磁懸浮天平可以在人為控制的環(huán)境中（壓力、溫度、危險(xiǎn)性氣體等），對(duì)樣品所受的外力或質(zhì)量的變化，得到最精確的檢測(cè)結(jié)果。該檢測(cè)手段可以使我們快速而準(zhǔn)確的得到質(zhì)量傳輸（包括吸附、擴(kuò)散、表面張力、密度）。從而研究化學(xué)反應(yīng)（侵蝕、分解、高溫分解等），并發(fā)展出生產(chǎn)技術(shù)（聚合、噴涂、烘干等）。
本次以瑞士蘇黎世大學(xué)化學(xué)系的Andreas Borgschulte課題組在2018年發(fā)表的文獻(xiàn)為基本參考，詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)聯(lián)系小編進(jìn)行發(fā)送。
1、前言
催化加氫是化工行業(yè)中最重要的一個(gè)過程。負(fù)載的金屬鈀用于精細(xì)化工合成領(lǐng)域中乙炔和二烯等有機(jī)化合物的大規(guī)模加氫反應(yīng)過程。鈀具有獨(dú)特的結(jié)合能力，這可以解釋其在加氫反應(yīng)中的催化活性。它不僅化學(xué)穩(wěn)定性好，沒有明顯的氫解離障礙，對(duì)氫有合適的化學(xué)吸附焓。
除了它獨(dú)特的表面性能，鈀還能吸附大量的氫氣，吸附氫氣的量取決于溫度和壓力。其在環(huán)境條件下可逆吸收大量氫的特性是否與催化作用有關(guān)，長(zhǎng)期以來一直一個(gè)爭(zhēng)論:一般而言，鈀的表面性能與鉑相似，而鉑基本不吸附氫氣。催化活性的不同或許是導(dǎo)致吸氫差異的原因。然而，催化反應(yīng)與催化劑的表面結(jié)構(gòu)相關(guān)，這是Pd和Pt之間的不同，導(dǎo)致兩者之間的對(duì)比出現(xiàn)不確定性。早期的文獻(xiàn)報(bào)道，即使當(dāng)外部的氫氣閥門關(guān)閉的時(shí)，實(shí)驗(yàn)過程中鈀上面吸附氫氣依然可作為反應(yīng)中的氫源繼續(xù)進(jìn)行。這個(gè)效應(yīng)是容易理解的，吸收的氫原子一定包含了氫氣、鈀界面的氫氣和游離態(tài)氫之間的動(dòng)力學(xué)交換：H2→2H*→2H(bulk). *號(hào)表示吸附態(tài)的氫。
重要的一點(diǎn)是，是否氫之間的動(dòng)力學(xué)交換會(huì)影響到反應(yīng)中的催化活性。最近的研究表明，催化劑內(nèi)的氫在H/D交換和選擇性炔烴加氫反應(yīng)中起著重要的作用。然而，這些實(shí)驗(yàn)基本是在低壓(p < 30 mbar)和/或低溫(T < 150k)下進(jìn)行。為回答這個(gè)問題，作者搭建了一套系統(tǒng)，它能夠改變和測(cè)量體系中的氫含量，同時(shí)測(cè)量選擇性反應(yīng)在催化相關(guān)條件下的轉(zhuǎn)化率:CO2＋H2→CO2+ 2H*→CO+H2O。
值得注意的是，文章所描述的實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟⒉皇菫榱碎_發(fā)一種特別好的CO2還原催化劑，而是為了顯示體系中氫濃度和催化劑表面吸附量之間的直接關(guān)系，體系中氫含量的測(cè)定通常由氣體分析儀根據(jù)體積的變化進(jìn)行。這在催化過程中測(cè)定氫的濃度基本是不可能的，因?yàn)闅怏w分析裝置會(huì)影響到氣體的體積。替代的方法是間接測(cè)量，例如X射線衍射光譜和X射線吸收光譜。在這篇文章中，作者搭建了一套重量法氫氣分析系統(tǒng)，通過磁懸浮天平來改變體系中的溫度、壓力和氣體成分。
2、實(shí)驗(yàn)儀器
磁懸浮天平、紅外光譜分析儀
3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
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提取碼：lewg
4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論
反應(yīng)系統(tǒng)的壓力—成分等溫線通過磁懸浮天平重量法進(jìn)行測(cè)試，混合氣為H2和CO2。CO2氣體的增加對(duì)吸氫平臺(tái)沒有影響。在形成氫化物后，依賴于CO2壓力的加氫反應(yīng)表現(xiàn)出較小的斜率，結(jié)果表明，氫鈀電子相互作用導(dǎo)致氫在催化劑表面吸附形成的覆蓋面積減小，氫鈀電子相互作用導(dǎo)致的氫鈀比最大為0.7。