[发明专利]一种使用气体与反应面多相催化测试装置的实验方法

摘要

本发明涉及催化领域的实验方法，一种使用气体与反应面多相催化测试装置的实验方法，通过控制真空腔内气压、温度等参数使得气体平均自由程在10000000微米量级、装置相关部件之间位置待测样品长度、特氟龙罩子内侧至待测样品表面距离、特氟龙罩子外侧至残余气体分析器距离、分析器入口内径、特氟龙罩子侧面上孔内径、特氟龙罩子侧壁厚度分别在特定值，通过直线驱动器I将活动挡板置于所述分析器入口和所述特氟龙罩子开口之间以及收回，从而使残余气体分析器测试并得到两组实验数据，经分析两组实验数据得出待测气体与所述待测样品表面反应后产物的精确信息，提供了经济、简易、真空环境适用的操作方法，各种气体与反应面的反应能够被快速筛选。

主权项

一种使用气体‑表面多相催化测试装置的实验方法，测试装置主要包括真空腔(1)、气体‑表面多相催化的筛选设备(2)、残余气体分析器(3)、分析器入口(4)、计算机(5)、活动挡板(6)、直线驱动器I(7)、支撑平台(8)、直线驱动器II(9)、进气管(10)、供气设备(11)、连接于所述真空腔(1)的排气阀(12)、闸板阀(13)及真空泵组(14)，所述气体‑表面多相催化的筛选设备(2)主要包括特氟龙罩子(15)、反应室(16)、反应室盖(17)、样品台(18)、排气孔(19)、待测样品(20)，测试装置相关部件之间的位置参量包括待测样品长度(21)、特氟龙罩子内侧至待测样品表面距离(22)、特氟龙罩子外侧至残余气体分析器距离(23)、分析器入口内径(24)、特氟龙罩子侧面上孔内径(25)、特氟龙罩子侧壁厚度(26)，所述反应室(16)具有多个出气孔，待测气体相关参数为气体平均自由程，所述气体‑表面多相催化的筛选设备(2)、所述残余气体分析器(3)、分析器入口(4)、活动挡板(6)、直线驱动器I(7)、支撑平台(8)、直线驱动器II(9)位于所述真空腔(1)内，所述气体‑表面多相催化的筛选设备(2)位于所述残余气体分析器(3)及分析器入口(4)的下方；所述残余气体分析器(3)通过电缆连接所述计算机(5)；所述活动挡板(6)连接于所述直线驱动器I(7)、并能够在需要时阻挡从所述气体‑表面多相催化的筛选设备(2)到所述残余气体分析器(3)的测试气体流；所述直线驱动器II(9)通过螺丝连接于所述反应室(16)，能够使所述反应室(16)在所述特氟龙罩子(15)内沿轴向滑动、并能够将某个选定的测试表面移动到所述分析器入口(4)附近；所述样品台(18)固定并密封在所述反应室(16)中，所述样品台(18)上具有至少六个样品位用于放置待测样品，所述反应室盖(17)通过螺纹连接所述反应室(16)，开启所述反应室盖(17)能够取出所述样品台(18)，样品台(18)安装到位时，所述样品台(18)上每个样品位都对应于所述反应室(16)上的一个出气孔，与所述供气设备(11)连接的所述进气管(10)贯穿所述反应室盖(17)并通入所述反应室(16)内；所述特氟龙罩子(15)通过螺丝连接于所述支撑平台(8)，所述反应室(16)位于所述特氟龙罩子(15)内，所述特氟龙罩子(15)为圆柱体，所述圆柱体的上底和下底两端均开口、其侧壁上仅有一个正对着所述分析器入口(4)的开口，与该开口相对应处所述反应室(16)具有一侧向出气孔，使得一个出气孔对应一个样品位，在某一时刻所述反应室(16)上仅有一个孔对应于所述特氟龙罩子(15)上的开口，而所述反应室(16)上其他几个孔被所述特氟龙罩子(15)密封，气体进入所述残余气体分析器(3)，所述反应室(16)侧面开有所述排气孔(19)，实验进行时，所述排气孔(19)被特氟龙罩子(15)密封，其特征是：实验中的条件为：待测气体参数的所述气体平均自由程分别远远大于所述分析器入口内径(24)、所述特氟龙罩子侧面上孔内径(25)、所述特氟龙罩子外侧至残余气体分析器距离(23)、所述特氟龙罩子内侧至待测样品表面距离(22)，所述待测样品长度(21)远远大于所述特氟龙罩子内侧至待测样品表面距离(22)，所述特氟龙罩子侧面上孔内径(25)远远大于所述特氟龙罩子侧壁厚度(26)，所述分析器入口内径(24)远远大于所述特氟龙罩子侧面上孔内径(25)，实验方法步骤依次为：一.所述供气设备(11)中预先储存有待测气体，所述待测样品(20)放置于所述样品台(18)上对应的样品位，所述样品台(18)装入所述反应室(16)并固定，将所述反应室盖(17)固定于所述反应室(16)并密封，二.在所述供气设备(11)停止供气的情况下，通过所述直线驱动器I(7)将所述活动挡板(6)置于所述分析器入口(4)和所述特氟龙罩子(15)开口之间，来自所述活动挡板(6)阻挡在所述气体‑表面多相催化的筛选设备(2)的气体会被随机散射，大部分被泵抽走而不会进入所述残余气体分析器(3)，开启所述残余气体分析器(3)测试并得到一组实验数据，此数据反映的是所述真空腔(1)中的本底气体的信息，三.所述供气设备(11)开始供气，待测气体通过所述进气管(10)进入所述反应室(16)，通过所述直线驱动器I(7)将所述活动挡板(6)从所述分析器入口(4)与所述特氟龙罩子(15)开口之间收回，能够使所述残余气体分析器(3)同时接收到所述真空腔(1)中的本底气体和来自所述气体‑表面多相催化的筛选设备(2)的气体，通过所述直线驱动器II(9)移动所述反应室(16)使得所述样品台(18)上某个所述待测样品(20)的位置对准所述特氟龙罩子(15)开口，然后开启所述残余气体分析器(3)测试并得到另一组实验数据，四.所述残余气体分析器(3)在上述两种情况下得到的信号的差值就是进入所述气体‑表面多相催化的筛选设备(2)的源自测试表面的气体，分析以上两组实验数据，得出待测气体与所述待测样品(20)表面反应后产物的精确信息，五.通过所述直线驱动器II(9)移动所述反应室(16)，使得所述反应室(16)上另一个出气孔对准所述分析器入口(4)，从而进行另一个待测样品表面的测试，依次重复，六.实验结束后，操纵所述直线驱动器II(9)使所述反应室(16)在所述特氟龙罩子(15)中轴向滑动，使得所述排气孔(19)移动至没有所述特氟龙罩子(15)覆盖的位置，从而能够快速排出所述反应室(16)内残余气体。