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CATLAB-PCS 催化微反應器與質譜分析系統
CATLAB-PCS－催化微反應器與質譜分析系統
整合微反應器、氣體控制、溫度程式與即時四極桿質譜的完整催化研究平台
Hiden CATLAB-PCS 是專為催化劑表徵、催化劑篩選、反應測試、動力學與熱力學研究設計的整合式 Microreactor / Mass Spectrometer System。
系統將 Gas Handling、Catalyst Microreactor、Temperature Program、Pulse Injection 與 Real-Time Quadrupole Mass Spectrometry 整合於單一平台，可同步觀察反應條件、催化劑溫度與氣體組成變化。
CATLAB-PCS 系統概述
由單一製造商整合 Microreactor、Mass Spectrometer、Gas Handling 與 Software Control。
CATLAB 是一套完整 Modular Catalysis System，透過 Hardware / Software Integration，將催化反應控制與 Mass Spectrometry Data Acquisition 緊密整合。
系統使用 Low Thermal Mass Furnace 並整合 Air Cooling，可快速執行 Temperature Programmed Experiments。加熱 Ramp 可設定於 1–20 °C/min，最高反應溫度可達 1000 °C。
反應器配置 In-Bed Type-K Thermocouple，可直接量測 Catalyst Bed Temperature，而不是僅量測 Furnace Temperature，使催化反應研究能取得更接近實際樣品條件的溫度資訊。
CATLAB-PCS 搭配 Dedicated Quadrupole Mass Spectrometer，可即時分析多種 Gas Species，並與 MFC、Furnace、Valves 及 Pulse Injection 進行同步控制。
低熱質量催化微反應器
快速溫度控制、主動空氣冷卻與床層直接測溫，適合 Temperature Programmed Catalysis。
最高 1000 °C 催化反應研究
CATLAB 微反應器可依預設 Temperature Program 自動執行升溫、保溫與反應測試，最高溫度可達 1000 °C。
Low Thermal Mass Furnace 有利於快速溫度響應，而 Integrated Air Cooling 則能提高升降溫循環效率，縮短不同 Experiment 之間的準備時間。
搭配 In-Bed Thermocouple，可直接取得催化劑床層實際溫度，因此特別適合 TPD、TPR、TPO、TPRx 與其他 Temperature Programmed Experiments。
可互換式 Catalyst Cartridge
簡化催化劑裝填與樣品更換，提高 Catalyst Screening 與多組材料比較的實驗效率。
CATLAB 採用 Hiden Interchangeable Catalyst Cartridge System，可快速更換不同 Catalyst Samples，簡化樣品裝填與 Reactor Preparation。
對需要比較不同 Catalyst Formulation、Loading、Pretreatment、Reaction Gas 或 Temperature Condition 的研究，可提升整體實驗效率及操作一致性。
多流路氣體與蒸氣進料控制
自動控制反應氣體組成、流量、切換、Gas / Vapour Feed 與 Pulse Injection。
| Gas Channels | 自動 2–4 路，最高可選配 8 路 |
|---|---|
| Flow Control | 各通道獨立 Mass Flow Controller |
| Standard Flow Range | 3–100 mL/min；其他流量範圍可依需求配置 |
| Gas / Vapour Feed | 可配置 Gas Manifold 或 Combined Gas / Vapour Manifold |
| Pulse Injection | 支援自動 Pulse Injection |
| Corrosive Gas | 可選配 Corrosion-Resistant Manifold Configuration |
| Condensation Control | Air Thermostat 與 Trace Heating，降低 Liquid Feed / Product Condensation |
| Flow Configuration | Shut-Off / Bypass Flow，可隔離 Reactor 與 Gas Sampling Port |
QIC 快速取樣與即時四極桿質譜
Close-Coupled Hot-Zone Sampling，直接追蹤催化反應中的快速氣體變化。
Response Time <500 ms
CATLAB-PCS 使用 Close-Coupled Hot-Zone Evolved Species Probe 與 Hiden QIC（Quartz Inert Capillary）直接取樣，縮短 Reactor 與 Mass Spectrometer 之間的 Gas Transfer Path。
系統 Response Time 可低於約 500 ms，可觀察 Gas Switching、Pulse Experiment、Reaction Intermediate 與其他快速瞬態催化行為。
Dedicated Quadrupole Mass Spectrometer 可同步監測多個 Mass Channels，取得 Reactants、Products、Intermediates 與 Background Species 隨時間與溫度的變化。
CATLAB 整合式控制與分析軟體
從 Mass Spectrometer、MFC、Furnace、Valve 到 Pulse Injection，由單一軟體控制完整實驗流程。
CATLAB-PCS 標準搭配 Hiden 最新 CATLAB Software，可同步控制 Mass Spectrometer Data Acquisition 與主要 On-Board Devices，包括 Mass Flow Controllers、Furnace Temperature、Switching Valves 與 Pulse Injection。
最新軟體提供重新設計的操作介面，可採用 User-Controlled Experiment Progress，亦可使用 Template-Driven Experiment Recipes 建立標準化實驗程序。
系統亦強化 Mass Spectral Overlap Handling，可針對多種 Species 產生的重疊 Mass Signals 進行更完整的分析處理。
CATLAB Software 現可提供 Real-Time Quantification，結果可以 ppm 或 % 顯示，使反應物與產物濃度的變化更容易直接判讀。
軟體同時改進 Furnace PID Control、Data Display 與 Reaction Evaluation，使 Temperature-Dependent Catalysis Experiment 的設定、監控與資料分析更加完整。
CATLAB-PCS 主要特色
完整整合催化反應控制、快速氣體取樣與即時 Mass Spectrometry。
- Microreactor + Quadrupole Mass Spectrometer 完整整合
- 最高反應溫度 1000 °C
- Temperature Ramp：1–20 °C/min
- Low Thermal Mass Furnace
- Integrated Air Cooling
- In-Bed Type-K Thermocouple
- Interchangeable Catalyst Cartridge
- Close-Coupled QIC Fast Sampling
- Response Time <500 ms
- Automatic 2–4 Gas Channels，最高 8 路選配
- Gas / Vapour Feed Capability
- Real-Time ppm / % Quantification
典型催化分析應用
從 Catalyst Characterisation、Pulse Chemisorption 到 Reaction Kinetics 與 Temperature Programmed Analysis。
TPD
Temperature Programmed Desorption，用於研究 Adsorbed Species、Desorption Temperature、Binding Strength 與 Surface Interaction。
TPR / TPO
Temperature Programmed Reduction / Oxidation，用於研究 Catalyst Reducibility、Oxidation Behaviour 與材料活性狀態。
TPRx
Temperature Programmed Reaction，可同步觀察 Reactant Conversion 與 Product Formation 隨溫度的變化。
Pulse Chemisorption
利用受控 Pulse Injection 研究 Catalyst Adsorption、Active Site、Metal Dispersion 與 Surface Reaction Behaviour。
Reaction Kinetics
即時監測 Reactants、Products 與 Intermediate Species，研究反應速率及不同反應條件對催化性能的影響。
Catalyst Screening
利用 Interchangeable Catalyst Cartridge 與自動實驗控制，快速比較不同 Catalyst Formulations 與 Reaction Conditions。
Hydrogen & Energy Materials
可應用於 Hydrogen Storage、Hydrogen Production、Methane Reforming 及相關能源催化材料研究。
Biomass & Reaction Studies
適合 Biomass Conversion、Gas-Phase Reactions、Catalytic Hydrogenation 與其他需要即時產物監測的催化研究。
為何選擇整合式 CATLAB-PCS？
反應器、氣體控制與 Mass Spectrometer 使用同一控制架構，減少多套設備獨立操作造成的時間差。
傳統催化實驗常需要分別控制 Gas Mixing、Furnace、Switching Valve、Pulse Injection 與 Mass Spectrometer，再由研究人員事後將不同設備的資料重新對時。
CATLAB-PCS 將這些功能整合至同一系統，使 Gas Flow、Temperature、Valve State、Pulse Event 與 Mass Spectrometry Data 能於同一 Experiment Timeline 中執行與記錄。
因此特別適合需要高 Repeatability、Temperature Program、Transient Experiment、Catalyst Screening 與 Reaction Kinetics 的研究工作。
CATLAB-PCS 催化研究系統影片
Microreactor with Integrated Mass Spectrometer for Catalysis Studies
恩詠有限公司－Hiden CATLAB-PCS 催化反應系統規劃與技術服務
CATLAB-PCS 的實際配置需依 Catalyst Type、Gas / Vapour Feed、Maximum Temperature、Gas Flow、Catalyst Volume、Reaction Products、Mass Range 與所需 Response Time 進行規劃。
恩詠有限公司可依客戶的催化劑種類、TPD／TPR／TPO／TPRx、Pulse Chemisorption、反應溫度、Gas / Vapour Feed、MFC 流量範圍、反應產物、腐蝕性氣體與質譜分析需求，協助評估適合的 Hiden CATLAB-PCS 系統配置。