北京中研環(huán)科
圍繞科研 服務(wù)科研
一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介
高溫高壓氣固多用途催化反應(yīng)裝置(TC-SOFCXAS-800)是一款專門為研究高 溫氣固相催化反應(yīng)過程而設(shè)計(jì)的原位測(cè)試裝置。
該裝置適用于絕大多數(shù)同步輻射 光源的 X 射線吸收譜線站(XAS),并有效兼容了透射和熒光兩種采集模式。
該裝置采用環(huán)境場(chǎng)加熱方式對(duì)中心催化劑進(jìn)行加熱,樣品加熱溫度更加均勻、準(zhǔn)確, 常用使用溫度范圍為室溫到 800℃。該溫度使用范圍均適用于真空和其他氧化還 原性氣氛。該裝置配備進(jìn)出氣孔,能夠?qū)ρb置整體進(jìn)行氣氛保護(hù),同時(shí)受益于氣 路設(shè)計(jì),能夠保證氣體始終有效通過催化劑。更高和更均勻的溫度體系讓用戶能 夠在更多的應(yīng)用場(chǎng)景中選擇對(duì)自己最為合適的反應(yīng)參數(shù)來進(jìn)行原位觀測(cè),是這一 原位裝置最大的優(yōu)勢(shì)所在。
本設(shè)備系統(tǒng)主要由主體腔室(反應(yīng)腔)、冷卻循環(huán)系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)和溫度控 制系統(tǒng)(帶程序控制)四個(gè)主體部分組成。反應(yīng)腔室總共設(shè)置有四個(gè)光窗,其中 X 射線透射光路方向兩個(gè),熒光出射方向一個(gè),此三個(gè)窗口均為 X 射線入射出射 窗,材質(zhì)可選擇為 Kapton 高分子膜(無耐壓能力)和高純鈹窗(耐壓 3bar)。 為了方便用戶對(duì)內(nèi)部催化劑施加光照或方便用戶觀察內(nèi)部催化劑的變化情況,在 入光口 45°角位置增設(shè)有一個(gè)配備藍(lán)寶石窗口的觀察窗。這一設(shè)計(jì)一方面增加 了該設(shè)備的多用途功能,為潛在的光熱催化反應(yīng)用戶提供了可選項(xiàng),另一方面, 該觀察窗口的設(shè)立也為常規(guī)用戶實(shí)時(shí)觀察催化劑在高溫條件下的變化情況提供 了方便。整個(gè)反應(yīng)腔室外殼體均布設(shè)有水冷管路,因此,外殼體以及各類窗口的 冷卻均得到了有效保護(hù)。其中,在進(jìn)行高溫實(shí)驗(yàn)過程中(800℃條件),外殼體 本身的操作溫度不高于 60℃,各類窗口最高溫度不高于 200℃。 溫度控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)給反應(yīng)腔室提供升溫控制程度以及監(jiān)測(cè)反應(yīng)腔室內(nèi)部樣 品處的實(shí)時(shí)溫度變化。通過計(jì)算機(jī)匹配公司提供的程序控制軟件 HTMS-SOFT800 可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)腔室溫度的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能,這一遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能的拓展有利于各大同步 輻射光源線站的實(shí)際使用,即反應(yīng)腔室和控制器均可以放置于光束線及相應(yīng)的 Hutch 內(nèi),而操作人員可以通過一根光纜實(shí)現(xiàn)在 Hutch 外操作原位池的溫度控制 和監(jiān)測(cè)功能。
二、 技術(shù)參數(shù)特征
1、 本設(shè)備系統(tǒng)主要由主體腔室(反應(yīng)腔)、冷卻循環(huán)系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)和溫度控 制系統(tǒng)(帶程序控制)四個(gè)主體部分組成。
2、 裝置能夠?qū)崿F(xiàn)正常條件下的氣固反應(yīng),其中樣品尺寸大小可為φ10mm 的圓 片;
3、裝置能夠?qū)崿F(xiàn)氣固反應(yīng)條件下的同步輻射 X 射線吸收譜數(shù)據(jù)的在線采集,同 時(shí)包括透射模式和熒光模式;
4、主體腔室均采用 316L 金屬經(jīng)精加工制成,主體腔室內(nèi)部材質(zhì)均采用石英、 陶瓷類材質(zhì),樣品架采用全陶瓷材質(zhì),耐高溫、避免出現(xiàn) Fe 的熒光信號(hào);
5、主體腔室的透射窗口尺寸為φ6mm,熒光出光口開角>=30°; ? 主體腔室窗口承壓條件下可采用高純鈹窗,常壓條件下可使用 kapton 膜窗口;
6、主體腔室能夠?qū)崿F(xiàn)加熱功能,最高設(shè)計(jì)溫度 800℃,控溫精度為±1℃,最大 升溫速率:10℃/min,通過配備的溫控儀來實(shí)現(xiàn)上述控溫操作;
7、 溫度控制器為程序控制方式,可實(shí)現(xiàn)電腦遠(yuǎn)程控制;
8、 主體腔室能夠?qū)崿F(xiàn)通氣氛操作,氣體通過底部氣路設(shè)計(jì)直接吹上樣品區(qū)間, 氣體出口設(shè)置在腔體上部,用于內(nèi)部氣體循環(huán);
9、主體腔室可進(jìn)行真空和氣氛處理,范圍為 10-1Pa~3bar,配備相應(yīng)的氣路控制 系統(tǒng);
10、主體腔室外殼層設(shè)有水冷裝置,并配備水冷循環(huán)機(jī)保證整體外表面的溫度低 于 60℃;
11、 主體腔室在進(jìn)光口 45 度角位置開設(shè)有一個(gè)觀察窗口,該觀察窗口采用耐壓 材質(zhì)(藍(lán)寶石)制成,可用于平常高溫反應(yīng)時(shí)內(nèi)部的催化劑觀察使用,也可 通過引進(jìn)光纖,對(duì)催化劑材料進(jìn)行光照處理,實(shí)現(xiàn)光/熱催化;
三、工作原理圖詳見下圖