文档介绍：催化剂活性组分晶粒大小分布
的测定方法及应用
史乃弘刘林光朱伟于勤
(西南化工研究院,四川纳溪) (南京化工研究院) (南京炼油厂研究所)
刘振义
(北京化工研究院)
提要
本文介绍了选择衍射峰重心为变换原点、外延变换系数尾部和平滑分布函数等数据
处理方法,消除了级数尾部效应等对分布函数的干扰,从而成功地测定了天然气转化催化剂活
性组分的晶粒分布。显示了烧结型催化剂分布函数的双峰特征及其与活性
等物化参数的关系。
粉末催化剂样的晶粒分布问题,近年来引起了国内外广泛兴趣。催化剂活性组分的
晶粒分布与工艺过程有密切关系,它影响催化活性和选择性。因此,晶粒分布是催化剂
性能的一个重要技术指标。一般用射线宽化法测定平均晶粒度,但该法显得十分粗
糙。应用付里叶变换,可从样品衍射峰中得出晶粒分布和较精确的平均晶粒度,还能提供
微应力、层错等重要信息
获得较大晶粒的合理分布函数较为困难,文献报道甚少。本文系统介绍了平均晶粒
为以下晶粒的分布测定方法。由于采用了消除断尾效应等干扰的有效措施,成功
地求得烧结型催化剂合理的晶粒分布。本文数据处理所用程序是由
Ⅳ语言编成的,在南京化工研究院电算站西德系列电子计算机上完
成。
基本原理
实验所得的多晶衍射峰,在晶格畸变可以忽略的情况下,是仪器因子和晶粒
大小因子的旋积。即,
式中为倒易点阵中平行于〔〕方向,并在╤)节点附近的连续变量。
年月日收到,年月日收到修改稿。
其中,θ为衍射峰最大值或重心处的角; 为辐射波长;为“虚设晶胞”长度,
它取决于衍射峰的弥散程度,其值由实验衍射峰中选取
θ为衍射峰强度下降到零时的角。
为了求出晶粒大小因子,必须通过解旋积方法把从实验可得的和
中解出。以下用法求
为的付里叶变换系数,它由实数项和虚数项两部分组成
式中,琀,相应为以样品和标样的衍射峰,的重心为
原点,付里叶变换的系数实虚数项。
级数断尾效应对付里叶变换函数的波动性影响较大,适当地增加级数项
可以改善波动性。为此,以指数函数形式外延尾部,即,
常数,用最小二乘法计算求得。
由于角因子对较大晶粒的衍射峰形影响甚小,可不予考虑。但在测定平均晶粒为
以下的分布函数时,因小晶粒衍射峰形弥散,必须对作角因子修正。则式
中为替代,改写成
这样即可得到波动较小的实验基准曲线。
式()中由下列角因子修正求得
,β拢为待定系数,利用下列方程及实验测得的值求出:
其中,是样品中各种原子的原子散射因子
由可计算体均晶粒度和分布函数。
由~曲线几何作图法,可求得分布函数,即
为垂直某衍射面方向上,晶胞“柱”平均占有的晶胞个数。
由不等式可判断~玭为上凹形曲线,不然须作修正。实际求得的曲线往往
在附近出现下凹现象,即“效应。外推~曲线(如图所示),并将外
推所得归一化来校正该效应。
由于作图法求分布误差较大,常用计算法求分布函
数
为整个样品中“柱”长为个晶胞的晶胞“柱”
数占晶胞“柱”总数的百分比。
据文献〔〕所述, 分布函数畸变是由付里叶变
换断尾效应、背景错误估计及衍射峰尾部的测量精度差
等原因所造成。为了消除分布函数负的极小值和虚假振
动的影响,必须对分布函