模块化全自动化学吸附仪&阶跃-过渡应答测量装置

1. 痛点问题

化学工业是国家的基础产业，80%以上的化工产品需要依赖催化材料的参与实现生产。借助化学吸附仪等分析表征装置可以研究材料的电子结构特征和反应动力学特性等，对催化剂的理性开发和性能优化具有重要意义。

现有的装置常具有以下问题：

（1）设备搭建和升级困难：不同功能的仪器交叉耦合，装置的搭建需从单个仪表的选型入手，搭建流程繁琐，且单一仪表维护和升级不便，导致功能受限。

（2）实验操作流程复杂：仪器功能单一导致材料不同性质表征需要重新制样并更换分析设备，实验流程复杂，表征效率低。

（3）数据采集效率低和精确性差：需人为干预实验数据监测，导致数据采集效率低且后续处理繁琐，降低实验结果的稳定性和准确性，不利于自动化、智能化改造升级。

2. 解决方案

本项目开发了能够兼具化学吸附和过渡应答测量等多种分析表征功能的模块化装置，具有搭建灵活、自动化程度高、表征功能丰富、扩展性强和运行稳定等优点。

（1）功能设备的模块化集成：将实现某一特定功能的多个仪表组装为功能模块组，再将多个功能模块组拼接集成，具有搭建灵活、扩展性强等优点。装置主要由气体流量控制模块、程序控温模块、催化反应模块、气体切换模块和气体组分分析等模块组成，各模块相对独立，可根据实际功能独立选用相应仪表组成。

（2）实验流程的程序控制：通过电脑端的运行软件，实现表征装置的运行控制和数据采集。可针对不同实验需求，灵活调用装置中的功能模块，并结合算法在线处理实验数据，优化运行参数以提升装置的分析检测性能。

图1. 模块化全自动化学吸附仪&阶跃-过渡应答测量装置实物图