Autochem III -触媒特性評価分析装置

分析装置1台で触媒特性評価ラボの機能が実現

サンプルとガスの優れた温度制御、特許取得済みのガス混合、100%アップしたセンサ感度で業界トップレベルの精度を実現
急速冷却機能とTPR用非低温水分捕集、また、最も使用頻度の高いガス流を事前配管し、1日あたりの時間を節約
ガラス真空フラスコや低温液体、高温器具の複雑な操作が不要なため、オペレーターの安全性が向上

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概要

MicromeriticsのAutoChemは、化学吸着反応および昇温反応評価のために自動化された高精度システムであるため、触媒反応特性評価で最も広く使用され、数多く引用されているシステムです。

新型AutoChem IIIは、1日の作業時間を節約し、最高感度で再現性のある測定を行い、オペレータの安全性を強化する設計が期待を超える性能を発揮します。

アプリケーション

ネットゼロ技術: 効率的で効果的な触媒の開発は、持続可能なエネルギーの未来を可能にするCO₂の削減と水素経済の継続的な発展に必要なものです。AutoChem IIIは、電解用電極上のH₂/O₂の吸着と解離の最適化に有用なツールで、反応条件の近くで脱離が起こるかどうかを示し、反応性や選択性などを最適化するために酸または塩基部位を定量化します。

燃料電池: Pt/C、PtRu/C、PtRuIr/Cを含む白金系触媒は、多くの場合、昇温還元によって特性が評価され、酸化物相とパルス化学吸着の数を決定し、金属表面積、金属分散、結晶平均粒径を計算します。

部分酸化: アンモニア、メタン、エチレン、プロピレンの気相酸化に使用されるマンガン、コバルト、ビスマス、鉄、銅、銀の触媒の特性は、昇温酸化と脱着、酸素の脱離熱および解離を用いて評価されます。

接触分解: ゼオライトのような酸性触媒は、大きな炭化水素をガソリンやディーゼル燃料に変換するために使用されます。これらの物質の特性評価には、アンモニア化学吸着と昇温脱離が含まれます。

触媒改質: シリカ、アルミナ、シリカアルミナに白金、レニウム、スズなどが含まれる触媒は、水素、芳香族、オレフィンの製造に用いられます。

異性化: 貴金属（一般的には白金）を含む細孔ゼオライト（モルデナイトおよびZSM-5）などの触媒は、リニアパラフィンを分岐パラフィンに変換するために用いられます。

水素化分解: 水素化脱硫と水素化脱窒素: 一般的に金属硫化物（ニッケル、タングステン、コバルト、モリブデン）から成る水素化分解触媒は、一般的な接触分解プロセスには適さない、多環式芳香族を含むフィードの処理に使用されます。

水性ガスシフト反応: 水性ガスシフト反応は、水素のライフサイクルにおける重要な要素であり、ネットゼロ技術への移行を推し進めるものです。銅-亜鉛-アルミナと鉄-クロミアなどが多く見られる触媒の組み合わせは、TPRとパルス化学吸着によって活性を最大化することが特徴です。

システム構成

質量分析計は、特定の反応生成物を同定し、量を測るための直接プローブが備わっています。これは未知の反応や複数の生成物を生じる反応を研究する場合に特に有用です。加熱輸送ラインを備えたシングル四重極質量分析計は、最大200 amuの質量フラグメントの検出とAutoChem IIIの操作に統合されたデータ収集を実現します。AutoChem IIIには、ラボの既存の質量分析計と連携させるための一般的な質量分析計用通信ポートも備わっています。

分析用サンプルの調整、または水、アルコール、ピリジン、芳香族有機物などの規則的または連続的蒸気流の存在下で測定を行います。

液体窒素を用いた制御冷却で最低-100℃の温度で実験を開始します。

特に反応性の高いガス組成を必要とする反応化学で、耐食性が強化された特別バージョンのAutoChem IIIを利用できます。濡れた材料は、高耐性ハステロイ、高度に安定したペルフルオロエラストマー、不活性コーティングされたステンレス鋼で構成され、最も過酷な作業条件下で最大の安定性を提供します。

仕様

温度	室温～ 1200°C
Temperature ramp rates	-100°C～800°C:最大100°C/分 800°C～1000°C:最大50°C/分 1000°C～1200°C:最大25°C/分
Preparation gases	6つの入口: H₂、O₂、He、Ar、H₂/Arなど
Carrier gases	6つの入口: HE、AR、H₂/ARなど
Analysis (loop) gases	He、H₂、CO、O₂、N₂O、NH₃/Heなど

温度

室温～ 1200°C

Temperature ramp rates

-100°C～800°C:最大100°C/分

800°C～1000°C:最大50°C/分

1000°C～1200°C:最大25°C/分

Preparation gases

6つの入口: H₂、O₂、He、Ar、H₂/Arなど

Carrier gases

6つの入口: HE、AR、H₂/ARなど

Analysis (loop) gases

He、H₂、CO、O₂、N₂O、NH₃/Heなど

すばやく簡単

新しいAutoChem IIIは、主要な操作を素早く簡単に行えるよう設計されているため、測定に費やす時間を減らして1日の時間を節約し、進捗に時間をかけることができます。

迅速なターンアラウンドタイム

新しいAutoCoolは、実験前と実験中に試料チューブを迅速に冷却する統合型ガス供給システムです。

AutoCoolは、他のシステムよりも一般的に30分速い冷却を実現し、液体や外部的な支援が不要です。

他の蒸気補足用スラッシュバスはもう不要

新しいAutoTrapが、蒸気を効果的に捕捉します。シンプルで使いやすい。AutoTrapで毎日の調整時間を節約できます。

AutoTrapでは、手間のかかるスラッシュバスの調整が不要です。

メソッドを視覚化する

思い描いたものをプログラムし、プログラムしたものを視覚化します。

新しい MicroActiveメソッドエディタは、AutoChemのメソッドに使用できる直感的なプロセス図解機能が特長です。

メソッドの各工程で視覚的なプロセスの図を活用し、プログラムされた装置の状態を確認しましょう。自分のメソッドを確実に想像通りに図示することができます。

高精度を簡単に実現

AutoChem IIIは、検出器校正の自動化により定量的精度を簡略化します。従来システムは、温度や圧力の変化を無視する基準物質または単一点オフセットを複数回実行する校正を必要とします。

AutoChem IIIは、インジェクションループの温度と圧力の補正を含む特許取得済みのシステムのガス混合機能で、プロセスを完全自動化し、正確な結果を生成して、正確な校正と結果の精度を保証します。このプロセスは高速で自動化されており、オペレーターの介入を必要とせず、他の装置よりも正確な結果を得ることができます。

米国特許No. 10,487,954 B2

サンプルの装填が簡単

特許取得済みの新型KwikConnectは、部品の数を半分に減らし、ねじ式接続部がないため、従来の設計よりも試料チューブを素早く簡単、確実に設置できます。取り付けと取り外しが素早く簡単にできるため、試料チューブの破損リスクが軽減し、スナップ式の開閉部でシステムを完全に密閉できるため安心して使用できます。

米国特許No. 11,105,825 B2

すぐに実行可能

ガスラインの接続のやり直しや切り替えで時間を無駄にするのはやめましょう。必要なときに必要なものが備わっています。AutoChem IIIには18種類のガス流を備えているため、いつでも次の反応評価を実行できます。

また、適切に混合されたガスを使用することで、設計不良の外部ガス接続によるエラーや、複数のガスの混合でデータ精度が損なわれ、不必要にマスフローコントローラのエラーが生じることがなくなります。

自信のある意思決定を可能にする高精度測定

AutoChem IIIは、自信のある意思決定を可能とする結果を提供します。業界最高の測定精度と再現性(お客様の反応環境に適合する場合)により、確信を持って実行することが可能になります。

貴重な触媒材料の不活性化を防ぎながら反応条件をシミュレートするには、熱精度を厳密に制御することが不可欠です。AutoChem IIIは、主要な性能特性すべてにおいて、利用可能なシステムすべてを上回っています。

最も幅の広い温度範囲：-100°C～1200°C
最も幅の広い加熱速度範囲：0.1°C/分～100°C/分
- 再現可能な温度プロファイル
- 活性化エネルギー(Ea)を正確に測定
ローカルサンプルの温度測定
- オーバーシュートのない優れた制御精度
独立制御の4つのガス流温度ゾーンが、蒸気の結露を防ぎ、測定の安定性を向上

AutoChem IIIは、ガスフロー経路の流量が最小のため、ガスフロー条件を変更する際のキャリーオーバーやシグナルテーリングがありません。これにより、実験毎に構成を切り替える場合でも、正確なガス流組成が保証されます。

18種類のガスの入口を備え、その場でガスを混合することで生じるエラーを起こすことなく、必要なガス組成の調整が使用できます。

すべての工程で優れた温度制御を実現

炉:反応条件をシミュレート
蒸気:蒸気の組成を制御
ガス流:検出感度を最大化
検出器:堅牢性を確保

新型AutoChem IIIは、従来製品よりも110%高い感度を実現する新しい熱伝導度型検出器(TCD)を搭載しています。これにより、少ないサンプル質量で正確な二次反応の検出が可能となり、部位範囲といった触媒特性の精度を向上させることができます。

検出器の感度は、サンプルストリームに安定した基準を提供する専用のマスフローコントローラ(MFC)の基準ストリームによって強化されています。別の装置では、基準経路と信号経路の両方に共通のキャリアストリームが使用され、測定と基準ストリームの間に干渉が生じて信号が不安定になります。

温度制御されたTCDは、堅牢なセンサで、動作寿命が長く、精度の低い装置に使用される4素子検出器の早期故障を引き起こすガス流漏れといった動作エラーの本質的な保護機能を備えています。

自動蒸気校正、1%超のインジェクション再現性、刷新された連続注入機能を備えた蒸気発生器を搭載し、迅速な分析と表面選択性と機能性のより完全な特性評価を実現します。

このシステムは、水、アルコール、アミン、有機物などの飽和蒸気の均一なストリームを生成し、TPD用サンプルの調製、または反応ガス流として使用されます。

新しい連続注入機能により、不連続の蒸気流パルスに限定された従来システムよりも迅速かつ均一な蒸気注入が可能になります。

Micromeritics独自のデータ解析ソフトウェア、AutoChemを使用することで、実験データから材料特性への迅速な移行が実現します。必要な答えがすべて得られる:

制限選択、ベースライン定義、積分、デコンボリューションなどのインタラクティブなピーク分析
パルス化学吸着、%分散、金属表面積、結晶粒径、一次速度論、脱着熱、活性化エネルギー、BET、Langmuir、総細孔容積などの解析モデルを搭載
質量分析データのシームレスな統合
詳細で構成可能なグラフィカルレポート

オペレーターの安全性の向上

AutoChem IIIは、測定の全段階でオペレーターの安全性を向上し、曝露の機会や危険がはらむ状況を低減します。

低温液体不使用

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新開発のAutoTrapは、液体窒素などの低温液体を使わずに水分を除去します。また、AutoTrapでは、ガラス真空フラスコでアルコールやその他の溶剤を激しく混ぜ合わせなくてはならないスラッシュバスの調製も不要です。

冷たい触感

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新しいAutoCoolは、毎回実験を終えた後の試料チューブを素早く室温に冷却するため、高温になったガラス製試料チューブを扱うことなくサンプルを交換し、すぐに次の実験を始められます。KwikConnectの試料チューブ保持システムにより、ねじ式接続部をひねったり別のアダプタピースを使用したりすることなく、1回の動きでチューブを取り外せます。

サードパーティによるテストおよび検証済み

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Micromeritics製品は、サードパーティによる最高水準の規制への準拠と運用安全性への適合が認められています。別途資格や評価が必要な場合でも、システムの電気的安全性、互換性の要件に適合するか、またはそれ以上の性能が認められているため、自信をもって設置、実行いただけます。

Micromeritics AutoChem III