽捕获，无需制备冷却浴。● 自动 TCD 校准 专利的 (美国专利号：#10487954 B2) 气体混合阀和智能程序使 TCD 校准更简单更准确。● 样品管安装便捷全新专利（美国专利号：#11105825 B2）保护的 KwikConnect 样品管安装比传统设计更快、更容易、更可靠。独立组件数量是传统设计的一半，没有螺纹接头。● 直观可视化的实验方法开发通过流程图实现个性化编程和程序可视化。想要了解更多关于 AutoChem III 的技术与资料内容，欢迎访问 Micromeritics 官方网站相关页面，并免费索取产品资料册。关于麦克默瑞提克Micromeritics 是提供表征颗粒、粉体和多孔材料的物理性能、化学活性和流动性的全球高性能设备生产商。我们能够提供一系列行业前沿的技术，包括比重密度法、吸附、动态化学吸附、压汞技术、粉末流变技术、催化剂活性检测和粒径测定。公司在美国、英国和西班牙均设立了研发和生产基地，并在美洲、欧洲和亚洲设有直销和服务业务。Micromeritics 的产品是全球具有创新力的知名企业、政府和学术机构旗下 10,000 多个实验室的优选仪器。我们拥有专业的科学家队伍和响应迅速的支持团队，他们能够将 Micromeritics 技术应用于各种要求严苛的应用中，助力客户取得成功。

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 近日，中国科学院大连化学物理研究所能源研究技术平台电镜技术研究组副研究员刘伟、杨冰与中国科学院上海高等研究院研究员髙嶷团队及南方科技大学副教授谷猛团队合作，在观察和确认NiAu催化剂在CO2加氢反应中的真实表面方面取得进展。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 催化研究中，常规静态显微分析只能提供催化剂反应前或反应后的非工况结构信息。然而在热振动、气体分子吸/脱附等作用下，催化剂的表面原子难免发生迁移导致表面重构，变化后的表面才是与催化反应活性相关的真实表面，要看清这一表面状态需要借助原位表征技术。尤其对于容易发生表面重构的多元金属催化体系而言，无法原位观测反应气氛下催化剂的原子结构，就不能确认贡献催化活性的真实表面，更无法建立可信的催化构效关系。在以往的研究中，具有宏观统计特性的原位谱学手段已经从精细的能量维度对动态催化过程做出了先驱性探索，例如原位FTIR、原位XPS（AP-XPS）以及原位XAS。在此基础上，实空间下直接观测反应中催化剂的表面原子排布是研究人员长期追寻的目标。针对此问题诞生了环境透射电子显微技术（ETEM），ETEM是主要基于TEM成像的原位手段，适用于原子分辨下追踪气固相反应中催化剂的结构演化过程。 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" text-indent: 2em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/69a53f56-f8b2-4cb7-adbb-cf19e4397bed.jpg" title=" 原位电镜揭示双金属催化剂反应状态下的真实活性表面.jpg" alt=" 原位电镜揭示双金属催化剂反应状态下的真实活性表面.jpg" / /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在本工作中，研究团队基于环境透射电镜以及特殊设计的mbar级负压定量混气系统，研究了NiAu/SiO2体系催化CO2加氢反应过程。初期静态显微结果表明，该催化剂以Ni为核心，表面包裹2至3层Au原子壳层，为一种典型的Ni@Au核壳构型。而考虑到Ni具有强大的加氢活性，会导致反应的CH4选择性，因此，该核壳构型可合理地解释本工作中CO2加氢高达95%以上的CO选择性。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 但是，环境透射电镜原位观测发现，该催化剂在反应气氛和温度下，内核Ni原子会逐渐偏析至表面与Au合金化；在降温停止反应时，会退合金化返回Ni@Au核壳型结构。原位谱学手段（包括原位FTIR和原位XAS）的结果很好地证实了上述显微观测结果。理论计算和原位FTIR结果表明，反应中原位生成的CO与NiAu表面合金化起到了关键而微妙的相互促进作用，这是该催化剂构型演变及高CO选择性的原因。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 该工作为研究核壳型双金属催化过程提供了启发，例如反应条件下核壳表面是否真实存在，是否贡献催化活性？又如催化剂制备中追求构建核壳表面是否有必要？该工作是一套原位环境下微观结构表征与宏观状态统计的综合应用案例，突出局域原子结构显微观测的同时，借助原位谱学手段，尤其是原位XAS技术，确保了电子显微发现与材料宏观工况性能的关联置信度。从而为发展原位、动态、高时空分辨的催化表征新方法和新技术提供了范例，也为设计构筑特定结构和功能催化新材料提供了借鉴和思考。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 此外，期刊特别邀请审稿人撰写并独立刊发了题为The dynamic of the peel& nbsp 的工作评述（news & amp views），以表明本工作对于催化研究的独特启发。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 相关成果发表在《 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 自然-催化 /span 》（Nature Catalysis）上。该工作得到国家自然科学基金项目、大连市人才项目、中科院青年创新促进会等的资助，尤其得到了研究员苏党生的大力支持。 /p

通过模仿光合作用，麻省理工学院的研究人员设计了一种新型光催化剂，可吸收光并用来驱动各种化学反应。　　这种被称为生物混合光催化剂的新型催化剂含有一种捕光蛋白，可吸收光并将能量转移到含金属的催化剂上。该催化剂可用于合成药物或将废物转化为生物燃料等有用化合物的反应。通过用光代替有害条件和试剂，光催化可使制药、农用化学品和燃料合成更加高效、环保。　　为创造新的生物混合催化剂，研究人员模拟光合作用并将两种不同的元素结合起来：一种用于收集光，另一种用于催化化学反应。对于捕光成分，他们使用了一种在红藻中发现的称为R-藻红蛋白（RPE）的蛋白质。他们将这种蛋白质附着在含钌催化剂上。研究表明，与单独的钌光催化剂相比，新的生物混合催化剂可将这些反应的产率提高十倍。并且，这些反应可以在红光照射下发生，这是现有光催化剂难以实现且有益的，因为它产生的副反应更少，对组织的损害更小，因此有可能用于生物系统。　　注：本文摘自国外相关研究报道，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。