行业痛点与需求
催化剂是化工、能源、环保领域的核心材料,热分析在催化剂研发与质量控制中不可或缺:
• 活性评价:通过反应热效应评估催化剂活性
• 热稳定性研究:催化剂在高温反应条件下的稳定性
• 还原性研究:金属氧化物的还原温度、还原度测定
• 积碳分析:催化反应中积碳的生成与燃烧
• 载体相互作用:活性组分与载体的相互作用研究
• 失活机理:硫中毒、烧结的热分析证据
推荐仪器及配置
| 应用需求 | 推荐仪器 | 配置要点 |
| 催化剂表征 | TGA | 空气/氧气气氛,检测积碳 |
| 还原性能 | TGA | 氢气/一氧化碳还原气氛 |
| 反应热测定 | 微量热仪 | 催化反应等温量热 |
| 吸附/脱附研究 | 等温量热仪 | 气体吸附反应热 |
| 高温稳定性 | 高温TGA(1600°C) | 高温反应条件 |
| 综合热分析 | STA | 氧化-还原反应研究 |
典型应用场景
1. 催化剂积碳分析
测试方法:
• TGA空气气氛:从室温升至900°C,记录燃烧失重
• DTG曲线:确定积碳燃烧温度分布
计算公式:
• 积碳含量(wt%)= 失重量 / 催化剂初始质量 × 100%
• 不同温度的DTG峰对应不同类型的碳沉积物
2. 金属氧化物还原性研究
测试方法:
• TGA还原测试:氢气或一氧化碳气氛下程序升温
• 还原度(α)= (m₀ - m) / (m₀ - mf)
• 还原活化能计算
典型应用:CuO/ZnO/Al₂O₃催化剂的还原温度测定,优化还原工艺。
3. 催化剂活性测试(等温量热)
测试方法:
• 将催化剂置于微量热仪反应池中
• 通入反应气体(CO氧化、氨合成等)
• 记录实时反应热功率
数据应用:计算反应速率、转化率,建立反应热-转化率关系曲线。
4. 催化剂失活研究
测试方法:
• 新鲜催化剂与失活催化剂对比TGA测试
• 积碳燃烧温度、含量的差异分析
• XRD+TG联用分析晶相变化与积碳的关系
相关标准
| 标准类型 | 标准编号 | 标准名称 |
| ASTM | ASTM D5863-2018 | 催化剂表征的TGA标准方法 |
| ISO | ISO 12631:2017 | 催化反应热测定 |
| GB | GB/T 31584-2015 | 催化剂TGA测试方法 |
| GB | GB/T 31585-2015 | 催化剂积碳测定 |
| IEC | IEC 61215-2021 | 催化剂活性测试 |
博渊差异化优势
• 还原性气氛TGA:支持氢气、一氧化碳等还原性气氛,安全设计,满足催化剂还原研究需求
• 高温TGA(1600°C):满足高温催化反应(如费托合成、甲烷化)的研究需求
• 微量热仪:高灵敏度检测催化剂表面吸附热、反应热,揭示催化活性位点
• 等温量热仪:长时间等温测试(数天),监测催化剂缓慢失活过程
• 3D传感器:μW级灵敏度,检测微弱反应热信号
• 专业反应池设计:多种反应池可选,满足气-固、液-固催化反应需求


