在線催化質譜儀（Online Catalytic Mass Spectrometer）是一種結合催化反應研究與質譜分析技術的先進儀器，能夠在催化反應過程中實時、在線地監(jiān)測氣相產物的組成和變化，為催化機理研究、反應條件優(yōu)化及催化劑性能評估提供關鍵數(shù)據(jù)支持。

技術原理

1. 催化反應模塊：內置微型催化反應器，可在特定溫度、壓力和氣體氛圍下進行催化反應。反應器設計需滿足高效傳熱、傳質及快速響應的要求。

2. 質譜分析模塊：采用高靈敏度質譜儀（如四極桿質譜、飛行時間質譜等），對催化反應產生的氣相產物進行實時檢測。質譜儀通過離子化、質量分離和檢測等步驟，獲得產物的質荷比（m/z）信息，進而確定其分子量和結構。

3. 在線聯(lián)用技術：通過氣體采樣系統(tǒng)將催化反應器與質譜儀直接連接，實現(xiàn)反應產物從催化反應器到質譜儀的無損傳輸和實時分析。

主要功能

• 實時監(jiān)測：可連續(xù)監(jiān)測催化反應過程中氣相產物的動態(tài)變化，包括產物種類、濃度及生成速率。

• 機理研究：通過分析反應中間體和終產物的生成規(guī)律，揭示催化反應的機理和動力學過程。

• 條件優(yōu)化：評估不同反應條件（如溫度、壓力、氣體組成等）對催化性能的影響，指導反應條件的優(yōu)化。

• 催化劑評價：比較不同催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性，為催化劑的篩選和改進提供依據(jù)。

應用領域

• 能源催化：如燃料電池、合成氣轉化、甲烷重整等反應的機理研究和催化劑開發(fā)。

• 環(huán)境催化：如汽車尾氣凈化、揮發(fā)性有機物（VOCs）催化氧化等反應的監(jiān)測和優(yōu)化。

• 化工催化：如石油化工、精細化工等領域中的催化反應過程優(yōu)化和新產品開發(fā)。

• 材料科學：研究納米催化劑的表面反應和結構-性能關系。

技術優(yōu)勢

• 高靈敏度：質譜儀的高靈敏度使其能夠檢測到極低濃度的反應產物，甚至可以實現(xiàn)單分子級別的檢測。

• 快速響應：在線聯(lián)用技術實現(xiàn)了反應產物從催化反應器到質譜儀的快速傳輸，響應時間可達毫秒級。

• 高分辨率：高分辨率質譜儀可以區(qū)分同位素和結構相似的化合物，提供更準確的產物信息。

• 多功能性：可結合其他分析技術（如紅外光譜、拉曼光譜等），實現(xiàn)多維度、多尺度的催化反應研究。

發(fā)展趨勢

• 微型化與集成化：隨著微納加工技術的發(fā)展，在線催化質譜儀正朝著微型化、集成化方向發(fā)展，以實現(xiàn)更高效的催化反應研究和現(xiàn)場分析。

• 高通量與自動化：結合自動化控制和數(shù)據(jù)分析技術，實現(xiàn)高通量的催化反應篩選和優(yōu)化。

• 原位表征：發(fā)展原位表征技術，在催化反應條件下實時監(jiān)測催化劑的結構和性能變化，揭示催化反應的本質。

典型產品

• 譜策ProC-1在線催化質譜儀：采用光電離飛行時間質譜技術，具有高靈敏度、高分辨率和快速響應的特點，廣泛應用于催化反應研究和工業(yè)過程監(jiān)測。

• 其他品牌產品：如Pfeiffer、Hiden Analytical等公司也提供類似的在線催化質譜儀，滿足不同應用場景的需求。