[发明专利]一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置与应用方法

说明书

本发明公开了一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置与应用方法，属于催化剂、吸附剂制备与改性领域。所述催化剂、吸附剂的高通量评价装置由液流管路、载气管路、气氛吸附/脱附系统、尾气净化系统。所述气氛吸附/脱附系统由样品室、气化间、热风间、在线分析检测系统。所述测量方法是通过样品预处理、液流流量控制、载气大小调节、吸附/脱附实验等步骤完成。该评价装置与应用方法，操作简单，在线程度高，可以同时对多组不同催化剂、吸附剂并行进行评价，预先获取吸附/脱附过程中的解吸剂组成、温度、流量等参数，还可以进一步应用于催化剂、吸附剂精制领域研究，为大规模的工业化生产前期评估提供了一种新方法。

技术领域

本发明属于催化剂、吸附剂制备与改性领域，具体涉及一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置与应用方法。

背景技术

近些年，传统精制提纯工艺相应的弊端逐渐显示出来，比如需要更多的塔板数，更长馏程，模拟移动床色谱技术作为一种可以替代的新方式，逐渐得到工业领域应用，尤其针对同分异构体，近沸点化合物，吸附分离成为高效分离手段，而催化剂或吸附剂，作为其中一个重要环节，不同结构，不同的阳离子组成都将会在不同领域得到应用，况且催化剂或吸附剂在资源利用、能源开发、医药制造、环境保护等多个领域也占有极其重要的地位，因此催化剂或吸附剂的性能评价技术显得尤为重要。

在现有技术中，比如CN203465255U、CN109060591A，常采用甲苯、水蒸气作为吸附质，来评价催化剂、吸附剂吸附容量，获取相应催化剂、吸附剂的性能。随着有机合成、分离精制和催化领域的发展，不断新型催化剂、吸附剂被合成出来，而评价这些催化剂或吸附剂成为技术难题，如何找到一种高通量、在线评价、操作简单的设备与方法具有重大意义。

由现有技术获知，例如CN107543772A、CN111097372A，普遍都是采用容量方法。众所周知，容量法是一种间接评价催化剂、吸附剂性能的方法，所测试精度主要依赖于气体状态方程式的选取、自由空间体积的标定、压力以及温度传感器的精度，测试结果误差相对较大，不易控制，而重量法是一种直接评价催化剂、吸附剂性能的方法，评价过程中不涉及到气体状态方程式的选取和压缩因子计算等问题，其测试精度只依赖于传感器的精度，测试误差也比较容易控制。

由上述现有技术也可以看到，现有设备普遍使用水浴、油浴加热装置，需要所有的装置都布置在恒温加热容器中，让整体环境升温，再传递至反应器中，需反应器中的催化剂、吸附剂达到目标温度值，稳定后，再进行评价实验，这极大的降低了传热效率，以及升温速率，进而延长了评价实验效率。因此，上述技术问题限制了其推广应用，尤其在需要快速、高效、大量筛选催化剂、吸附剂领域使用。

科研研究项目终究面向工业生产，服务社会生活，获取经济效益，而在工业放大生产之前，需要大量的催化剂、吸附剂评价工作，无形增加成本、延长成果转化进程，因此，急需一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置与方法。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置及其应用方法，通过本发明所述装置，在解决上述技术问题同时，也提供一种使用方法。通过本发明所述装置的气氛吸附/脱附系统，不但可以用于评价催化剂或吸附剂的吸附/脱附性能，而且也可以作为高极性难精制化合物的提纯中，对多组不同催化剂或吸附剂的快速筛选。

本发明的气氛吸附/脱附系统包括在线分析检测系统，作为一种重量法等温吸附测量装置改进，通过柔性弯曲传感器记录将盛有多组不同催化剂吸附剂的样品池在实验分析过程中变化曲线，进而可以评价不同解吸剂组成、温度、流量对不同催化剂、吸附剂的评价情况。发明的样品室采用套筒设计，内部设计有热风间，通过辅气路从内部对待测催化剂或吸附剂供热，快速、热量转化率高；本发明应用方法由数控信号板获取每组柔性弯曲传感器弯曲阻值所对应输出电压值，根据测得的数据，可以获得所对应的样品的质量变化，同时获得所测吸附剂的工作曲线，可以判断吸附剂的吸附/脱附性能，进而可以评价不同解吸剂组成、温度、流量对不同催化剂、吸附剂的评价情况。