1. 痛點問題

化學(xué)工業(yè)是國家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，80%以上的化工產(chǎn)品需要依賴催化材料的參與實現(xiàn)生產(chǎn)。借助化學(xué)吸附儀等分析表征裝置可以研究材料的電子結(jié)構(gòu)特征和反應(yīng)動力學(xué)特性等，對催化劑的理性開發(fā)和性能優(yōu)化具有重要意義。

現(xiàn)有的裝置常具有以下問題：

（1）設(shè)備搭建和升級困難：不同功能的儀器交叉耦合，裝置的搭建需從單個儀表的選型入手，搭建流程繁瑣，且單一儀表維護(hù)和升級不便，導(dǎo)致功能受限。

（2）實驗操作流程復(fù)雜：儀器功能單一導(dǎo)致材料不同性質(zhì)表征需要重新制樣并更換分析設(shè)備，實驗流程復(fù)雜，表征效率低。

（3）數(shù)據(jù)采集效率低和精確性差：需人為干預(yù)實驗數(shù)據(jù)監(jiān)測，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集效率低且后續(xù)處理繁瑣，降低實驗結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，不利于自動化、智能化改造升級。

2. 解決方案

本項目開發(fā)了能夠兼具化學(xué)吸附和過渡應(yīng)答測量等多種分析表征功能的模塊化裝置，具有搭建靈活、自動化程度高、表征功能豐富、擴(kuò)展性強(qiáng)和運行穩(wěn)定等優(yōu)點。

（1）功能設(shè)備的模塊化集成：將實現(xiàn)某一特定功能的多個儀表組裝為功能模塊組，再將多個功能模塊組拼接集成，具有搭建靈活、擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點。裝置主要由氣體流量控制模塊、程序控溫模塊、催化反應(yīng)模塊、氣體切換模塊和氣體組分分析等模塊組成，各模塊相對獨立，可根據(jù)實際功能獨立選用相應(yīng)儀表組成。

（2）實驗流程的程序控制：通過電腦端的運行軟件，實現(xiàn)表征裝置的運行控制和數(shù)據(jù)采集。可針對不同實驗需求，靈活調(diào)用裝置中的功能模塊，并結(jié)合算法在線處理實驗數(shù)據(jù)，優(yōu)化運行參數(shù)以提升裝置的分析檢測性能。

圖1. 模塊化全自動化學(xué)吸附儀&階躍-過渡應(yīng)答測量裝置實物圖