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於紅外光譜儀FTIR的原位(In Situ)催化實驗
2021/06/13
何為原位(in situ)?
化學中的in situ(原位)是指「在反應過程中」。而這個觀察是隨著時間持續進行，在反應過程中，可以添加外部變異，如溫度、壓力或改變濃度甚至是照光。化學研究和化工生產中很多情況下要對反應的中間產物進行分析研究，但由於中間產物的不穩定性和難以分離的特點，所以阻止了分析進程的繼續，故採用原位技術來解決這方面的問題。最重要的特點在於，可以得到較之傳統方法更為直接與準確的資訊，有助於判斷過程的變化。
圖1.原位催化實驗示意圖
實驗裝置上的配置說明
有些催化樣品，視其顆粒大小與形態(固、液或氣)，難以壓成足以透過紅外光的厚度錠片，導致無法進行以穿透式量測進行原位反應觀測。若改以散射技術就可以收集到足夠訊號的紅外光到達偵測器，從而得到訊雜比很高的圖譜。這是因為散射式量測技術的是通過樣品的散射光，這一點是穿透光譜無法做到的，尤其是遇到紅外光無法輕易透過的樣品。而粉末狀的催化樣品相對於壓片成錠的樣品來說，更容易得到很好的散射訊號。
圖2.紅外散射裝置的光路圖
原位紅外光譜所能提供的分子資訊非常豐富。在催化中，原位紅外吸收光譜法通常用於識別吸附的物質，並且可以觀測微觀吸附範圍，同時可以在動力學研究中跟蹤其隨時間的變化規律。
圖3.紅外散射裝置的儀器圖
(Thermo Fisher Nicolet iS50 + HARRICK Praying Mantis)
