催化是许多应用程序的关键,从将原油转化为燃料将污染物从汽车尾气和工业流程。的一个主要类型的催化是多相催化。这是当一个催化剂,一种物质的催化剂与在不同反应states-gas,液体或固体。最常见的是气固催化。在这个类型,气体与固体表面的相互作用催化剂大大加快反应的速度。直到过去的十年里,科学家研究气固多相催化经常研究这些反应条件中没有实际的工业应用。如今,基本催化研究越来越多地执行条件更接近实际的催化反应器。然而,大多数这些研究是失踪的气相信息,以及它如何与催化剂。这种情况已经改变了。研究人员已经开发出一套方法来提高催化剂表面之间的相互作用的科学认识和近地表气体条件相关的实际操作的催化剂。 They have shown that a combination of mass spectrometry and laser diagnostics techniques can identify the chemicals present in the gas phase and provide spatial maps of their distribution.
在工业催化过程发生的超高真空条件下不同在许多实验室研究发现。在更高的压力,气体可以更加明显与表面的相互作用,还有一个更大的气相中的化学反应发生的概率。然而,大多数实验室研究专注于分子在催化剂表面的检测和不探测气体略高于水面。这项新的研究表明原位测量用激光诱导荧光、拉曼散射和气相质谱为研究人员近地表的图像在银催化剂在甲醇部分氧化。行业使用这个反应产生甲醛,一个重要的化学物质。研究人员可以利用这些图像的洞察力提高催化反应的模型在现实的操作压力和温度。此外,这些气相测量可以提供一个更完整的画卷的气相,催化剂表面之间的相互作用。
研究人员调查了部分氧化甲醇气相中的使用银作为催化剂。科学家们还不完全了解这种多相催化反应机制,广泛用于生产甲醛、有价值的商品化学。特别是,科学家们有限的知识在这些反应中间体、副产品的形成。
帮助解决这个知识差距,桑迪亚国家实验室的研究人员合作及大学和瑞典隆德大学已经开发出一套方法来提高催化剂表面之间的相互作用的理解和近地表气体条件相关的实际操作的催化剂。研究者进行空间解析气相的测量稳定、活性物种在催化剂表面,利用近地表二维激光荧光成像,1 d喇曼散射和分子束质谱(清楚)。平面激光诱导荧光和拉曼散射提供了快速、非侵入性成像的CH3哦,啊2,CH2O H2O和温度高的空间分辨率,而质谱检测与较低的空间分辨率,同时所有物种包括意想不到的物种的形成机制仍不确定。
