分子篩廠家講解：分子篩中催化反應的振動光譜及相關原位研究

催化領域的科學家們一直致力于優化現有工藝過程的活性和選擇性，并不斷開發新的工藝。在許多情況下，盡管現代的科學和技術提供了豐富的知識水平，反復試驗法依然是種最常用的實驗方法。為了改變這種情況，催化科學家們需要更深刻地理解反應過程及分子篩制備過程的關鍵步驟。在此基礎上，才有可能設計和制備出所需要的具有優異反應性能的分子篩。但是，只有實時監測分子篩在反應中的性能才能得到可靠的信息。為了實現這一目標，采用合適的反應器和光譜/散射技術來實時研究催化反應過程顯得極其重要，這種方法就是原位光譜。

一個催化循環由一系列的反應步驟組成，用于描述反應物分子在催化活性位點上轉變為最終的反應產物。盡管科學家們數十年來一直致力于詮釋這樣的過程，僅有少數的反應能夠解釋清楚。想要獲得這樣的信息，需要關于催化材料在其壽命周期中每一步驟的詳細信息：合成一焙燒一活化一反應一失活一再生（根據需要）。傳統的表征方法（這里指非原位表征）主要在室溫和常壓的環境條件下，而不是實際的反應器中研究催化材料的這些步驟。盡管這樣的方法也能得到有用的信息，但不能提供分子篩在反應過程中發生的變化的直接信息。這促使催化科學家們開發能夠連續監測反應中的分子篩的分析設備。但是，反應過程的原位分析方法也有不利之處，分子篩周圍的氣相和/或液相同時也被探測到，包括催化材料的活性表面和非活性體相，使得解釋變的模糊不清。

催化反應中的原位光譜可以追湖到1954年Eischens團隊發表的兩篇開創性的論文。他們通過紅外光譜研究了CO與Cu、Pt、Pd、Ni負載的Si0₂之間的相互作用，以及氨與裂解分子篩之間的相互作用。值得注意的是，從現在的觀點來看，這一研究在多大程度上可被認為是原位研究是有爭議的，因為其反應條件與實際催化過程有很大差異。但是這是向原位方法邁出的重要一步，這是第一次考慮到存在吸附物的分子篩表面動力學的重要性。事實上，這可能是第一個用于測試非均相分子篩紅外光譜的光譜-反應池。自此開創性研究后，原位光譜技術的使用不斷取得進步。

在通常使用的原位技術中，紅外光譜有最長的使用歷史，并且經常應用于分子篩研究中。在發展初期，紅外測試使用自支撐鏡片（簡單的透射/吸附測試）。自此之后，紅外光譜有了長足發展，從而能夠更快地獲得更好質量的光譜。由于更靈敏的檢測系統的發展以及制樣方法的提高，使得紅外光譜測試能夠在相關反應條件下進行。在20世紀80年代早期，通過引入傅立葉紅外變換技術，縮短了記錄時間（數秒到數分鐘），提高了分辦率（0.5~4cm^-1），可以通過調整獲得所需的信噪比，因此紅外光譜技術取得了巨大發展。如今在費用方面，傅立葉紅外變換光譜相對比較便宜，是大學及工業異質催化實驗室中常規實驗設備之一。湖南天怡新材料有限公司是專業生產NaY分子篩、Y型分子篩、ZSM-5分子篩、USY分子篩、REY分子篩等為主要產品的分子篩廠家，如有需求，歡迎咨詢。