产品概览

AMI-300IR代表着催化剂表征仪器的发展方向和未来，美国AMI仪器公司自1984年推出全世界首台全自动化学吸附分析仪之后，于2015年又推出全世界第一台全自动原位红外催化剂特性表征系统。化学吸附和程序升温脱附（TPD）已广泛用于催化剂的表征。一般使用热导检测器（TCD）或质谱仪对于从催化剂表面逸出气体进行检测。使用这些技术，可以了解活性位点的数量和强度，但尚未对催化位的性质，吸附的类型，或是否存在多种类型的催化位进行分析。为了填补这个空白，AMI仪器公司现已开发出AMI-300IR，它将AMI原标准技术与傅立叶变换红外光谱（FTIR）相结合对催化剂表面进行原位分析。这种组合技术能够实现对于被吸附物质的直接观察，从而扩展了对吸附/脱附过程性质的认识。

AMI-300 IR型是最新一代全自动化学吸附分析仪器

• 原位红外表征
• 程动态化学吸附功能
• 程序升温脱附（TPD）
• 程序升温还原/氧化（TPR / O）
• 程序升温反应（TPRx）
• 脉冲化学吸附

• 蒸汽吸附
• 动态BET比表面积
• 脉冲校准
• 催化剂处理
• 根据需要，可使用标配TCD检测器进行气体分析，或者
• 连接质谱仪或其他检测器 ( FID, FTIR, GC 等)

AMI-300 IR 结构图

Feature

产品功能

红外反应池

多种可加热的红外检测反应池，与主机连用实现红外反应分析。

7种标准功能

脉冲化学吸附，TPR / TPO，TPD，TPRx，蒸汽吸附，脉冲校准和动态BET。能将99种过程编程到一个实验中。

10个进气口

处理气和载气各4路，其余2个端口可用于混合气或辅助气。可以添加额外端口。

定量环

13种型号可自行选择，提供一种简便的方法来适用不同样品量需求。

高温炉

温度范围为-130℃至1200℃，并能够以1~50℃/min的速率线性升温。

样品温度实时测量

样品床层顶部放置有可移动测温热电偶

3个独立的MFC

除了控制载气和处理气之外，还有一个独立控制辅助气的MFC（可以与载气或处理气进行混合）。

高精度质量流量控制器（MFC）

流速为5—50ml/min（标况下）。其他范围可根据要求选配。

液体蒸发器

配备了可加热的喷雾型饱和器，可轻松引入挥发性液体。

空冷组件

自动控制，通过空气吹扫快速冷却炉子，以缩短实验时间。

多种型号样品管

可容纳各种尺寸样品的石英U型管，以适应不同催化剂样品的体积和尺寸。样品形态可以是粉末，颗粒，条状或蜂窝状等。

气体混合能力

AMI-300具有气体混合功能，可代替昂贵的气体混合器，比如进行TPR或TPO等实验时需要多组分气体。

Feature

产品特点

混气功能

AMI-300 IR具有气体混合功能，可代替昂贵的混合气体，比如进行TPR或TPO等实验时需要的多组分气体混合。

样品易于装载

移动式贝壳炉，使样品管易于取出和装载。

参比站

确保校准脉冲过程中气体不接触样品，提高准确性。

冷阱

样品管的下游可设置一个充满干燥剂的冷阱，以便在流经TCD之前除去可冷凝物。

定量进样口

提供了定量针进样口，用于精确的校准定量环体积。

整体管路保温

所有阀门、管线均置于可加热保温的箱体中，以防止冷凝。

外接质谱仪

通过直接数据交换（DDE）方式，实现MS数据与AMI-300数据实时集成。

系统死体积小

使用低体积阀和1/16管线，减少死体积并最大程度地减少峰扩散。

AMI-300IR 红外池介绍

使用低体积阀和1/16管线，减少死体积并最大程度地减少峰扩散。

图3. 红外透射样品池（IR transmission cells

（为了清楚展示红外透射组件，拆除了加热与隔热组件）

AMI-300IR型可以采用所有AMI-300的标准程序步骤对样品进行分析，并通过红外光谱仪检测样品表面和吸附质，同时可以利用仪器标配的TCD检测器或自选的质谱仪检测流出气体。 AMI-300IR型能够适配市场大部分商用FTIR仪器，如果您希望使用其他FTIR，需要提供FTIR的类型和型号。我们可以评估设计调整AMI配置可行性，为您提供完整的联用解决方案。

TCD检测器

高精度的4灯丝TCD检测器，高线性度、准确性、灵敏度和稳定性。有不同灯丝材质可供选择。

辅助检测器

可以接受任何提供模拟电压输出的辅助检测器，例如火焰离子化检测器（FID）。

结构材质

密封件和材料是根据您的需求定制设计的。

安全保护

独立的炉膛过温保护器，气路安全阀、止回阀、断路器和TCD防干烧系统。

图2.红外透射样品池（IR transmission cells）

图2和图3分别为红外透射样品池的示意图和实际照片，AMI-300IR 型测试时，首先将催化剂粉末（大约100mg）压制成薄圆片，然后 将其固定在红外透射样品（IR transmission cells）反应池中的的 专用支架上。这样IR光束可以通过催化剂薄片通过这种方式，我们 可以实时的收集样品表面真实发生的信息，并了解样品表面实际发 生反应的性质 。

FT-IR光谱仪—OPTION
标配FT-IR光谱仪型号为：Thermo Nicolet iS5 FTIR

Software

软件控制

AMI-30IR型是由计算机控制的全自动型仪器，数据可靠且易于操作。实验时不必一直有操作员值守。可安装在Windows系统的电脑上，可以联网，除操控仪器外，电脑还可以管理其他实验室任务。
“Overview”界面一目了然地显示设备状态，提供所有阀门的位置、每个端口的气体类型、温度和检测器信号等信息。线条颜色的变化能说明当前的流动路径

AMI系列强大的软件操控功能

实验程序设置界面

用户可灵活选择或编辑TPD, TPO ,TPR , TPRS, 脉冲化学吸附、 定量环校准实验等，可设置多达99 个程序，实现吸附，脱附和化学反应的全自动化。可以在几分钟内完成完整的实验设置，并可以保存以供将来使用或修改。

仪器安全保护程序设置界面

软件具有警报程序，可实现多种安全保护机制设置。在手动模式下，只需在图标上单击鼠标即可切换任何阀门。可以从页面输入气体流量和设定温度值。

采集质谱数据界面

可连接质谱（MS）或气体检测器，支持外接多种检测器，提供串联和并联连接方式，可将质谱（MS）数据采集嵌入AMI软件中，实现同一文件导出TCD&MS;数据。

强大的数据分析能力

数据处理软件能完成信号峰的拟合，分峰，积分，微分和叠加处理，从而获取样品的特征信息，包括催化剂的表面特征，表面酸性／碱性位点分布，活化能，反应动力学数据等。

数据分析界面

吸附量计算

峰积分界面

自动分峰拟合界面

Application

典型应用

铂催化剂对CO的吸附

下面为铂催化剂表面对CO的吸附和脱附模型通过上述红外联合技术的研究实例。将1％Pt /Al2O3催化剂压成圆薄片中并安装在IR单元上，将样品在200°C下还原数个小时，冷却至室温，然后用惰性气体吹扫1小时以除去杂质气体和物理吸附的CO，由此产生的红外光谱（扣除背景）可以看出，在大约2060 cm-1处的尖峰是对应于线性吸附的CO，见图4。

图4 CO在1%Pt / Al2O3催化剂上吸附的红外光谱图

然后加热该样品，可以得到CO随温度变化（图5）的函数。根据Beer定律，吸光度与浓度成比例，从这些测量可以描绘出等压线，可根据它获取衍生的TPD数据。这些分别示于图6和图7

图5. 不同温度下的CO信号变化

图6. 1%Pt/Al2O3吸附CO的等压线

图7. 衍生的CO程序升温脱附

红外（IR）检测脉冲化学吸附

图8. CO在铂催化剂上的脉冲化学吸附的红外谱图

氨化学法鉴别BRØNSTED酸位和LEWIS酸位

氨，作为探针分子，可以用来确定催化剂中酸位的类型和多少。如图9，是一个红外检测silica-alumina材料氨吸附的例子。在大约1760，1480，及1380cm-1处的三个峰为氨的吸附峰。在1480cm-1处可以判断为B酸性位的氨吸附，其余为在L酸性位点的氨吸附(参考, M. Niwa et al., J. Phys. Chem. B, 110(2006) p. 264)。通过进行程序升温实验和以下三个区域的吸光率随温度的函数，可以测量每个类型吸附的等压线，并检测出每个特定吸附的强度。等压线如图10

图9. 三种不同温度下的硅铝材料对氨吸附的红外光谱图

图10. 硅铝材料上三个不同波长位置对氨吸附的等压线

从这些数据可以看出，该吸附在1380cm-1处被比其它两种可能更牢固地吸附，表明这是一个L酸性位的结合

Specification

性能参数