專(zhuān)利名稱(chēng)：：用于篩分催化劑庫(kù)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及采用質(zhì)譜儀快速篩分多相和均相催化劑庫(kù)活性和選擇性的方法。本發(fā)明提供了快速篩分來(lái)自催化劑庫(kù)中所有催化劑位點(diǎn)的氣體、液體或固體產(chǎn)物的方法，它是采用質(zhì)譜儀將其與選擇共振增強(qiáng)的多光量子電離(REMPI)的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。固體和液體催化劑用于大量的化學(xué)品和燃料的生產(chǎn)中，以這種方式能顯著地對(duì)經(jīng)濟(jì)和高生活水平作出貢獻(xiàn)。國(guó)家研究委員會(huì)，″催化未來(lái)展望(catalysisLookstotheFuture)″，NationalAcademyPress，Washington，D.C.，1992。催化劑也具有重要的環(huán)境利益，如在內(nèi)燃機(jī)的催化轉(zhuǎn)化器方面。但是，盡管它們具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和廣泛的用途，但是，新的和改進(jìn)的催化劑的開(kāi)發(fā)仍是困難的和相當(dāng)不可預(yù)知的試驗(yàn)和試錯(cuò)方法。傳統(tǒng)地，一種個(gè)別的催化劑是采用大量沉悶和消耗時(shí)間的方法來(lái)制備的，測(cè)定和評(píng)價(jià)催化活性、改進(jìn)、再測(cè)定和評(píng)價(jià)，直到不再作進(jìn)一步的改進(jìn)。這種方法，盡管消耗時(shí)間，業(yè)已經(jīng)成功地發(fā)現(xiàn)了大量的固體催化劑，Heinemann，H.，″工業(yè)催化劑簡(jiǎn)史″，CatalysisScienceandTechnology，Anderson，J.R.andBoudart，M.Eds.，Chapter1，Springer-Verlag，Berlin，1981，和均相液態(tài)催化劑，Montreus，A.andPetit，F(xiàn).，″工業(yè)催化劑的工業(yè)應(yīng)用″KluwerPublishing，NewYork，1988。組合化學(xué)，其中有大量的化學(xué)變體是快速制備的，所形成的化學(xué)庫(kù)接著采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)根據(jù)需要的性質(zhì)進(jìn)行篩分，是一種特別吸引人的用來(lái)發(fā)現(xiàn)新催化劑的方法。Chem.Eng.News，12Feb.1996.組合合成方法，起先是用于合成大量的生物低聚物庫(kù)，如肽和核苷酸，但是，可用于藥物試驗(yàn)的小分子庫(kù)的創(chuàng)建正在增加。Nielsen，J.，Chem.&Indus.，902，21Nov.1994。最近，組合多樣性合成方法業(yè)已經(jīng)擴(kuò)大到用于超導(dǎo)的固態(tài)化合物，Xiang，X-D.，Sun，X.，Briceno，G.，Lou，Y.，Wang，K-A.，Chang，H.，Wallace-Freedman，W.G.，Chen，S-W.andSchultz，P.G.，″一種材料發(fā)現(xiàn)的組合方法(ACombinatorialApproachtoMaterialsDiscovery)″，科學(xué)，268，1738，1995，磁阻效應(yīng)，Briceno，G.，Chang，H.，Sun，X.，Schultz，P.G.andXiang，X-D.，″采用組合合成方法發(fā)現(xiàn)的一類(lèi)鈷氧化物磁阻材料(AClassofCobaltOxideMagnetoresistanceMaterialsDiscoveredWithCombinatorial.Synthesis)″科學(xué)，270，273，1995and發(fā)光，Wang，J.，Yoo，Y.，Takeuchi，I，SunX-D.，Chang，H.，Xiang，X-D.andSchultz，P.G.，″一種來(lái)自組合庫(kù)的藍(lán)色熒光復(fù)合物材料的鑒定(IdentificationofBluePhotoluminescentCompositeMaterialfromaCombinatorialLibrary)″，科學(xué)(Science)279，1712，1998，Danielson，E.，Golden，J.H.，McFarland，E.W.，Reaves，C.M.，Weinberg，W.H.，andWu，X-D.，″一種發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化發(fā)光材料的組合方法(ACombinatorialApproachtotheDiscoveryandOptimizationofLuminescentMaterials)″，自然(Nature)，398，944，1997，Sun，X-D，Gao，C.，Wang，J.andXiang，X-D.，″采用組合庫(kù)的高級(jí)磷的鑒定和優(yōu)化(IdentificationandOptimizationofAdvancedPhosphorsusingCombinatorialLibraries)″，App.Phy.Lett.，70，3353，1997和Sun，X-D.，Wang，K.A.，Yoo，Y.，Wallace-Freedman，W.G.，Gao，C，Xiang，X-D.和Schultz，P.G.，″發(fā)光材料庫(kù)的溶液相合成方法(Solution-PhaseSynthesisofLuminescentMaterialsLibraries)″，Adv.Mater，9，1046，1997.在這些實(shí)例中，物理掩蔽的各個(gè)樣品，每個(gè)都是采用帶有計(jì)算機(jī)控制的多通道轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的接觸探針進(jìn)行測(cè)量的。結(jié)合到質(zhì)譜上的微探針取樣，Kassem，M.，Qum，M.和Senkan，S.M.，″富含1，2-C2H4Cl2/CH4/O2/Ar火焰燃料的化學(xué)結(jié)構(gòu)微探針冷卻對(duì)氯代烴火焰取樣的影響″，Combust.Sci.Tech.，67，147，1989，和原位IR，Moates，F(xiàn).C.，Somani，M.，Annamalai，J.，Richardson，J.T.，Luss，D.andWilson，R.C.，″多相催化劑組合庫(kù)的紅外線(xiàn)溫度差示篩分方法(InfraredThermographicScreeningofCombinatorialLibrariesofHeterogeneousCatalysts)″，Ind.Eng.Chem.Res.，35，4801，1996，已經(jīng)提出用于催化劑的篩分，但是還存在嚴(yán)重的不足，不具有足夠的靈敏性、選擇性、空間分辨率或高的通過(guò)量，以篩分大量的催化劑庫(kù)，而且，也缺乏同時(shí)評(píng)價(jià)成百或上千種化合物活性的能力。Service，R.F.，″高速率材料設(shè)計(jì)(HighSpeedMaterialsDesign)″，Science，277，474，1997。微探針質(zhì)譜需要取樣和轉(zhuǎn)移非常小量的含有低濃度來(lái)自每個(gè)位點(diǎn)的產(chǎn)物物種的氣體，這使得該方法不能實(shí)際用于快速篩分。原位紅線(xiàn)技術(shù)不能提供關(guān)于產(chǎn)物選擇性的信息，而這對(duì)于催化劑的鑒定是非常重要的。質(zhì)譜是一種業(yè)已確定且應(yīng)用廣泛的用于測(cè)定氣態(tài)物種質(zhì)量的方法。這種技術(shù)包含有氣態(tài)分子的電離，它可采用多種方法進(jìn)行，例如，作為范例，采用電子碰撞方法或光離子化方法，之后，采用如四極質(zhì)譜或飛行時(shí)間質(zhì)譜等技術(shù)進(jìn)行離子分離，并采用合適的檢測(cè)器檢測(cè)選擇的離子。毛細(xì)管探針取樣質(zhì)譜最近已有報(bào)道，用于催化劑庫(kù)的篩分，Cong，P.；Giaquinta，D.；Guan，S.；McFarland，E.；Self，K.；Turner，H.；andWeinberg，W.H.，″氧化催化劑發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化的一種組合化學(xué)方法(AcombinatorialChemistryApproachtoOxidationCatalystDiscoveryandOptimization)″，ProcessMiniaturizationSection，2ndIntl.Conf.MicroTechnol.，March9-12，1998，NewOrleans，La.，pg.118.Cong等人指出，通過(guò)毛細(xì)管周?chē)沫h(huán)形空間引入反應(yīng)氣體到單獨(dú)庫(kù)位點(diǎn)，產(chǎn)物氣體經(jīng)毛細(xì)管從所述庫(kù)位點(diǎn)流到質(zhì)譜電離區(qū)。Cong.等人報(bào)道在約2小時(shí)內(nèi)完成144個(gè)庫(kù)位點(diǎn)的測(cè)量。采用Cong，等人方法中的毛細(xì)管的樣品轉(zhuǎn)移速率，受到質(zhì)譜室所允許的泵壓速率的限制。毛細(xì)管探針取樣的另一個(gè)不足之處在于，相對(duì)較長(zhǎng)的轉(zhuǎn)移管道表面會(huì)引起可能的吸附和催化作用。尚有大量還未探索的二元、三元、四元和更多元的固態(tài)材料、有機(jī)金屬物種和其它復(fù)雜的金屬化合物，它們可能都具有優(yōu)良的催化性能。先有傳統(tǒng)的方法還不足以快速合成和篩分這些巨大數(shù)量的催化化合物。對(duì)于為制備多相和均相狀態(tài)庫(kù)和按預(yù)期催化性能進(jìn)行篩分的開(kāi)發(fā)或更為高效和系統(tǒng)的方法，是非常必需的。組合固態(tài)合成技術(shù)尚未用于發(fā)現(xiàn)新的和/或改進(jìn)催化劑。一個(gè)重要的障礙是這種方法缺乏廣泛的適用性、靈敏性、選擇性和高通過(guò)量的測(cè)量技術(shù)(可用來(lái)快速篩分大量的催化劑庫(kù))。催化劑篩分要求明確地檢測(cè)特定產(chǎn)物分子在一個(gè)巨大庫(kù)上很小催化劑位點(diǎn)鄰近的存在，而不象超導(dǎo)或磁阻效應(yīng)那樣，它們兩者都可容易地采用傳統(tǒng)的接觸探針進(jìn)行檢測(cè)，或者，不象發(fā)光那樣可采用光發(fā)射就可檢測(cè)。本發(fā)明提供一種快速篩分由組合合成方法所生成的均相和多相催化劑庫(kù)的活性和選擇性的高通過(guò)量方法。固態(tài)和液態(tài)催化劑庫(kù)可通過(guò)采用多種技術(shù)而生成，它們可包含有大量化學(xué)元素和化合物的組合。在一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑庫(kù)可以通過(guò)采用質(zhì)譜的高通過(guò)量篩分對(duì)活性和選擇性進(jìn)行篩分。按照本發(fā)明，催化劑庫(kù)的微反應(yīng)器和反應(yīng)產(chǎn)物向用于分析的質(zhì)譜中的直接轉(zhuǎn)移，提供了催化劑庫(kù)的快速篩分方法。本發(fā)明的技術(shù)和裝置，是采用微反應(yīng)器以整體結(jié)構(gòu)排列的催化劑庫(kù)，帶有自由噴射取樣探針把反應(yīng)產(chǎn)物送到質(zhì)譜中，這使得在約1-5秒的時(shí)間內(nèi)篩分每一個(gè)位點(diǎn)變得可能，較之于上述Cong等人教導(dǎo)的方法有明顯的改進(jìn)，同時(shí)消除了毛細(xì)管微探針取樣固有的可能的壁效應(yīng)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，質(zhì)譜分析也可與產(chǎn)物氣體的共振增強(qiáng)電離和微電極篩分結(jié)合一起使用。在兩種篩分方法均可行的情況下，輻射活化也可用來(lái)快速鑒定有希望的位點(diǎn)，接著質(zhì)譜可用來(lái)更為詳細(xì)地計(jì)量收率和選擇性。在輻射頻率范圍內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)物唯一的共振增強(qiáng)多光量子電離信號(hào)的鑒定可能不適用，在這種情況下質(zhì)譜方法可用來(lái)快速篩分催化劑庫(kù)。反應(yīng)器內(nèi)的原位檢測(cè)方法，是采用具有高靈敏性、專(zhuān)一性和實(shí)時(shí)特性的共振增強(qiáng)多光量子電離方法，REMPI，其中，脈沖的和可調(diào)的電離光源用來(lái)選擇性地光離子化期望的反應(yīng)產(chǎn)物，而不是離子化反應(yīng)物和/或其它的背底物種。由可調(diào)光束在由來(lái)自反應(yīng)物與特定催化劑庫(kù)位點(diǎn)接觸而得到的反應(yīng)產(chǎn)物流中所形成的光離子或光電子，是通過(guò)設(shè)置在該庫(kù)位點(diǎn)附近的一系列微電極進(jìn)行檢測(cè)的。雖然本發(fā)明采用一種可調(diào)離子化光束進(jìn)行描述，但任何能量水平可促進(jìn)特定光離子和光電子生的輻射束也可采用。如果反應(yīng)產(chǎn)物為固體或液體，則可采用一種脈沖激光束使之消融，隨后采用合適的UV激光對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行選擇性光離子化。通過(guò)檢測(cè)幾種反應(yīng)產(chǎn)物物種，本發(fā)明的方法可以提供有關(guān)催化劑選擇性的信息。本發(fā)明的方法，可通過(guò)采用不同的光頻率以順序形成不同產(chǎn)物的特定離子而得以實(shí)現(xiàn)，所述REMPI信號(hào)接著使用校正標(biāo)樣換算為絕對(duì)濃度?，F(xiàn)有反應(yīng)進(jìn)料引入的內(nèi)部校正標(biāo)樣，可用來(lái)計(jì)量反應(yīng)產(chǎn)物，這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是易于理解的。本發(fā)明的方法具有廣泛的適用性，可用來(lái)同時(shí)篩分整個(gè)催化劑庫(kù)。本發(fā)明的方法也可用來(lái)在試驗(yàn)中或化學(xué)工廠生產(chǎn)過(guò)程中研究操作壽命、抗毒性能、再生和催化劑的損失。本發(fā)明用于快速篩分潛在催化劑庫(kù)的催化性能的方法廣泛地包括在多元可尋址位點(diǎn)形成具有潛在催化劑的潛在催化劑庫(kù)，使反應(yīng)氣體穿過(guò)多元可尋址位點(diǎn)與潛在催化劑接觸，并篩分來(lái)自所述可尋址位點(diǎn)的反應(yīng)產(chǎn)物的氣體煙縷，所述的篩分包括平移至少一個(gè)可尋址位點(diǎn)到接近取樣探針小孔的位置，接著，使反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)自由噴射取樣探針到用于分析的質(zhì)譜中，并通過(guò)能量水平可促進(jìn)特定離子和電子在產(chǎn)物流中形成的輻射束，例如，一束頻率可促進(jìn)特定光離子或光電子形成的激光束，和通過(guò)微電極在所述可尋址位點(diǎn)緊鄰處原位收集檢測(cè)所形成的光離子或光電子。本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)和其它特點(diǎn)可通過(guò)參照下述附圖閱讀本發(fā)明的具體實(shí)施方案，而得以更好地理解，其中圖1為說(shuō)明產(chǎn)物物種的REMPI微電極檢測(cè)原理的示意圖；圖2為說(shuō)明由反應(yīng)物與帶有物理掩蔽的催化劑庫(kù)接觸所形成的產(chǎn)物的REMPI微電極檢測(cè)示意圖；圖3為說(shuō)明由反應(yīng)物通過(guò)一個(gè)專(zhuān)門(mén)的反應(yīng)物進(jìn)料管與催化劑庫(kù)接觸所形成的產(chǎn)物的REMPI微電極檢測(cè)示意圖；圖4為說(shuō)明與圖3相似帶有一個(gè)傾斜測(cè)試位點(diǎn)的示意圖；圖5為說(shuō)明由反應(yīng)物流經(jīng)多孔位點(diǎn)與催化劑庫(kù)接觸所形成的產(chǎn)物的REMPI微電極檢測(cè)示意圖；圖6為說(shuō)明由反應(yīng)物與將催化劑涂敷在整體結(jié)構(gòu)上的催化劑庫(kù)接觸所形成的產(chǎn)物的REMPI微電極檢測(cè)示意圖；圖7為說(shuō)明產(chǎn)物經(jīng)膨脹冷卻以進(jìn)行REMPI微電極檢測(cè)的整體催化劑庫(kù)的示意圖；圖8為說(shuō)明具有行REMPI微電極檢測(cè)的帶有平板固體催化劑庫(kù)的反應(yīng)器示意圖；圖9為說(shuō)明具有平板固體催化劑庫(kù)的反應(yīng)器示意圖，其中反應(yīng)物流過(guò)多孔位點(diǎn)并帶有行REMPI微電極檢測(cè)；圖10為圖9所示所有位點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行REMPI微電極檢測(cè)的反應(yīng)器俯視圖11為說(shuō)明帶有整體固體催化劑庫(kù)的反應(yīng)器示意圖，其中有反應(yīng)物穿過(guò)并帶有行REMPI微電極檢測(cè)；圖12為說(shuō)明帶有整體催化劑庫(kù)反應(yīng)器示意圖，其中所有位點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行REMPI檢測(cè)；圖13為說(shuō)明反應(yīng)物與均相催化劑位點(diǎn)接觸并帶有產(chǎn)物REMPI微電極檢測(cè)的催化劑庫(kù)示意圖；圖14為說(shuō)明帶有均相催化劑庫(kù)的反應(yīng)器示意圖，其中有反應(yīng)物穿過(guò)并帶有產(chǎn)物的行REMPI微電極檢測(cè)；圖15為說(shuō)明為了氣體分配和催化劑接觸而采用固體催化劑顆粒的催化劑庫(kù)示意圖，并帶有產(chǎn)物的REMPI微電極檢測(cè)；圖16為說(shuō)明其中有反應(yīng)物流過(guò)并且產(chǎn)物經(jīng)膨脹冷卻以進(jìn)行REMPI微電極檢測(cè)的多相催化劑庫(kù)示意圖；圖17為說(shuō)明采用消融激光以氣化固體和/或液體產(chǎn)物以進(jìn)行產(chǎn)物的REMPI微電極檢測(cè)的催化劑庫(kù)示意圖；圖18為采用TOF-MS方法得到的苯和環(huán)己烷的分子束REMPI光譜；圖19為苯和環(huán)己烷的微電極REMPI光譜；圖20為獲自生產(chǎn)苯的催化劑庫(kù)位點(diǎn)活性篩分的微電極REMPI信號(hào)；圖21為本發(fā)明單一微反應(yīng)器系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施方案的示意圖；圖22為本發(fā)明適用于溶液沉積的單一微反應(yīng)器系統(tǒng)另一個(gè)實(shí)施方案的示意圖；圖23為位于單一主體中微反應(yīng)器排列的示意圖；圖24為帶有覆蓋薄片的單一主體中微反應(yīng)器排列的另一個(gè)實(shí)施方案的示意圖；圖25為如圖24所示的豎直堆疊排列微反應(yīng)器的催化劑庫(kù)的示意圖；圖26為如圖24所示安裝在一個(gè)框中的微反應(yīng)器排列的示意圖；圖27為如圖26所示以并列構(gòu)造排放的框中微反應(yīng)器排列的示意圖；圖28A和28B簡(jiǎn)要說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的組合催化劑庫(kù)制備和篩分的示意圖29為說(shuō)明具有錐形小孔的取樣探針的截面圖，其在取樣方式中用來(lái)將微反應(yīng)器排列中催化劑庫(kù)的一個(gè)位點(diǎn)的反應(yīng)產(chǎn)物移至質(zhì)譜中以進(jìn)行分析；圖30為與圖29相似、具有毛細(xì)管小孔且采用平移方式的取樣探針示意圖；圖31為具有取樣探針的微反應(yīng)器排列的透視圖，其通過(guò)取樣探針在平移臺(tái)上單一維度平移以將部分反應(yīng)產(chǎn)物移至與活化能量束相結(jié)合的質(zhì)譜儀中以進(jìn)行REMPI測(cè)量；和圖32為微反應(yīng)器水平堆疊排列的透視圖，其在平移臺(tái)上二維平移以使用組合的質(zhì)譜和REMPI測(cè)量來(lái)自催化劑庫(kù)的反應(yīng)產(chǎn)物。用于超導(dǎo)測(cè)量的組合固態(tài)庫(kù)的創(chuàng)建，業(yè)已經(jīng)通過(guò)物理掩蔽噴涂而實(shí)現(xiàn)，Xiang，etal，1995，supra，磁阻效應(yīng)，Briceno，etal，1995，supra，和發(fā)光，Wang，etal，1998，supraandSun，etal，1997，supra.其它的薄膜沉積技術(shù)是本領(lǐng)域公知的，例如，電子束蒸發(fā)，Danielson，etal，1997，supra，thermal，Miyao，T.，Shishikura，I.，Matsuoka，M.andNagai，M.，″氧化鋁負(fù)載的碳化鉬催化劑的CVD合成方法(CVDSynthesisofAluminaSupportedMolybdenumCarbideCatalyst)″，Chem.Lett.，121，561，1996，和等離子體，Kiz1ing，M.B.andJaras，S.G.，″等離子體技術(shù)在催化劑制備和催化反應(yīng)中的應(yīng)用綜述(AReviewoftheUseofPlasmaTechniquesinCatalystPreparationandCatalyticReactions)″，Appl.Catalysis-AGeneral，147，1，1996，化學(xué)蒸發(fā)沉積，分子束取向附生，Kim，Y.J.，Gao，Y.andChambers，S.A.，″通過(guò)等離子體輔助分子束取向附生的純?nèi)∠蚋缴摩?Fe2O3(0001)和Fe3O4(001)膜的選擇生長(zhǎng)和表征(SelectiveGrowthandCharacterizationofPureEpitaxialα-Fe2O3(0001)andFe3O4(001)FilmsbyPlasma-AssistedMolecularBeamEpitaxy)，Surf.Sci.，371，358，1997，和脈沖激光沉積，Gorbunov，A.A.，Pompe，W.，Sewing，A.，Gapanov，S.V.，Akhsakhalyan，A.D.，Zabrodin，I.G.，Kaskov，I.A.，Klyenkov，E.B.，Mozorov，A.P.，Salaschenko，N.N.，Dietsch，R.，Mai，H.和Vollmar，S.，″通過(guò)采用交叉光束脈沖激光消融的超薄膜沉積(UltrathinFilmDepositionbyPulsedLaserAblationUsingCrossedBeams)″，App.Surf.Sci.，96-98，649，1996和Russo，R.E.，Mao，X.L.和Perry，D.L.，″采用脈沖激光沉積制備催化涂層(MakeCatalyticCoatingsbyPulsed-LaserDeposition)″，Chemtech，12，14，1994，可用來(lái)創(chuàng)建大量的固態(tài)催化劑庫(kù)。這些技術(shù)提供了很好的表面化學(xué)控制，是理想地適合于形成固體材料的寬譜。其它已經(jīng)確立的制備技術(shù)，如共沉淀和浸漬技術(shù)，也可用來(lái)生成催化劑庫(kù)。Satterfield，C.N.，″實(shí)用多相催化劑(HeterogeneousCatalystsinPractice)″，2ndEd.，Chap.4，87，McGrawHill，NewYork，1991.例如，種類(lèi)繁多的共沉淀物可以平行地合成得到，得到的漿料/膏狀物可涂敷到合適的基體上，例如，采用多管道吸液管或螺線(xiàn)管?chē)娚溟y，以形成空間上可尋址的位點(diǎn)。Lemmo，A.V.，F(xiàn)isher，J.T.，Geysen，H.M.和Rose，D.J.，″一種用于組合庫(kù)合成的噴射化學(xué)微分配器的表征(CharacterizationofanInkjetChemicalMicrodispenserforCombinatorialLibrarySynthesis)″，Anal.Chem.，69，543，1997。催化劑庫(kù)也可通過(guò)浸漬合適的載體材料而制備，作為范例，如多孔氧化硅或氧化鋁，它們從前曾是采用合適的含有催化劑的液體溶液涂敷到基體上可尋址的位點(diǎn)。涂敷到基體上的所述漿料/膏狀物和浸漬溶液，可隨后進(jìn)行干燥，并處理以制備適合的催化劑材料。多孔催化劑庫(kù)也可以制備，包括采用上述各種薄膜沉積技術(shù)將催化材料薄膜涂敷于多孔載體，如氧化硅或氧化鋁。這種方法的一個(gè)重要方面是防止過(guò)量的沉積，以防止微孔被催化材料所阻塞。反應(yīng)物與所述多孔庫(kù)的接觸，可通過(guò)使反應(yīng)物穿過(guò)或流經(jīng)所述催化劑位點(diǎn)而得以實(shí)現(xiàn)。但是，在評(píng)價(jià)催化作用中，化學(xué)組成不是唯一決定活性的因素。表面的物理性能，如邊緣、棱角、缺陷，以及孔尺寸，都會(huì)對(duì)確定活性產(chǎn)生影響。Satterfield，C.N.，1991，supra和Smith，J.M.，″化學(xué)工程動(dòng)力學(xué)(ChemicalEngineeringKinetics)″，Chap.8,327-358，McGrawHill，NewYork，1981.這些性能很大程度上是由催化劑的制備工序決定的。因此，薄膜組合庫(kù)可對(duì)其進(jìn)行多種不同方法的處理，以產(chǎn)生出合適的催化材料，例如，氧化、還原、煅燒、濾取、隨后添加攙雜劑和其它本領(lǐng)域公知的處理方法。這些不同的制備方法也主要提高催化劑構(gòu)成的組合數(shù)目，它們必須要經(jīng)測(cè)試以得到最好的催化劑。多相催化劑庫(kù)也可采用整體、或蜂窩結(jié)構(gòu)而制備。Satterfield，C.N.，1991，supra.這些材料提供了平行的、均勻的、筆直的和非連接的通道，從而為創(chuàng)建大量催化劑庫(kù)提供了一種有利的基體。單元密度在每平方英寸約為10-500單元的各種單元形狀和尺寸均可以制得，并帶有催化劑庫(kù)位點(diǎn)。不過(guò)，也可以制備客戶(hù)要求的上述范圍內(nèi)外的各種單元密度。整體結(jié)構(gòu)可由金屬制備而成，或者，它們可由無(wú)機(jī)面團(tuán)如氧化鎂-氧化鋁硅酸鹽經(jīng)過(guò)模具擠出并接著干燥和煅燒而成。催化劑庫(kù)也可通過(guò)采用無(wú)機(jī)基體涂敷金屬整體而制備得到，其中，金屬鑲嵌物作為隔板以防止物種在單元間的擴(kuò)散。其隨后可采用任一上述已知的方法，將催化劑引入到所述庫(kù)基體中。整體結(jié)構(gòu)也可根據(jù)光學(xué)入口和微電極的放置而加工制得。包含有，作為范例，有機(jī)金屬和無(wú)機(jī)金屬化合物和其它復(fù)雜的分子如酶的均相催化劑庫(kù)，可同樣通過(guò)采用多通道吸液管和螺線(xiàn)管?chē)娚溟y方法制備，Burgess，K.，LimH-J.，Porte，A.M.和Sulikowski，G.A.，″由高通過(guò)量催化劑篩分方法確定的用于C-H插入反應(yīng)的新催化劑和條件(NewCatalystandConditionsforaC-HInsertionReactionIdentifiedbyHighThroughputCatalystScreening)″，Angew.Chem.Int.Ed.Engl.，5,220，1996。這些庫(kù)可具有捆扎成束的微管排列，反應(yīng)氣體經(jīng)由它們而起泡。均相液體催化劑也可在多孔載體的孔內(nèi)得以保持或固定，所述載體呈顆粒形式，或者是涂敷在整體結(jié)構(gòu)的壁上。由于本發(fā)明的篩分方法便于微型化，所以，決定庫(kù)密度的催化劑位點(diǎn)的物理尺寸，主要是基于催化劑液相或固相的性質(zhì)，所述庫(kù)的制備方法，氣體在該庫(kù)中的擴(kuò)散混合，通過(guò)該庫(kù)基體的熱傳導(dǎo)率、篩分工藝的目標(biāo)和其它相關(guān)的因素。例如，如果篩分的目標(biāo)是為了采用平板催化位點(diǎn)評(píng)價(jià)用于氣相反應(yīng)的催化材料，則庫(kù)密度可由氣相擴(kuò)散限定，這是因?yàn)樵诟邘?kù)密度時(shí)，位點(diǎn)間的擴(kuò)散會(huì)引起各位點(diǎn)之間的信號(hào)發(fā)生交迭。盡管如此，但催化劑操作溫度窗口的評(píng)價(jià)要求庫(kù)的制作使得其中每個(gè)位點(diǎn)是絕熱的，以保持不同的溫度。在這種情形中，庫(kù)密度將由基體薄片的熱傳導(dǎo)性限定。對(duì)于液相均相催化劑，表面張力和粘度在氣體的擴(kuò)散中扮演著重要的角色，并從而確定該庫(kù)位點(diǎn)的最小尺寸和庫(kù)密度。在本發(fā)明中，所述催化劑位點(diǎn)必須是彼此相互分離的，這樣，就能獲得在每個(gè)位點(diǎn)所形成的產(chǎn)物及其明確測(cè)定。整體或蜂窩結(jié)構(gòu)具有可提供清晰物理分離的庫(kù)位點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)。這些和其它的催化劑庫(kù)設(shè)計(jì)因素，將會(huì)在篩分方法的說(shuō)明中作進(jìn)一步的討論。大小為0.5cm×0.5cm的固體催化劑位點(diǎn)的明確而快速篩分，業(yè)已經(jīng)采用本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明。這些位點(diǎn)尺寸提供了密度為每平方英寸10個(gè)位點(diǎn)的催化劑庫(kù)，它可允許在8.5英寸×11英寸大小的尺寸基體上(一頁(yè)信紙大小的尺寸)創(chuàng)建超過(guò)900個(gè)位點(diǎn)。較高的庫(kù)密度，通過(guò)采用更小的位點(diǎn)尺寸或通過(guò)采用整體結(jié)構(gòu)而具有很好的實(shí)際操作性。這些位點(diǎn)的圖案應(yīng)設(shè)計(jì)成可加速所述庫(kù)形成和篩分的形式，這些庫(kù)具有數(shù)排催化劑位點(diǎn)，這對(duì)這些位點(diǎn)的形成和篩分具有明顯的優(yōu)勢(shì)。具有上述所述特征位點(diǎn)的制備化學(xué)庫(kù)的任一方法，都適合用來(lái)制備用于本發(fā)明催化劑評(píng)價(jià)的快速篩分方法中的催化劑庫(kù)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，來(lái)自庫(kù)中各個(gè)位點(diǎn)的反應(yīng)產(chǎn)物取樣，是經(jīng)由一個(gè)小孔(它是設(shè)置在反應(yīng)產(chǎn)物源的鄰近位置)通過(guò)使所述反應(yīng)產(chǎn)物流到一個(gè)橫截面相對(duì)很大的室，以便將其輸送至一個(gè)測(cè)定裝置如質(zhì)譜中而實(shí)現(xiàn)的。如圖29所示為一個(gè)具有設(shè)置在微反應(yīng)器內(nèi)的各個(gè)位置的催化劑庫(kù)，它將會(huì)在下文中作進(jìn)一步的說(shuō)明。簡(jiǎn)要地說(shuō)，惰性微反應(yīng)器主體100具有反應(yīng)物進(jìn)料通道102，它通向帶有催化劑床101的放大的催化劑區(qū)。反應(yīng)物氣體經(jīng)由反應(yīng)物氣體進(jìn)料通道103，進(jìn)入反應(yīng)物氣體分配室104，用來(lái)分配到反應(yīng)物進(jìn)料通道102中。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)由反應(yīng)產(chǎn)物出口通道105流出微反應(yīng)器，并從反應(yīng)器套106流出，或者，有一部分可經(jīng)微取樣探針從一個(gè)單個(gè)庫(kù)位點(diǎn)流到測(cè)定裝置。反應(yīng)器套可加壓，以提供所需要的反應(yīng)壓力。另一種替代方案是，每個(gè)微反應(yīng)器都可單獨(dú)地加壓，在不同的壓力下評(píng)價(jià)催化劑，或者是每一排微反應(yīng)器單獨(dú)進(jìn)行加壓。如圖29所示，催化劑庫(kù)是固定地安裝在平移臺(tái)(translationtable)107上，以便將取樣探針108置于單一庫(kù)位點(diǎn)上方以測(cè)定來(lái)自該位點(diǎn)的反應(yīng)產(chǎn)物。平移臺(tái)107可在x-y-z方向上采用計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行移動(dòng)，這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是公知的，以快速移動(dòng)單一庫(kù)位點(diǎn)到采用固定安裝在反應(yīng)器套106中的取樣探針108用來(lái)從單一位點(diǎn)取樣的位置。平移取樣探針和測(cè)定系統(tǒng)，同時(shí)保持所述庫(kù)靜止也是可行的，或者所述庫(kù)和取樣探針可以同時(shí)由平移器進(jìn)行移動(dòng)。如圖29所示，一個(gè)單一庫(kù)位點(diǎn)已經(jīng)移動(dòng)到鄰近取樣探針108的取樣位置，以使一部分反應(yīng)產(chǎn)物氣體經(jīng)所述取樣探針流到質(zhì)譜109中。反應(yīng)物可以流過(guò)所有的庫(kù)位點(diǎn)，可以同時(shí)進(jìn)行操作，來(lái)自其他各個(gè)庫(kù)位點(diǎn)的產(chǎn)物氣體，也可從反應(yīng)器套106中取出。在一個(gè)具體的庫(kù)位點(diǎn)對(duì)產(chǎn)物氣體分析之后，該庫(kù)可平移到評(píng)價(jià)另一催化劑位點(diǎn)的位置。由于在一個(gè)庫(kù)中的多個(gè)或全部位點(diǎn)，可以同時(shí)處于反應(yīng)條件之下，所以，反應(yīng)產(chǎn)物的分析也可在確定該庫(kù)位點(diǎn)后就立即進(jìn)行，而不需要等待平衡條件，也不會(huì)遇到采用毛細(xì)管取樣探針時(shí)傳送管造成的延遲，如Cong等人所述的那樣。取樣探針108的尖端必須是由可加工且能夠承受反應(yīng)室的壓力和溫度的材料所制成的，如果反應(yīng)器套106是加壓的，還要求它對(duì)于反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物是呈惰性的。如圖29所示，反應(yīng)器套壁106具有取樣錐形110，它可以與所述反應(yīng)器套壁成為一個(gè)整體，或者是采用合適密封連接在反應(yīng)器套壁上。如果反應(yīng)器排列中微反應(yīng)器的內(nèi)部是加壓的且產(chǎn)物排放到大氣中，則該取樣錐形可以直接連接在質(zhì)譜上。如圖所示，取樣錐形110具有一個(gè)取樣探針延長(zhǎng)部分111，以最小地?cái)_動(dòng)反應(yīng)產(chǎn)物流，并允許固定取樣探針定位在催化劑反應(yīng)位點(diǎn)非常鄰近的位置，而不會(huì)妨礙產(chǎn)物氣體放空。取樣錐形110應(yīng)該具有的半錐角度約為15-45度，以便所述氣體樣品可以自由地噴射膨脹到真空室中，而取樣探針延長(zhǎng)部分111可以具有更小錐形角度。在取樣探針中的自由噴射膨脹會(huì)使得所有可能的均相和多相反應(yīng)發(fā)生基本上的冷卻和驟冷，并使分子流向安裝在取樣錐形下游的質(zhì)譜。取樣錐形小孔112，它位于該錐形的最小端，其尺寸可使得所有段的反應(yīng)室壓力和真空泵容量是相適應(yīng)的。合適的取樣錐形小孔的直徑約為1-200微米，若采用適中尺寸的真空泵，通常約為5-50微米。來(lái)自取樣錐形的膨脹反應(yīng)產(chǎn)物樣品，流經(jīng)第一真空段113和除沫錐形114，以確保僅有反應(yīng)產(chǎn)物樣品噴射流的中心部分能夠進(jìn)入到質(zhì)譜室中，以消除所有可能會(huì)在取樣探針內(nèi)發(fā)生的表面誘導(dǎo)的反應(yīng)。所述除沫錐形尖端開(kāi)口的錐形角度和直徑，必須要適合滿(mǎn)足反應(yīng)室壓力和取樣探針泵壓速率的要求，它可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員簡(jiǎn)便地確定。所述反應(yīng)產(chǎn)物樣品噴射流過(guò)所述的除沫錐形之后，接著流過(guò)第二真空段115，并經(jīng)質(zhì)譜入口小孔116直接輸入到質(zhì)譜中。所述質(zhì)譜可為一種四極質(zhì)譜儀，或者是一種帶快速電子的飛行時(shí)間光譜計(jì)(atimeofflightspectrometer)以采集和處理數(shù)據(jù)，這些對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的。電子碰撞或輻射可用來(lái)使物種離子化。可調(diào)激光也可用來(lái)在REMPI條件下選擇性地離子化反應(yīng)產(chǎn)物。如果是在大氣壓下對(duì)催化劑庫(kù)進(jìn)行篩分，或者，如果微反應(yīng)器排列內(nèi)部是加壓的且產(chǎn)物是排放到大氣中的，那么，可能僅需要一個(gè)抽真空段，以制備用于質(zhì)譜壓力條件下的樣品，而在高壓下篩分的催化劑庫(kù)可能需要多于二個(gè)抽真空段，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的。所述分段抽真空工藝，很快地使反應(yīng)產(chǎn)物從高壓(在某些應(yīng)用中約為20-50大氣壓)降低到一個(gè)大氣壓的很小分量，這樣，反應(yīng)產(chǎn)物樣品就可直接地引入到質(zhì)譜(質(zhì)譜儀的壓力通常保持在約10-5-10-6Torr)。如果在排列中的微反應(yīng)器內(nèi)部是加壓的且是排放到大氣中的，這就會(huì)形成一個(gè)抽真空段。最后抽真空段的壓力，圖29中的第二段，和質(zhì)譜入口小孔直徑，必須要與真空系統(tǒng)所能達(dá)到的抽真空速度所限定的壓力相匹配。通常地，在一個(gè)兩段式系統(tǒng)中的第一段和第二段的壓力，應(yīng)該分別保持在約760-10-2和10-2-10-5Torr。所有階段中的壓力，在校準(zhǔn)和篩分過(guò)程中應(yīng)該保持相同，以量化催化劑評(píng)價(jià)的結(jié)果。從取樣探針小孔到質(zhì)譜的距離，應(yīng)該盡可能地短，以使檢測(cè)靈敏性最大化，這是由于氣體濃度在膨脹到真空之中時(shí)按1/r2而減小，其中的r為距取樣探針尖端的距離。但是，取樣探針小孔離質(zhì)譜距離過(guò)短會(huì)減小由真空泵提供的抽真空速度，從而會(huì)對(duì)自由噴射取樣過(guò)程產(chǎn)生不利的影響。考慮到這些相互矛盾的結(jié)果，所述取樣探針小孔與質(zhì)譜間的距離，取決于平衡信號(hào)檢測(cè)和抽真空速度的需要。通常地，所述取樣探針小孔和質(zhì)譜間的距離約為7.5-25cm。在此限定內(nèi)，取樣系統(tǒng)的性能與分子束取樣條件接近，公開(kāi)在Chang，W.D.；Karra，S.B.；和Senkan，S.M.，三氯乙烯火焰的分子束質(zhì)譜研究(MolecularBeamMassSpectroscopicStudyofTrichloroethyleneFlames)，Environ.Sci.Technol.，20，12，1243，(1986)，其中，在第一段中膨脹樣品噴射速度可達(dá)到超聲波水平，且噴射流進(jìn)入質(zhì)譜是一種定向的分子束。本發(fā)明的另一實(shí)施方案如圖30所示，其中的微反應(yīng)器排列催化劑庫(kù)是以平移方式(translationmode)從圖29所示的取樣位置退回的，取樣小孔117是一個(gè)短小的毛細(xì)管，它對(duì)于反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物是惰性的，其直徑約為1-500微米，通常約為5-100微米，其長(zhǎng)度約為1微米至20厘米，通常約5-100微米。用于本發(fā)明的毛細(xì)管小孔，明顯地短于上述Kassem，M.，Qum，M.，和Senkan，S.M.，和Cong，P.，Giaquinta，D.，Guan，S.，McFarland，E.，Self，K.，Turner，H.和Weinberg，W.H.，等人所采用毛細(xì)管小孔。為了使產(chǎn)物樣品信號(hào)最大化和使抽真空速度要求最小化，毛細(xì)管直徑約為5-20微米且毛細(xì)管長(zhǎng)度約為50-100微米，這與小型的商用真空泵是匹配的。本實(shí)施方案所述的毛細(xì)管小孔直接流進(jìn)到取樣微探針108的第一真空段113中。在其它方面，圖30中所示的裝置和方法，與上述圖29中所述的相似。在圖29和圖30中所示的取樣探針的構(gòu)造中，轉(zhuǎn)移產(chǎn)物從微反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)到質(zhì)譜中所需要的時(shí)間，可以在數(shù)微秒至數(shù)十毫秒之間的水平。質(zhì)譜數(shù)據(jù)的獲得可在時(shí)間尺度為數(shù)百毫秒的范圍內(nèi)完成，特別地，如果是對(duì)特定質(zhì)量的離子進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)。因此，篩分過(guò)程中的時(shí)間限定步驟是機(jī)械地確定庫(kù)中各個(gè)位點(diǎn)到位于鄰近取樣探針的取樣小孔位置的取樣位置的時(shí)間，機(jī)械定位是采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的平移裝置進(jìn)行的。催化劑庫(kù)中的所有微反應(yīng)器位點(diǎn)，可以同時(shí)操作以同時(shí)形成反應(yīng)產(chǎn)物。在這種方式中，從所述庫(kù)中任一位點(diǎn)的產(chǎn)物流都可在任意時(shí)刻進(jìn)行采樣，而不需要等待在每個(gè)位點(diǎn)穩(wěn)態(tài)操作條件的確立。另一種替代方案是，流向某個(gè)庫(kù)的各個(gè)位點(diǎn)的反應(yīng)物氣流可分別地通過(guò)每個(gè)反應(yīng)物進(jìn)料通道中的流量控制器進(jìn)行控制，這樣，流向特定庫(kù)的反應(yīng)物流就可在篩分另一個(gè)位點(diǎn)時(shí)提前打開(kāi)，以滿(mǎn)足確立穩(wěn)態(tài)操作條件的需要，當(dāng)該位點(diǎn)的篩分過(guò)程結(jié)束后就將其關(guān)閉，下文中將作更為詳細(xì)的解釋。如果在相同的在線(xiàn)時(shí)間條件下篩分庫(kù)位點(diǎn)是重要的話(huà)，這種操作方式則是必不可少的。如圖29和圖30中所示的催化劑庫(kù)，表示一種位于高熱傳導(dǎo)性金屬微反應(yīng)器主體中填充床微反應(yīng)器排列的橫截面。催化劑粉末、顆?；蚱渌魏涡螤畹墓腆w催化劑都可放置在圓柱形或其它形狀的藥筒中，它可插入到所述微反應(yīng)器主體的催化劑區(qū)。微反應(yīng)器催化劑裝載的其它方法也是可以采用的，這將在下文中作詳細(xì)說(shuō)明。反應(yīng)器加熱元件118嵌入在微反應(yīng)器主體100之中，可向整個(gè)庫(kù)提供均勻的溫度控制。各個(gè)庫(kù)位點(diǎn)也可是彼此分隔的，每個(gè)都具有各自的控制加熱元件，以便為每個(gè)位點(diǎn)提供不同的溫度控制。在一種類(lèi)似的方式中，每個(gè)位點(diǎn)可配置有一個(gè)分立的流量控制調(diào)節(jié)器，為每個(gè)位點(diǎn)提供不同的停留時(shí)間。在反應(yīng)物進(jìn)料區(qū)中也可提供一個(gè)相似的反應(yīng)物預(yù)加熱區(qū)，以反應(yīng)物預(yù)加熱元件119表示，以便在反應(yīng)物氣體與催化劑接觸之前將其加熱到期望的溫度。這些微反應(yīng)器構(gòu)造，在下文中將作更為詳細(xì)的描述。整個(gè)庫(kù)以固定的關(guān)系附加到平移臺(tái)107之上，以提供精確的x-y-z三維移動(dòng)，如平移箭頭120所示。在所述x和y軸二維平移，移動(dòng)所述庫(kù)到取樣特定位點(diǎn)位置，同時(shí)在第三維z軸的移動(dòng)確定反應(yīng)產(chǎn)物出口通道121到取樣微探針108的取樣錐形小孔112的鄰近位置。上述的質(zhì)譜篩分方法可用于其它的催化劑庫(kù)設(shè)計(jì)，例如，本文中所述的那些庫(kù)，以及其它類(lèi)型的庫(kù)，它們可包括均相催化劑庫(kù)、流化床(氣體和液體)庫(kù)及其結(jié)合。所述的質(zhì)譜篩分方法，可與共振增強(qiáng)多光子離子化方法REMPI結(jié)合使用，在本文中已經(jīng)作了很詳細(xì)的描述。所述用來(lái)篩分催化劑庫(kù)的REMPI方法，業(yè)已經(jīng)在Senkan，S.M.；固態(tài)催化劑庫(kù)的高通過(guò)量篩分方法(High-ThroughputScreeningofSolid-StateCatalystLibraries)，Nature，394，350，23July1998之中作了詳細(xì)的說(shuō)明。如上所述，質(zhì)譜篩分方法與如圖24所示和描述的一個(gè)微反應(yīng)器排列的結(jié)合公開(kāi)在圖31中。如在圖31中所示，微反應(yīng)器排列122具有活化輻射束77，它穿過(guò)來(lái)自帶有微電極87位于其鄰近位置的各個(gè)位點(diǎn)的反應(yīng)產(chǎn)物流，并帶有內(nèi)部線(xiàn)路88用來(lái)向每個(gè)電極供電，并傳送來(lái)自每個(gè)電極的檢測(cè)信號(hào)到檢測(cè)裝置中。按圖29所述的方式，具有一個(gè)取樣小孔的取樣錐形尖端111，是通過(guò)沿x軸方向移動(dòng)平移臺(tái)107上的微反應(yīng)器排列的移動(dòng)而放置在各個(gè)微反應(yīng)器出口的反應(yīng)產(chǎn)物流鄰近位置，并通過(guò)沿z軸方向的微反應(yīng)器排列的移動(dòng)而放置在取樣位置，如平移箭頭120所示。用于聯(lián)合的質(zhì)譜和REMPI篩分方法的微反應(yīng)器堆疊排列，可以采用多元微反應(yīng)器排列方式形成，如在圖25中所示。與在圖29和30中的反應(yīng)器排列情形一樣，加熱元件可嵌入各個(gè)微反應(yīng)器之間的熱傳導(dǎo)壁之間。采用與圖31所述的相同方式，REMPI測(cè)量和/或質(zhì)譜測(cè)量可以通過(guò)放置所述排列到用于質(zhì)譜取樣的單一位點(diǎn)位置而實(shí)現(xiàn)，它是通過(guò)如平移箭頭120所示，沿x-y-z軸移動(dòng)平移臺(tái)而進(jìn)行的。光纖光學(xué)器件可便利地安裝激光源在平移臺(tái)107上，為所有的用于快速REMPI微電極篩分的庫(kù)位點(diǎn)同時(shí)提供激光束77。對(duì)于兩種篩分方法都是可行的情形，輻射活化可用來(lái)快速地鑒定有希望的位點(diǎn)，質(zhì)譜分析可用來(lái)更為精確地量化收率和活性。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，通過(guò)閱讀本說(shuō)明書(shū)，就可很清楚地了解到，針對(duì)所述REMPI微電極篩分方法所公開(kāi)的任意微反應(yīng)器構(gòu)造、微反應(yīng)器排列和微反應(yīng)器的堆疊排列，都可容易地適用于質(zhì)譜篩分方法，包括安裝所述微反應(yīng)器到一個(gè)合適的平移臺(tái)上和提供一個(gè)自由噴射膨脹取樣探針通到質(zhì)譜。根據(jù)本發(fā)明，用于期望催化活性的大庫(kù)的篩分是基于這樣的事實(shí)，當(dāng)激光頻率調(diào)節(jié)到氣態(tài)分子的真實(shí)電子中間狀態(tài)時(shí)，該分子的離子化橫截面是明顯提高的。這種方法為共振增強(qiáng)多光子離子化方法，或REMPI。如果激光波長(zhǎng)沒(méi)有調(diào)節(jié)到真實(shí)電子狀態(tài)，則光離子化的幾率是非常小的。所以，離子化橫截面反映了分子中間電子狀態(tài)的吸收-激發(fā)光譜。采用REMPI，特定的催化反應(yīng)產(chǎn)物就可通過(guò)采用合適的激光頻率而得以高效地選擇離子化，同時(shí)可避免反應(yīng)物和/或背景氣體的同步光離子化。盡管本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例是采用激光束進(jìn)行描述的，但是，其它能量水平合適于促進(jìn)特定離子和電子從反應(yīng)產(chǎn)物形成的輻射束也可采用，從而可允許采用位于所述輻射束下游鄰近位置的微電極收集對(duì)所形成的離子和/或電子進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于催化反應(yīng)產(chǎn)物不能容易地生成REMPI光離子的情形，本發(fā)明的方法可用于直接相關(guān)產(chǎn)物的檢測(cè)。例如，反應(yīng)產(chǎn)物分子可通過(guò)合適的能量源，如脈沖激光束或采用等離子弧，分裂為更小的子產(chǎn)物。所述碎片可為穩(wěn)定的分子、自由基或離子物種。在催化反應(yīng)產(chǎn)物分子分裂為子產(chǎn)物之后，它可唯一歸屬于待檢測(cè)的催化反應(yīng)產(chǎn)物分子，則所述的子產(chǎn)物可采用REMPI方法進(jìn)行選擇性光離子化，并采用本文所述的微電極進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)檢測(cè)它們的分裂產(chǎn)物的反應(yīng)產(chǎn)物的量化，要求另外校準(zhǔn)以說(shuō)明分裂的效率。十分有可能的是，當(dāng)采用特定光頻輻射反應(yīng)產(chǎn)物時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物或它們的分裂產(chǎn)物，可能會(huì)放射出獨(dú)特的特征輻射，例如，包括冷光、熒光或磷光。這些輻射則可用來(lái)快速地篩分催化劑庫(kù)，例如，通過(guò)采用單色儀和二極管列陣和電荷耦合裝置(CCD)檢測(cè)器來(lái)進(jìn)行。作為范例，作為乙烯(C2H4)和(O2)反應(yīng)結(jié)果的環(huán)氧乙烷(C2H4O)和乙醛(CH3CHO)的選擇鑒定，就可以針對(duì)分裂產(chǎn)物進(jìn)行，可采用下述的方程式對(duì)其作說(shuō)明對(duì)于乙醛，分裂可按下述方式進(jìn)行盡管直接采用它們的REMPI離子來(lái)檢測(cè)催化產(chǎn)物分子也是可能的，但是，有關(guān)它們?cè)诜磻?yīng)物-產(chǎn)物混合物中存在的信息，也可通過(guò)測(cè)量它們的分裂產(chǎn)物的REMPI性能而獲得。這樣，分裂產(chǎn)物CH2O、CH2、C2H3、O和OH的形成，就可單一地歸屬于環(huán)氧乙烷，而CH3和CHO的形成就可單一地歸屬于于乙醛。按這種方式，任意一種分裂產(chǎn)物的選擇性檢測(cè)，都可表示母體環(huán)氧乙烷和/或乙醛在這些化學(xué)物質(zhì)混合物中的水平，但是作為反應(yīng)物而大量存在的乙烯除外。另一個(gè)范例，如果丙烯腈(C2H3CN)是通過(guò)丙烷(C3H8)、氨(NH3)和氧反應(yīng)得到的，它可通過(guò)由分裂反應(yīng)C2H3CN＋hν→C2H2＋CN而得到的任意一種產(chǎn)物的檢測(cè)而得到檢測(cè)，這種分裂產(chǎn)物可給出有關(guān)產(chǎn)物混合物中丙烯腈水平的單一信息。有多種方法用來(lái)引發(fā)REMPI，最為常用的方法為共振2-光子離子化方法，R2PI，在這種方法中，一個(gè)光子，hν1，給予分子以能量達(dá)到激發(fā)電子狀態(tài)，第二個(gè)光子，hν2，使所述分子離子化。Lubman，D.M.，″激光和質(zhì)譜(LasersandMassSpectrometry)″，OxfordUniv.Press，NewYork，1990，Chap.16，Lubman，D.M.andLi，L.，″在采用脈沖激光解吸揮發(fā)的超聲波噴射流中生物分子的共振雙光子離子化光譜(ResonantTwo-PhotonIonizationSpectroscopyofBiologicalMoleculesinSupersonicJetsVolitalizedbyPulsedLaserDesorption)″，353。但是，根據(jù)環(huán)境不同，在每個(gè)步驟中的兩個(gè)或多光子的吸收也可用于REMPI方法。如果(hν1＋hν2)＞IP，則會(huì)發(fā)生離子化，其中IP為離子化位能。所用的兩個(gè)光子可以具有相同的能量，也可以具有不同的能量，它們可由相同或不同的激光獲得。較高能量的UV光子也可在單一光子方法中應(yīng)用，以光離子化物種。所述的雙光子REMPI方法可以按下述的方程式對(duì)產(chǎn)物P的選擇性光離子化進(jìn)行描述P＋hν1＝P*和P*＋hν2＝P+＋e，其中P為所述產(chǎn)物，P*為所述產(chǎn)物的真實(shí)電子激發(fā)狀態(tài)，P+為所述產(chǎn)物的光離子，而e為光電子。通過(guò)改變光子能量，這可通過(guò)采用可調(diào)的激光來(lái)實(shí)現(xiàn)，就可繪制目標(biāo)分子P的離子化光譜，以確定合適的激光頻率，其可專(zhuān)門(mén)用于該分子的離子化，而不會(huì)同時(shí)離子化混合物中其它的分子。由于所述的REMPI方法包含有兩個(gè)或多個(gè)光子參加，所以，所采用的激光波長(zhǎng)必須要對(duì)此進(jìn)行考慮。作為粗略的近似值，在一個(gè)成功的REMPI中，每個(gè)光子必須具有能量約為采用單激光束的R2PI方法中所述IP的1/2。相似地，如果是采用單激光束，則每個(gè)光子能量必須約為2＋1方法中IP的1/3，和2＋2方法中IP的1/4，等等。如果是采用兩個(gè)或多個(gè)激光束，則每個(gè)光子能量可獨(dú)立地選用以?xún)?yōu)化所得到的REMPI信號(hào)。范圍覆蓋從深紫外、UV如150納米到可見(jiàn)光如700納米的激光波長(zhǎng)，都可用于引發(fā)采用各種多光子方法的REMPI。REMPI本身是一種高分辨技術(shù)，在其中，任意分子的離子吸收特征都可高精度地得到測(cè)定。而且，分子是從一種電子激發(fā)狀態(tài)的振動(dòng)水平得到離子化的，從而可僅對(duì)目標(biāo)分子進(jìn)行特定的光離子化。這可用來(lái)區(qū)分異構(gòu)體，例如二氯甲苯，這是由于它們具有不同的電子結(jié)構(gòu)。Zimmerman，R.，Lerner，Ch.，Schramm，K.W.，Kettrup，A.和Boesl，U.，″三維示蹤分析氣相色譜、超聲波光束UV光譜和飛行時(shí)間質(zhì)譜的結(jié)合方法(ThreedimensionalTraceAnalysisCombinationofGasChromatography，SupersonicBeamUVSpectroscopyandTime-of-FlightMassSpectrometry)″，Euro.MassSpectrom.，1，341，1995。所述的REMPI方法可用來(lái)通過(guò)采用不同的激光頻率對(duì)不同的產(chǎn)物進(jìn)行相繼檢測(cè)，所以，也可用來(lái)測(cè)定催化劑的選擇性。REMPI是一種高靈敏度技術(shù)，可對(duì)低份數(shù)的十億分之一單位的物種進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，Gittins，C.M.，Castaldi，M.J.，Senkan，S.M.和Rohlfing，E.A.，″采用共振增強(qiáng)多光子離子化飛行時(shí)間質(zhì)譜方法實(shí)時(shí)量化分析由多環(huán)芳烴所產(chǎn)生的燃燒(Real-TimeQuantitativeAnalysisofCombustionGeneratedPolycyclicAromaticHydrocarbonsbyResonanceEnhancedMultiphotonIonizationTimeofFlightMassSpectometry)″，Anal.Chem.，69，287，1997，且高份數(shù)的萬(wàn)億分之一單位業(yè)已經(jīng)得到論證。Castaldi，M.J.和Senkan，S.M.，″采用激光離子化飛行時(shí)間質(zhì)譜方法對(duì)空氣有毒物的實(shí)時(shí)超靈敏監(jiān)測(cè)(Real-timeUltraseasitiveMonitoringofAirToxicsbyLaserPhotoionizationTimeofFlightMassSpectrometry)，J.AirandWasteMgmnt.Assoc.，48，77，1998。圖1為選擇性檢測(cè)催化位點(diǎn)與反應(yīng)物接觸所生成的氣態(tài)產(chǎn)物的REMPI方法的一般化圖示說(shuō)明。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)安裝在基體20之上的催化劑21與反應(yīng)物進(jìn)行接觸時(shí)，氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物會(huì)形成煙縷22。所述氣態(tài)產(chǎn)物是采用由可調(diào)激光源24所形成的脈沖UV激光束23進(jìn)行光離子化的，和/或采用第二可調(diào)激光源25，經(jīng)鏡26定向穿過(guò)氣態(tài)產(chǎn)物煙縷22的中心部分，形成光離子P+，和光電子e-，如圖1所示。微電極27處于在激光束23上方幾個(gè)毫米處，以收集所述的光電子或光離子，根據(jù)直流電源30提供給陰極28和陽(yáng)極29的偏壓而改變。由微電極27所收集到的電信號(hào)，接著放大并采用檢測(cè)器31如數(shù)字示波器進(jìn)行檢測(cè)。如果測(cè)得的電信號(hào)高于沒(méi)有催化劑的參比位點(diǎn)，則該位點(diǎn)可標(biāo)記為具有催化活性。否則，該位點(diǎn)就必須被認(rèn)為是不具有催化活性的。很顯然，選擇合適的或用來(lái)檢測(cè)多產(chǎn)物的激光頻率，對(duì)于確保由激光束所形成的電信號(hào)是僅屬于特定產(chǎn)物氣體的光離子作用，而不是來(lái)自反應(yīng)物和/或背景氣體，是非常重要的。對(duì)于某一特定物質(zhì)的合適激光頻率，可通過(guò)采用激光光離子化質(zhì)譜研究而確定，作為范例，可采用可調(diào)激光和飛行時(shí)間質(zhì)譜儀。Castaldi，M.J.和Senkan，S.M.，1997，supra和Gittins，C.M.，Castaldi，M.J.，Senkan，S.M.和RohlfingE.A.，1998，supra。采用這種技術(shù)，含有令人感興趣物種的氣體混合物是采用如脈沖閥引入到一個(gè)真空室中的。膨脹氣體噴射流接著被來(lái)自可調(diào)激光發(fā)生器具有特定能量的UV光子所攔截。得到的REMPI信號(hào)隨后被飛行時(shí)間質(zhì)譜儀系統(tǒng)記錄下來(lái)。通過(guò)掃描所述UV激光頻率范圍，反應(yīng)物、產(chǎn)物、副產(chǎn)物和背景氣體的光離子化光譜就能得到測(cè)定。對(duì)于分子異構(gòu)體，每種異構(gòu)體的光離子化光譜必須要單獨(dú)進(jìn)行測(cè)定。在對(duì)所有相關(guān)物種的光離子化光譜進(jìn)行測(cè)定之后，特定的UV頻率就可得到確定，這可導(dǎo)致專(zhuān)門(mén)地生成期望評(píng)價(jià)的特定產(chǎn)物異構(gòu)體的REMPI離子。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，所述EMPI光譜在較高溫度下會(huì)變寬，這是由于大量電子振轉(zhuǎn)能級(jí)(rovibroniclevels)的重疊躍遷而引起。但是，由于大范圍可調(diào)UV激光的可用性，確定可選擇性光離子化期望產(chǎn)物的激光頻率而不受反應(yīng)物、其它產(chǎn)物和載氣的干擾一般也是可能的。這種鑒定方法是快速的，如果產(chǎn)物氣體的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)物和背景氣體不相同，例如，在Ar載氣中由己烷(一種脂族化合物)制備苯(一種芳香化合物)反應(yīng)中，僅有的副產(chǎn)物是H2。與REMPI信號(hào)的光譜堆積有關(guān)的潛在問(wèn)題，可通過(guò)采用超聲波噴射膨脹可得到有效地解決。Parker，D.H.，″激光離子化光譜和質(zhì)譜(LaserIonizationSpectrometryandMassSpectrometry)″發(fā)表在″超靈敏的激光光譜(UltrasensitiveLaserSpectroscopy)″Kliger，D.S.Ed.，AcademicPress，NewYork，1983和Trembreull，R.，Sin，C.H.，Li，P.，Pang，H.M.和Lubman，D.M.，″超聲波光束質(zhì)譜中共振雙光子離子化在鹵化芳烴中的應(yīng)用(ApplicabilityofResonantTwoPhotonIonizationinSupersonicBeamMassSpectrometrytoHalogenatedAromaticHydrocarbons)″，Anal.Chem.，57，1186，1985。噴射膨脹，它可通過(guò)膨脹所述產(chǎn)物氣體經(jīng)一個(gè)小孔到真空中而實(shí)現(xiàn)，會(huì)引發(fā)變遷的、旋轉(zhuǎn)的和振動(dòng)的冷卻，使所述REMPI光譜得到顯著簡(jiǎn)化。這種方法允許在相似背景中對(duì)特定物種進(jìn)行選擇檢測(cè)。在所述催化劑位點(diǎn)生成的產(chǎn)物光離子和光電子，可采用微電極進(jìn)行收集，所述微電極可以為陽(yáng)極或陰極，或者是陽(yáng)極和陰極。上面放置有催化劑庫(kù)的基體也可用作陰極或陽(yáng)極，或者為此目的，將其它的微電極放置在基體之中。高溫REMPI電極方法先前業(yè)已經(jīng)用來(lái)測(cè)定僅含有少數(shù)原子如PO、NO、H和O的氣態(tài)物種的濃度。Smyth，K.C.和Mallard，W.G.，″C2H2/空氣火焰中PO的雙光子離子化方法(TwoPhotonIonizationProcessesofPOinaC2H2/airFlame)″，J.Chem.Phys.，77，1779，1982；Cool，T.A.，″采用共振三光子離子化方法量化測(cè)量NO的密度(QuantitativeMeasurementofNODensitybyResonanceThree-ProtonIonization)″，App.Optics，23，10，1559，1984；Goldsmith，J.E.M.，″火焰中原子氧的共振多光子光電檢測(cè)(ResonantMultiphotonOptogalvanicDetectionofAtomicOxygeninFlames)″，J.Chem.Phys.，78(3)，1610，1983；和Bjorklund，G.C.，F(xiàn)reeman，R.R.和Storz，R.H.，″采用三光子吸收方法選擇激發(fā)原子氫的里德伯能級(jí)(SelectiveExcitationofRydbergLevelsinAtomicHydrogenbyThreePhotonAbsorption)″，OpticsComm.，31(1)，47，1979。這些早期研究提出了REMPI信號(hào)的光譜堆積和增寬問(wèn)題，暗示著如果涉及到較大分子物種，則不能采用REMPI-電極方法。但是，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，較大的分子可以采用這種技術(shù)進(jìn)行測(cè)量以篩分催化劑。所述的REMPI光譜的顯著增寬在催化劑篩分中是可以允許的，因?yàn)榉磻?yīng)物和產(chǎn)物的REMPI特征通常是分離的。如果所述REMPI光譜交迭，這對(duì)于在反應(yīng)物和產(chǎn)物具有不同電子結(jié)構(gòu)的催化劑篩分中應(yīng)該是少見(jiàn)，這個(gè)問(wèn)題就可通過(guò)噴射冷卻產(chǎn)物而得到解決，包括使產(chǎn)物通過(guò)小孔膨脹到一個(gè)真空室。所述REMPI微電極技術(shù)也可用來(lái)檢測(cè)液體和固體產(chǎn)物。對(duì)這些情況下，必須先采用一種消融激光使反應(yīng)產(chǎn)物氣化，例如，采用脈沖CO2或其它類(lèi)型的激光。氣化后的產(chǎn)物隨后可按照REMPI技術(shù)進(jìn)行光離子化，并采用微電極進(jìn)行檢測(cè)，如上所述。所述REMPI方法也可用來(lái)監(jiān)測(cè)催化過(guò)程中含有的反應(yīng)中間體，它們不能通過(guò)分析在反應(yīng)器出口收集的產(chǎn)物氣體而得到檢測(cè)。這將特別有助深入探索與催化反應(yīng)有關(guān)的反應(yīng)路徑，從而可顯著地加速催化劑開(kāi)發(fā)進(jìn)程。就發(fā)明人所知，現(xiàn)在還沒(méi)有文獻(xiàn)曾經(jīng)建議采用REMPI和微電極來(lái)高速篩分多相和均相催化劑庫(kù)。有很多種用來(lái)快速篩分大的催化活性庫(kù)的方法可以遵循，而下述的目前優(yōu)選的方法是作為代表性范例給出的，不應(yīng)理解為是對(duì)本發(fā)明的限制。對(duì)于多相催化劑庫(kù)，所述固態(tài)催化劑可以多排催化劑組放置在一個(gè)平板上，以加速篩分過(guò)程。此外，具有確定通道的整體結(jié)構(gòu)或蜂窩結(jié)構(gòu)也可用來(lái)產(chǎn)生合適的催化劑庫(kù)。催化劑位點(diǎn)也可根據(jù)催化劑和制備方法，形成為多孔或非孔形式。圖2所示為非孔平板催化劑庫(kù)，反應(yīng)物與催化劑的接觸是通過(guò)使反應(yīng)物氣體穿過(guò)該庫(kù)而實(shí)現(xiàn)的，接著對(duì)產(chǎn)物煙縷進(jìn)行橫排篩分。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)和附圖中，相同的數(shù)字表示相同的意義。帶有上游催化劑位點(diǎn)21u和下游催化劑位點(diǎn)21d的評(píng)價(jià)催化劑位點(diǎn)21，如圖所示，是位于基體20之上，掩模32遮蔽上游催化劑位點(diǎn)21u免于接觸反應(yīng)物氣體流，如反應(yīng)物速度剖面圖33所示。在含有產(chǎn)物的氣體從所述位點(diǎn)散發(fā)出去之后，必須要將其從所述庫(kù)中除去，以使產(chǎn)物在反應(yīng)器中的循環(huán)最小化。在圖2所示的結(jié)構(gòu)中，對(duì)評(píng)價(jià)催化劑位點(diǎn)21上游的催化劑位點(diǎn)必須進(jìn)行掩蓋，以防止不同位點(diǎn)的信號(hào)發(fā)生交迭。如果上游位點(diǎn)沒(méi)有進(jìn)行掩蓋，且這些位點(diǎn)的一部分是具有催化活性的，則在這些位點(diǎn)形成的產(chǎn)物便會(huì)傳送到下游，并干擾成排篩分過(guò)程。掩蓋可通過(guò)采用一種物理掩模遮蓋上游的催化劑位點(diǎn)來(lái)完成，如圖2所示，或者是采用專(zhuān)用的氣體反應(yīng)物進(jìn)料管(如圖3中34所示)，通過(guò)引入反應(yīng)物氣體直接到所述催化劑位點(diǎn)之上來(lái)完成掩蓋。圖4所示為傾斜的催化劑評(píng)價(jià)位點(diǎn)21t，可促進(jìn)產(chǎn)物遷移離開(kāi)催化劑表面。這種構(gòu)造可改善來(lái)自評(píng)價(jià)位點(diǎn)的產(chǎn)物的信號(hào)檢測(cè)。當(dāng)反應(yīng)物分子流過(guò)具有催化性能的評(píng)價(jià)位點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)物就會(huì)在其表面形成。這些產(chǎn)物接著將擴(kuò)散進(jìn)入到流動(dòng)氣體流中，并建立起一種產(chǎn)物濃度邊界層，或產(chǎn)物煙縷22，如圖2-4中所示。假定催化劑表面產(chǎn)物濃度恒定，則產(chǎn)物濃度層厚度δc(x)＝3.3(DxL/U0)1/3，其中，x為從催化劑位點(diǎn)開(kāi)始邊緣的距離，如圖2-4中所示，D為產(chǎn)物的分子擴(kuò)散因子，U0為特性氣體速度，如圖3-4中所示，L為垂直方向的特性尺寸，如反應(yīng)器高度或反應(yīng)物進(jìn)料管的直徑，如圖3-4中的2R所示。為了說(shuō)明所涉及到的部分設(shè)計(jì)問(wèn)題，假定催化劑位點(diǎn)固態(tài)庫(kù)長(zhǎng)為5mm，寬為5mm。假定氣體進(jìn)料管直徑為0.5cm，平均反應(yīng)物氣體速度為1.0cm/sec，擴(kuò)散因子為0.1cm2/sec，對(duì)于大多數(shù)在1atm下氣體此值是具有代表性的，則在距離催化位點(diǎn)開(kāi)始邊緣為5mm的濃度邊界層厚度，可按下式進(jìn)行估算δc(0.5)＝3.3[(0.1)(0.5)(0.25)/1.0)1/3＝0.767cm或7.67mm該邊界層的厚度足以使激光束穿過(guò)并光離子化產(chǎn)物，如果存在的話(huà)。氣體進(jìn)料管2R的直徑，氣體速度U0和催化劑位點(diǎn)尺寸x可以改變，以進(jìn)一步控制所述濃度邊界層的厚度。此外，評(píng)價(jià)位點(diǎn)21t可以在篩分過(guò)程中是傾斜的，如圖4所示，以促進(jìn)產(chǎn)物遷移離開(kāi)催化劑表面。如果是產(chǎn)生多孔催化劑庫(kù)，則反應(yīng)物氣體也可穿過(guò)所述庫(kù)中的位點(diǎn)，在所述評(píng)價(jià)催化劑位點(diǎn)上產(chǎn)生一種產(chǎn)物煙縷，如圖5所示。在此實(shí)施方案中，反應(yīng)物穿過(guò)所有的催化劑位點(diǎn)，從而使得對(duì)庫(kù)中所有位點(diǎn)進(jìn)行同時(shí)篩分變?yōu)榭赡?。如圖5所示，反應(yīng)物穿過(guò)反應(yīng)物送氣室36，并穿過(guò)多孔評(píng)價(jià)位點(diǎn)21p，形成產(chǎn)物煙縷35，采用如上所述的相同方法可對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。催化劑庫(kù)也可采用整體結(jié)構(gòu)40創(chuàng)建得到，如圖6中所示，其中，反應(yīng)物氣體也將穿過(guò)通道37，經(jīng)過(guò)催化劑涂層38形成產(chǎn)物氣體，它可穿過(guò)激光束23并穿過(guò)微電極27。在此實(shí)施方案中，整個(gè)庫(kù)的同時(shí)篩分是易于完成的。微電極27可插入到通道37之中，如圖6所示，以顯著地降低催化位點(diǎn)之間的信號(hào)交迭。每個(gè)通道中產(chǎn)物氣體的光學(xué)入口，必須要為所述激光束穿過(guò)提供小窗口39，如圖6中所示。由于提供了良好的空間分辨率和位點(diǎn)分離，所以整體結(jié)構(gòu)提供了高通過(guò)量的良好構(gòu)架，且可同時(shí)篩分高密度的催化庫(kù)。如果產(chǎn)物分子的高溫微電極REMPI光譜不具有區(qū)別特征，或者特征表現(xiàn)出交迭，則產(chǎn)物必須要經(jīng)過(guò)冷卻以改善REMPI光譜。這是易于實(shí)現(xiàn)的，如圖7所示，方法是由所述庫(kù)位點(diǎn)33散發(fā)出來(lái)的產(chǎn)物氣體煙縷41的一部分經(jīng)小孔43膨脹進(jìn)入到真空室42中。經(jīng)小孔43導(dǎo)入的部分產(chǎn)物氣體，經(jīng)過(guò)絕熱膨脹在真空室42中形成超聲波噴射流，從而降低氣體溫度，使所述REMPI光譜得到顯著的簡(jiǎn)化。而且，如圖7中所示，預(yù)冷卻熱交換器可設(shè)置在小孔43的上游，以便在產(chǎn)物氣體流過(guò)小孔43之前降低其溫度。流入到真空室中的氣體也可以是脈沖式的，以改善抽真空要求。對(duì)于具有熱容比γ的理想氣體，其中的γ＝Cp/Cv，氣體的溫度與壓力有關(guān)，在絕熱條件下，存在下述的關(guān)系T2＝T1(P1/P2)(1-γ)γ，其中的T1、P1和T2、P2分別表示初始和最終的溫度和壓力。例如，若γ＝1.4，且初始溫度為800K和壓力為760Torr，則絕熱冷卻氣體膨脹到壓力為10-3Torr真空的溫度為T(mén)2＝800(10-3/760)(1.4－1)/1.4＝16.7K這一溫度適合于產(chǎn)生非常好的REMPI光譜。Castaldi，M.J.和Senkan，S.M.，1998，supra。催化劑庫(kù)的同時(shí)產(chǎn)物篩分，是通過(guò)采用激光束23光離子化產(chǎn)物，接著采用設(shè)置在鄰近膨脹噴射流位置的真空室42的微電極27對(duì)光電子或光離子進(jìn)行檢測(cè)而得以實(shí)現(xiàn)的。圖8所示為含有72個(gè)評(píng)價(jià)位點(diǎn)21的平板固態(tài)催化劑庫(kù)，是按軸向以8行×9行排列在反應(yīng)器45之中，它們彼此是充分分隔開(kāi)的，使產(chǎn)物氣體在位點(diǎn)間的擴(kuò)散最小化。反應(yīng)物與催化評(píng)價(jià)位點(diǎn)的接觸，是通過(guò)采用反應(yīng)物進(jìn)料管34進(jìn)行的，參見(jiàn)圖3中所述，它可有效地掩蔽上游的催化劑位點(diǎn)。在被篩分的行中的每個(gè)評(píng)價(jià)位點(diǎn)，都有一個(gè)專(zhuān)用的用來(lái)檢測(cè)產(chǎn)物氣體的微電極27，在圖8中成行地給出8個(gè)用來(lái)篩分的微電極。安排成行的評(píng)價(jià)位點(diǎn)可加速采用單一激光束的行-行方式的篩分，并能實(shí)現(xiàn)8個(gè)位點(diǎn)的同時(shí)篩分。采用本發(fā)明任意行尺寸都是可以調(diào)節(jié)的。但是，各個(gè)評(píng)價(jià)位點(diǎn)具有特定地址的任意庫(kù)模式，可通過(guò)計(jì)算機(jī)控制的二維平移裝置來(lái)移動(dòng)所述庫(kù)以進(jìn)行篩分。最小位點(diǎn)尺寸，具有最高的庫(kù)密度，可由評(píng)價(jià)位點(diǎn)之間的產(chǎn)物氣體的氣相擴(kuò)散速度來(lái)確定。因此，不同的產(chǎn)物可允許產(chǎn)生和評(píng)價(jià)不同的庫(kù)密度。在所述的行篩分方法中，如圖8所示，激光23穿過(guò)反應(yīng)器45的窗口39，并穿過(guò)所述評(píng)價(jià)位點(diǎn)21上方的產(chǎn)物氣體，與來(lái)自反應(yīng)物進(jìn)料管34的反應(yīng)物氣流呈垂直關(guān)系，并穿過(guò)該行中所有位點(diǎn)的產(chǎn)物氣體煙縷，如虛線(xiàn)所示，并出反應(yīng)器45到激光卸載處46。反應(yīng)物進(jìn)料管34是由反應(yīng)器氣體供料總管48供氣的。在圖8中，顯示出兩路激光，但是，對(duì)于給定的應(yīng)用中，任意數(shù)目的激光都可采用。根據(jù)上述給出的數(shù)目設(shè)計(jì)范例，將激光束定位于基體表面上方約5mm處，就應(yīng)當(dāng)足以使激光束能夠截獲產(chǎn)物煙縷并產(chǎn)生光離子，如果有產(chǎn)物形成的話(huà)。產(chǎn)物氣體經(jīng)氣體出口49流出反應(yīng)器45。但是，所述激光束可放置在產(chǎn)物煙縷的任何地方，以使產(chǎn)生的信號(hào)最大化。很顯然，如果所述評(píng)價(jià)位點(diǎn)不具有催化活性，則不會(huì)有產(chǎn)物形成，因此，也不會(huì)發(fā)生光離子化作用。產(chǎn)生的光離子和光電子被設(shè)置在激光束上方鄰近位置的微電極27所收集。根據(jù)上述的數(shù)字設(shè)計(jì)范例，微電極可設(shè)置在所述評(píng)價(jià)位點(diǎn)表面上方超出5mm且鄰近激光束的任何地方，以使信號(hào)強(qiáng)度最大化。但是，微電極可設(shè)置在所述評(píng)價(jià)位點(diǎn)上方的不同位置，以便結(jié)合產(chǎn)物煙縷的局部流體動(dòng)力學(xué)使信號(hào)收集最大化。如所述，所述庫(kù)基體也可用作接地或陰極，或者，如果需要，微電極可穿過(guò)非導(dǎo)體的基體放置，或者，微電極可包括陽(yáng)極和陰極，如圖8所示。所述微電極可經(jīng)多路開(kāi)關(guān)由直流電源30供電，每個(gè)微電極測(cè)量得到的信號(hào)輸入到檢測(cè)器31中。在對(duì)特定的行進(jìn)行評(píng)價(jià)之后，該庫(kù)可以移向上游或下游，是采用庫(kù)平移臺(tái)47進(jìn)行的，以確定催化篩分的下一行位點(diǎn)的位置。本發(fā)明的另一個(gè)用來(lái)例證說(shuō)明所述行篩分方法的實(shí)施方案，示于圖9。圖9所示的實(shí)施方案與圖8相似，不同之處在于具有多孔評(píng)價(jià)位點(diǎn)21p的多孔催化劑庫(kù)是從位于其下的送氣室進(jìn)料反應(yīng)物氣體的，它是經(jīng)反應(yīng)物氣體供料入口50供入反應(yīng)物氣體的。反應(yīng)物氣體流過(guò)多孔評(píng)價(jià)位點(diǎn)21p，在每個(gè)評(píng)價(jià)位點(diǎn)上方同時(shí)形成煙縷，如箭頭所示。反應(yīng)器可以沿x軸旋轉(zhuǎn)180°，如果需要的話(huà)，通過(guò)改變反應(yīng)器容器中的自然對(duì)流過(guò)程，以提高產(chǎn)物的檢測(cè)。如圖9中所示，篩分可按照與圖8中所述相似的行-行方法進(jìn)行。另一種替代方案是，所有位點(diǎn)的同時(shí)篩分，可采用對(duì)每個(gè)位點(diǎn)配置一個(gè)專(zhuān)門(mén)的微電極，并采用旋轉(zhuǎn)鏡26使離子化激光束23同時(shí)經(jīng)過(guò)所有位點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)，如圖10俯視圖所示。光學(xué)纖維也可用來(lái)將激光束同時(shí)導(dǎo)向所有的位點(diǎn)。來(lái)自微電極的信號(hào)，接著可通過(guò)針對(duì)催化劑庫(kù)51上每個(gè)位點(diǎn)的一個(gè)專(zhuān)門(mén)檢測(cè)器得到檢測(cè)和記錄，或者是采用計(jì)算機(jī)化的多路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)65，以快速和順序地檢測(cè)來(lái)自每個(gè)位點(diǎn)的信號(hào)。很顯然，任意催化劑庫(kù)尺寸和形狀都是值得推薦的，并可采用這種同時(shí)篩分方式進(jìn)行操作，只要每個(gè)位點(diǎn)的地址是可分別尋址的。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案如圖11所示，它圖解說(shuō)明一個(gè)16×16或者256位點(diǎn)的整體結(jié)構(gòu)40，如對(duì)圖7所述，形成一種固態(tài)催化劑庫(kù)。任何整體單元密度都可采用。反應(yīng)物氣體是經(jīng)反應(yīng)物氣體供料入口50供料到該庫(kù)之下的總管，并向上流經(jīng)通道，流過(guò)或穿過(guò)催化劑，在圖9中所示的通道的出口上方形成產(chǎn)物煙縷，它可在如圖6中所示的通道中進(jìn)行測(cè)量，或者接著采用超聲波噴射到如圖7中所示的真空室中以進(jìn)行冷卻。催化劑篩分可通過(guò)采用如圖11中所示的行-行方式進(jìn)行，或者是采用對(duì)圖10所述的同時(shí)篩分所有位點(diǎn)的方法進(jìn)行。在一個(gè)反應(yīng)器中整體負(fù)載催化劑庫(kù)篩分結(jié)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)施方案示于圖12，通常是采用如圖6所示的構(gòu)造。如圖12所示，一個(gè)具有72個(gè)位點(diǎn)的單獨(dú)的催化劑庫(kù)整體55和一個(gè)單獨(dú)的催化劑篩分整體56，在反應(yīng)器45內(nèi)形成催化劑篩分結(jié)構(gòu)。一個(gè)專(zhuān)用的微電極27安裝在每個(gè)整體通道的內(nèi)部。在每個(gè)微電極27的上游，每個(gè)通道的光學(xué)入口是由激光入口窗口39提供的。反應(yīng)物氣體是采用反應(yīng)物氣流分配器引入的，并進(jìn)入到每個(gè)分立的庫(kù)通道中，如箭頭所示，以流過(guò)催化劑位點(diǎn)。產(chǎn)物是在所述篩分整體56中的下游進(jìn)行檢測(cè)的。從可調(diào)激光源24和/或25中發(fā)出的激光，經(jīng)由光束分裂器52導(dǎo)入到篩分整體56的每行中，并經(jīng)過(guò)激光窗口39，穿過(guò)所示的內(nèi)部激光窗口穿過(guò)該行中的每個(gè)通道。這種構(gòu)造可以同時(shí)篩分所述庫(kù)中的所有位點(diǎn)。不同的激光束可導(dǎo)入到所述篩分整體56中不同的行中，以篩分不同的產(chǎn)物。這種技術(shù)也可用來(lái)篩分其它的庫(kù)構(gòu)型。光纖光學(xué)線(xiàn)路53也可用來(lái)導(dǎo)入激光束到所述庫(kù)位點(diǎn)。如果產(chǎn)物冷卻是需要的，則可通過(guò)采用絕熱膨脹所述產(chǎn)物氣體煙縷經(jīng)小孔到一個(gè)真空室中而得以實(shí)現(xiàn)，如圖7中所示。在上述催化劑篩分裝置和技術(shù)的描述中，在所有催化劑位點(diǎn)的溫度是相同的，這適合于篩分新催化劑或改進(jìn)催化劑。如果可能，根據(jù)本發(fā)明，可建立具有分立溫度控制位點(diǎn)的催化劑庫(kù)，其中不同的位點(diǎn)應(yīng)該保持在不同的溫度，或者是它們的溫度應(yīng)該可以按特定的溫度-時(shí)間程序進(jìn)行程序化。這類(lèi)不同的溫度會(huì)產(chǎn)生有關(guān)反應(yīng)溫度對(duì)催化劑活性和選擇性影響的信息。采用微加工技術(shù)，分立溫度控制和可程序化位點(diǎn)，可以經(jīng)濟(jì)地得以構(gòu)建，如對(duì)于熱噴墨打印機(jī)頭所作的那樣。很顯然，由基體所提供的隔離數(shù)量和溫度程序化要求，會(huì)影響位點(diǎn)間的間隔和具有溫度控制位點(diǎn)的催化劑庫(kù)的密度。采用間歇方式操作以篩分整個(gè)催化劑庫(kù)也是可行的。在這種間歇方式中，整個(gè)催化劑庫(kù)先是采用一種物理掩模與反應(yīng)物氣體隔離開(kāi)。然后采用新鮮的反應(yīng)物氣體凈化并充滿(mǎn)評(píng)價(jià)室。該室中的物質(zhì)可以允許達(dá)到熱平衡，它可采用設(shè)置在評(píng)價(jià)室中的熱電偶進(jìn)行監(jiān)測(cè)。接著除去所述物理掩模，使某一特定部分或整個(gè)催化劑庫(kù)暴露于反應(yīng)物氣體之中。由于不存在強(qiáng)制對(duì)流，擴(kuò)散和自然對(duì)流是氣體在評(píng)價(jià)室中遷移的主要方式。接著具有催化活性的位點(diǎn)產(chǎn)生反應(yīng)產(chǎn)物，它們會(huì)擴(kuò)散到主體氣相中，形成一種產(chǎn)物濃度煙縷。對(duì)于產(chǎn)物濃度恒定的情形，濃度的滲透深度δc(t)可按下述關(guān)系式進(jìn)行估算δc(t)＝(12Dt)1/2，其中D為擴(kuò)散率，而t為時(shí)間。所述濃度滲透深度必須保持在低于位點(diǎn)間隔的水平，以防止來(lái)自相鄰位點(diǎn)的濃度煙縷的交迭導(dǎo)致信號(hào)交迭。對(duì)于平板催化劑庫(kù)，假定位點(diǎn)間隔為1cm，δc＝1且氣體擴(kuò)散率為0.1cm2/sec，則整個(gè)庫(kù)的REMPI測(cè)量，必須要在約1秒時(shí)間內(nèi)完成，以防止?jié)舛冗吔鐚拥慕坏，F(xiàn)有的快速電子裝置可滿(mǎn)足這些要求。較大的位點(diǎn)尺寸和/或在位點(diǎn)間放置物理隔板，可顯著地降低位點(diǎn)間的擴(kuò)散-混合速率，從而可提供較長(zhǎng)的測(cè)量時(shí)間。對(duì)于整體結(jié)構(gòu)的情形，存在于位點(diǎn)之間的物理壁有效地降低了位點(diǎn)間的擴(kuò)散，從而允許設(shè)置在鄰近通道或通道內(nèi)部的微電極(它是用來(lái)檢測(cè)由激光束所產(chǎn)生的光離子和/或光電子)在較長(zhǎng)的時(shí)間之內(nèi)獲得數(shù)據(jù)。這種間歇系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，它可用來(lái)同時(shí)篩分固態(tài)催化劑庫(kù)中的所有位點(diǎn)。圖13顯示出可以如前述合成得到且可按照本發(fā)明方法進(jìn)行篩分的均相催化劑庫(kù)的一個(gè)實(shí)施方案，其中，催化劑溶液57是放置在容器58中，反應(yīng)物氣體可鼓泡通過(guò)所述液體。通過(guò)液體催化劑的氣體擴(kuò)散可以采用任意合適的方式進(jìn)行，這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是公知的，例如，加壓的反應(yīng)物氣體可經(jīng)由反應(yīng)物送氣室36進(jìn)行進(jìn)料，并強(qiáng)制通過(guò)位于樣品位點(diǎn)底部的受控多孔性分配板，如圖13左邊所示。另一種替代方案是，來(lái)自反應(yīng)物送氣室36的反應(yīng)物氣體可通過(guò)位于每個(gè)樣品位點(diǎn)的毛細(xì)管起泡裝置60而起泡，如圖13中右邊所示。形成的氣態(tài)產(chǎn)物22離開(kāi)所述液體催化劑溶液，如圖13中箭頭所示，產(chǎn)物氣體的檢測(cè)可采用任意前述的方法進(jìn)行。在確定容器58的最小直徑(它可控制庫(kù)密度)時(shí)，必須要考慮到催化劑溶液57的表面張力和粘度，它們會(huì)影響氣體擴(kuò)散和液體夾帶的程度。圖14是一示意圖，其說(shuō)明反應(yīng)器45內(nèi)的采用了均相液體催化劑庫(kù)的催化劑篩分，如對(duì)圖13所述那樣。REMPI催化劑篩分可以以行-行為基礎(chǔ)，如圖14中所示，或者，整個(gè)催化劑庫(kù)可采用針對(duì)圖10所述的方法同時(shí)進(jìn)行篩分。在圖14中所例舉的反應(yīng)器系統(tǒng)，也可用來(lái)篩分固體催化劑粉末，它們可放置在容器中，這可參見(jiàn)圖15作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。固體顆?？刹⑷氲剿鲆后w催化劑庫(kù)中得到三相(氣-液-固)操作條件。固體顆粒60引入到容器58中的液體之中，可提高氣體的分散，形成較小的氣泡61，以提供更好的氣-液接觸，并提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，從而提高庫(kù)篩分速度，如圖15中左邊部分所示。反應(yīng)床在篩分條件下也可以是部分地或全部流化的。產(chǎn)物氣體22，如箭頭所示，從容器58中散發(fā)出來(lái)，它可采用前述的任意REMPI方法進(jìn)行分析。所采用的固體顆?？赡苁蔷哂写呋阅艿?，從而提供了篩分多相催化反應(yīng)的機(jī)會(huì)。在如圖15所示的系統(tǒng)中，均相液體催化劑也可放置在多孔顆粒之中，例如用來(lái)固定蛋白質(zhì)或熔鹽催化劑。固體催化劑顆粒62可以引入到不存在液體的容器58中，以獲得氣-固操作條件，如圖15中右邊部分所示。采用多種不同方法制備得到的催化劑粉末，可以放置在如圖15所示的容器中，以形成微填充床反應(yīng)器庫(kù)。反應(yīng)物氣體可經(jīng)送氣室36引入到所述填充床反應(yīng)器中，形成的產(chǎn)物采用前述REMPI微電極系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。圖16為一示意圖，其說(shuō)明采用整體庫(kù)中催化劑顆粒的另一種催化劑篩分方法。采用多種不同方法制備得到的催化劑顆?；蚍勰?2可放置在整體結(jié)構(gòu)40的單元之中。反應(yīng)物氣體接著穿過(guò)催化劑顆粒62的填充床，并經(jīng)小通道/小孔43排放到真空室42中。產(chǎn)物噴射流接著進(jìn)行膨脹冷卻，并經(jīng)過(guò)用來(lái)產(chǎn)生光離子和光電子的激光束23。產(chǎn)生的光離子或光電子接著由微電極27進(jìn)行檢測(cè)，如前所述。由產(chǎn)物物種的光離子化所形成的REMPI信號(hào)的大小與其濃度成正比。此外，所產(chǎn)生的信號(hào)也會(huì)受到操作參數(shù)的影響，如所采用的UV激光的功率，用來(lái)收集光離子/光電子的直流偏壓，陽(yáng)極和陰極的間隔距離，和微電極相對(duì)于激光束的位置。一旦對(duì)擬用于催化劑庫(kù)篩分的特定體系實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化，操作變數(shù)便可以固定，這樣所測(cè)量的REMPI信號(hào)就可直接歸屬于在催化劑位點(diǎn)所產(chǎn)生的產(chǎn)物濃度。因此，除了以有活性還是無(wú)活性來(lái)定性地篩分催化劑庫(kù)之外，本發(fā)明所述REMPI微電極技術(shù)可用來(lái)定量地對(duì)催化劑的活性和選擇性進(jìn)行排序。催化活性更高的位點(diǎn)將會(huì)在產(chǎn)物煙縷中產(chǎn)生更高的產(chǎn)物濃度，從而會(huì)產(chǎn)生更大的REMPI信號(hào)，類(lèi)似地，低活性催化劑位點(diǎn)將會(huì)產(chǎn)生較低的產(chǎn)物濃度，從而形成較低的REMPI信號(hào)。在催化劑庫(kù)的定量篩分中，含有已知產(chǎn)物氣體濃度的氣體混合物，先在沒(méi)有發(fā)生反應(yīng)的條件下相繼經(jīng)過(guò)所述的庫(kù)，并記錄微電極的響應(yīng)。利用對(duì)已知產(chǎn)物濃度的微電極響應(yīng)，每個(gè)位點(diǎn)和微電極均可以得到標(biāo)定。這些標(biāo)定函數(shù)隨后可用來(lái)測(cè)定在活性催化劑篩分過(guò)程中所形成的產(chǎn)物定量濃度。如果催化劑裝載量在不同庫(kù)位點(diǎn)是不同的，則在位點(diǎn)催化活性的排序中也要對(duì)此加以考慮。另一種替代方案是，內(nèi)標(biāo)樣可加入到篩分過(guò)程中的反應(yīng)物進(jìn)料流之中，以加速催化劑位點(diǎn)活性和選擇性的量化。所公開(kāi)的催化劑篩分技術(shù)可用來(lái)獲得更大的目標(biāo)物光譜。兩種或多種激光束能量可以順序地用來(lái)監(jiān)測(cè)在一種產(chǎn)物煙縷中的兩種或多種反應(yīng)產(chǎn)物，這對(duì)于確定催化劑選擇性和發(fā)現(xiàn)多功能催化劑是重要的。例如，開(kāi)發(fā)出不僅可最大化地形成特定產(chǎn)物而且可最小化地形成副產(chǎn)物或污染物的催化劑，在具有環(huán)境意識(shí)的制造業(yè)中是一個(gè)正日益變得重要的目標(biāo)。在本發(fā)明的實(shí)踐中，一系列的激光脈沖(每種脈沖特定地光離子化一種選擇的分子)可用來(lái)順序地監(jiān)測(cè)不同的產(chǎn)物。由于激光光離子作用和產(chǎn)物檢測(cè)是快速的過(guò)程，其時(shí)間范圍以微秒計(jì)，所以，快速篩分大的潛在催化劑庫(kù)的多功能催化活性可通過(guò)順序檢測(cè)大量的物種而得以實(shí)現(xiàn)。在一些應(yīng)用中，由催化反應(yīng)所形成的產(chǎn)物，可能會(huì)呈現(xiàn)為液態(tài)或固態(tài)，例如，被酶催化的高分子量生物分子的反應(yīng)，因此，直接采用REMPI是不適合用來(lái)篩分催化活性和選擇性的。但是，如果反應(yīng)產(chǎn)物已先行氣化，所述REMPI方法是可以采用的。這可以通過(guò)采用一種脈沖消融激光，如一種脈沖CO2或激發(fā)物激光，以快速氣化來(lái)自液體或固體表面的產(chǎn)物分子。采用消融激光的一個(gè)實(shí)施方案如圖17所示，其中的消融激光源63產(chǎn)生消融激光束64，以快速地氣化來(lái)自液體催化劑溶液57表面的產(chǎn)物分子為氣態(tài)產(chǎn)物煙縷22，它可被離子化激光束23所截獲，并產(chǎn)生光離子和光電子，它們可采用前述任意的微電極方法進(jìn)行檢測(cè)。由上述的公開(kāi)可以清楚地知道，采用本發(fā)明所述的REMPI微電極方法可以監(jiān)測(cè)反應(yīng)產(chǎn)物以及反應(yīng)中間體。監(jiān)測(cè)產(chǎn)物以及反應(yīng)中間體的能力極大地增加了本發(fā)明方法的應(yīng)用范圍。而且，由于根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行而不會(huì)有任何延遲，快速的瞬間過(guò)程也可得到監(jiān)測(cè)。這種能力則可導(dǎo)致更好地理解催化劑的功能，因而可有助于新催化劑和改進(jìn)催化劑的開(kāi)發(fā)。下述的具體實(shí)例是用來(lái)詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，無(wú)論如何不能理解為對(duì)本發(fā)明的限定。本發(fā)明的催化劑篩分方法，曾用于環(huán)己烷催化脫氫制備苯，反應(yīng)過(guò)程是。這是一個(gè)早已確定反應(yīng)，是由過(guò)渡和貴金屬在250至350℃的溫度范圍內(nèi)催化進(jìn)行的。Rebhan，D.M.和Haensel，V.，″環(huán)己烷歧化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)和機(jī)理研究可逆氫轉(zhuǎn)移的一個(gè)實(shí)例(AKineticandMechanisticStudyofCyclohexaneDisproportionationAnExampleofIrreversibleHydrogenTransfer)″，J.Catalysis，111，397，1988。負(fù)載的Pt和Pd催化劑，0.5％和1.0的Pt和Pd負(fù)載在活性炭上，是從PreciousMetalsCorp.得到的。這些催化劑，以及幾種惰性載體物質(zhì)，氧化硅和氧化鋁，一起引入到庫(kù)基體的一行的5mm×5mm單元中，與圖5相似。催化劑和惰性載體物質(zhì)的地址為位點(diǎn)12345678號(hào)物質(zhì)惰性0.5％惰性1.0％惰性惰性1.0％0.5％PtPdPtPd所述催化劑庫(kù)接著放置在一個(gè)反應(yīng)器中，并在氬氣流存在下加熱到300℃。在確定穩(wěn)態(tài)操作溫度之后，此溫度可通過(guò)反應(yīng)器內(nèi)的熱電偶測(cè)定，向反應(yīng)器中引入環(huán)己烷反應(yīng)物流。反應(yīng)物流組合物中含有13％的環(huán)己烷存在于氬氣中，它是在約25℃下采用起泡裝置使氬氣在環(huán)己烷液體中鼓泡而制備得到的。所述庫(kù)篩分方法要求準(zhǔn)確地檢測(cè)環(huán)己烷、氫和氬混合物中的苯。一種適用于選擇產(chǎn)生苯REMPI離子的UV激光波長(zhǎng)，已在采用激光光離子飛行時(shí)間質(zhì)譜儀(TOF-MS)的單獨(dú)評(píng)價(jià)中得到確定。環(huán)己烷和苯的氣體脈沖(每種在氬氣中的濃度約為500ppm)都采用一種脈沖閥膨脹到TOF-MS的真空室中，所得到的噴射流/分子束與一種在258-262nm范圍的脈沖UV激光束相交，以產(chǎn)生它們的光離子作用和質(zhì)譜。UV激光具有約100μJ/脈沖能量，獲自采用香豆素500染料的染料激光。這些測(cè)量會(huì)得出這樣的結(jié)論，即由所述258-262nmUV激光產(chǎn)生的REMPI離子是僅由苯(質(zhì)量為78)光離子化產(chǎn)生的，在環(huán)己烷質(zhì)量為84處或氬氣質(zhì)量為40處或氫氣質(zhì)量為2處沒(méi)有檢測(cè)到光離子。除了在質(zhì)量78處存在苯母體之外，沒(méi)有檢測(cè)到其它的峰。圖18所示為采用TOF-MS技術(shù)所測(cè)定得到的苯和環(huán)己烷的REMPI光譜。由圖18可以清楚地看出，苯具有自259.7nm開(kāi)始的主REMPI峰，其中沒(méi)有來(lái)自環(huán)己烷的貢獻(xiàn)。苯和環(huán)己烷的REMPI光譜也可在1atm和室溫下采用微電極方法進(jìn)行測(cè)定。存在于氬載氣中的環(huán)己烷和苯在1-2mm的探針尖端范圍內(nèi)通過(guò)258-262nm的脈沖UV激光束而被光離子化。來(lái)自一電源的+500V的直流偏壓施加到陽(yáng)極上以收集光電子。所得到的REMPI光譜如圖19中所示，它與圖18中采用TOF-MS技術(shù)所得到的光譜相似，在室溫和1atm壓力條件下觀察到預(yù)期的光譜增寬。這表明采用259.7激光，在反應(yīng)器系統(tǒng)中存在有環(huán)己烷、氬氣和氫氣時(shí)，會(huì)導(dǎo)致專(zhuān)門(mén)和有效的苯REMPI離子的形成。圖9中所示的反應(yīng)器系統(tǒng)，可用來(lái)使存在于氬載氣中的環(huán)己烷穿過(guò)一行中的8個(gè)庫(kù)位點(diǎn)，如前所述。所述259.7nm激光束穿過(guò)來(lái)自所述庫(kù)位點(diǎn)的產(chǎn)物煙縷，在所述8個(gè)位點(diǎn)的每個(gè)鄰近位置檢測(cè)到的苯REMPI信號(hào)，如圖20中所示。這些測(cè)量對(duì)應(yīng)于由一次激光穿過(guò)所得到的數(shù)據(jù)和信號(hào)顯示了以微秒計(jì)的激升一衰變時(shí)間。從圖20可以清楚地看出，位于位點(diǎn)2、4、7和8接收到明顯的苯信號(hào)，與在這些位點(diǎn)存在Pt和Pd催化劑是一致的。盡管在位點(diǎn)1、3、5和6處也能檢測(cè)到一些REMPI信號(hào)，但是它們是很低的，這與在這些位點(diǎn)不存在催化劑是一致的。很明顯，由于低的氣流速度和反應(yīng)器內(nèi)的再循環(huán)模式，在反應(yīng)器主體氣體中存在有部分苯，這兩者都會(huì)減慢反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)器的快速移出。較小的反應(yīng)器室，采用整體結(jié)構(gòu)或其它庫(kù)設(shè)計(jì)可能會(huì)減小這一問(wèn)題。不過(guò)，圖19給出了本發(fā)明的方法可快速而精確地區(qū)分出庫(kù)中的活性位點(diǎn)和非活性位點(diǎn)。反應(yīng)器廢氣也可通過(guò)采用259.7nm激光束的TOF-MS方法，在篩分過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行分析，以確定除苯之外的物種是否可能會(huì)對(duì)所測(cè)量的微電極信號(hào)作出貢獻(xiàn)。除了這些質(zhì)量為78的光離子之外，沒(méi)有檢測(cè)到其它的光離子。如圖20所示，根據(jù)所測(cè)得的REMPI信號(hào)的大小，催化位點(diǎn)的相對(duì)活性表現(xiàn)為7＞2＞4＞8。這些結(jié)果與在這些位點(diǎn)的Pd和Pt商用催化劑的相對(duì)裝載量是一致的，而且還表明Pt是一種較Pd更具有活性的環(huán)己烷脫氫催化劑。這些發(fā)現(xiàn)與采用傳統(tǒng)催化反應(yīng)器系統(tǒng)的結(jié)果是一致的。Rehbon，D.M.和Haensel，V.，1988，supra和Ahmed，K.和Chowdhury，H.M.，″在負(fù)載鎳和鉑催化劑上的環(huán)己烷和環(huán)已烯的脫水反應(yīng)(DehydrationofCyclohexaneandCyclohexeneoverSupportedNickelandPlatinumCatalysts)″，Chem.Eng.J.，50，165，1992。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在上述說(shuō)明和實(shí)例中給出的條件意在說(shuō)明本發(fā)明催化劑篩分技術(shù)的應(yīng)用。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)這些說(shuō)明和實(shí)例推斷出本發(fā)明的方法可以用來(lái)篩分用于任何反應(yīng)的任何催化劑。反應(yīng)條件可在沒(méi)有改變篩分方法的情況下廣泛地變化。例如，反應(yīng)溫度可很容易地從室溫如25℃，變化到更高溫度如1000℃。同樣地，壓力也可從真空如10-4Torr，變化到高壓如500大氣壓。所述篩分方法可容易地調(diào)節(jié)很寬的反應(yīng)物進(jìn)料濃度，從純組分100％到非常稀釋的物流，如數(shù)百個(gè)百萬(wàn)分之一單位，100ppm。組合催化劑庫(kù)也可采用加工微型反應(yīng)器而創(chuàng)建，采用集成電路制造步驟如薄膜沉積、平板印刷、蝕刻、等離子體加工等。這種技術(shù)近來(lái)業(yè)已用于在芯片上制造反應(yīng)器，用于氨的催化氧化，公開(kāi)在Srinivasan，R.，Hsing，I.M.，Berger，P.E.，Jensen，K.F.，F(xiàn)irebaugh，S.L.，Schmidt，M.A.，Harold，M.P.，Lerou，J.J.和Ryley，J.F.，“用于催化部分氧化反應(yīng)的微加工反應(yīng)器(MicromachinedReactorforCatalyticPartialOxidationReactions)”，AIChEJournal，43，3059-3069，1997。與被動(dòng)的整體或蜂窩結(jié)構(gòu)不同，所述微加工反應(yīng)器還可引入流量和溫度傳感器、加熱元件和用于操作條件控制的調(diào)節(jié)裝置。在本發(fā)明中，大量的微反應(yīng)器是采用任意合適的集成電路制造工序平行地制備的。每個(gè)微反應(yīng)器系統(tǒng)包括用于反應(yīng)物進(jìn)料、催化反應(yīng)、產(chǎn)物出口和輻射進(jìn)口的通道。這些通道可采用濕法或干法蝕刻一種惰性薄片基質(zhì)如氧化硅或氧化鋁或者是表面涂布有惰性膜的材料如惰性材料涂布的金屬，加工而成的。每個(gè)反應(yīng)區(qū)的出口應(yīng)該足夠地大，以容納用來(lái)檢測(cè)產(chǎn)物REMPI離子的微電極。傳感、流量和溫度控制器也可嵌入在位于薄片上的各個(gè)反應(yīng)器位點(diǎn)中。而且，電路可以嵌入以便用電化學(xué)方法控制催化反應(yīng)。不同的催化材料可采用多種不同的技術(shù)沉積到所述庫(kù)中不同的反應(yīng)器通道中，例如采用濺射、激光消融、熱或等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積等方法，使用這些方法時(shí)要借助掩膜。另一種替代方案是，借助于微噴射或微滴分配器，采用溶液技術(shù)將催化劑沉積到反應(yīng)器通道中。這些分配器也可用來(lái)沉積含有催化劑顆粒的漿料。在采用溶液技術(shù)時(shí)，反應(yīng)器通道可在反應(yīng)區(qū)得到改進(jìn)，以含有必要數(shù)量的液體和/或漿料催化劑前體。在反應(yīng)器通道中央部位加工一個(gè)儲(chǔ)槽以收集液體或漿料催化劑前身混合物，就可實(shí)現(xiàn)這種改進(jìn)。這些儲(chǔ)槽可為任意形狀，也可具有中間隔板、調(diào)節(jié)裝置和傳感器，以更好地控制在篩分過(guò)程中催化劑的制備和反應(yīng)器的操作。這些儲(chǔ)槽也可放置在沿微反應(yīng)器的不同位置，以控制壓力降、反應(yīng)物預(yù)加熱和產(chǎn)物驟冷條件。催化劑前體的液體和/或漿料混合物可以采用微噴射或微滴加分配器和遙控技術(shù)引入到所述的儲(chǔ)槽之中。在液體滴加之后，可采用如機(jī)械振動(dòng)法、微抖動(dòng)器或聲裂法進(jìn)行攪動(dòng)，以確保液體或漿料混合物的混合。在催化劑前體分配之后，所得到的混合物可進(jìn)行熱和化學(xué)處理以形成催化劑。這些處理方法可包括干燥、煅燒、氧化、還原和活化。圖21和圖22為根據(jù)本發(fā)明的單一微反應(yīng)器系統(tǒng)基底的簡(jiǎn)要示意圖。圖21所示為適合于薄膜或固體顆粒催化劑沉積方法的微反應(yīng)器，圖22所示為還適合于溶液基催化劑沉積方法的微反應(yīng)器。在所述的圖中，惰性微反應(yīng)器主體70具有反應(yīng)物進(jìn)料通道71，通向催化劑區(qū)，在圖21中標(biāo)記為區(qū)72，在圖22中標(biāo)記為放大的儲(chǔ)槽催化劑區(qū)73。如圖22中所示，隔板結(jié)構(gòu)74可以設(shè)置在儲(chǔ)槽73中。這種隔板結(jié)構(gòu)具有多種效果，如可為催化劑提供附加的暴露表面，和促進(jìn)混合以有利于某些反應(yīng)的進(jìn)行。產(chǎn)物經(jīng)出口通道75流出反應(yīng)空間。反應(yīng)物進(jìn)料和產(chǎn)物流出如箭頭所示?；罨椛渫ǖ?6，其具有用來(lái)隔離出口通道75的光學(xué)入口窗口，用來(lái)提供活化輻射束77的通道，使之通過(guò)產(chǎn)物流穿過(guò)出口通道75。圖21給出外部微電極78，圖22給出內(nèi)部微電極，其設(shè)置在鄰近所述活化輻射束77的出口通道75中，以收集用于檢測(cè)的光電子或光離子，如前所述。內(nèi)部微電極84是連接在微反應(yīng)器主體70上的，如嵌入在所述產(chǎn)物出口通道的底部、側(cè)壁和頂壁，因而是作為微反應(yīng)器主體的一部分。這些內(nèi)部微電極可與產(chǎn)物出口通道壁齊平，或者是自通道壁突起。所述內(nèi)部微電極提供有合適的線(xiàn)路為所述微電極供電，并傳送檢測(cè)信號(hào)到檢測(cè)測(cè)量裝置中。這些線(xiàn)路和接頭是在制造過(guò)程中采用確定的微電子制造技術(shù)嵌入在所述微反應(yīng)器主體之中的。圖23，其中與上述有關(guān)的數(shù)字表示相同的意思，圖示給出了在一個(gè)單一惰性微反應(yīng)器主體70中的一種微反應(yīng)器排列。在該排列中可以存在任意數(shù)目的微反應(yīng)器，它取決于所述微反應(yīng)器的尺寸和基體薄片的物理性質(zhì)。每個(gè)微反應(yīng)器72可為任意尺寸，不過(guò)，反應(yīng)通道在約0.1-2mm寬的水平最適合于制造和隨后的篩分過(guò)程。反應(yīng)物送氣室79，與每個(gè)反應(yīng)物進(jìn)料通道72是流體連通的，以分配反應(yīng)物到每個(gè)微反應(yīng)器之中。反應(yīng)物送氣室79是足夠大的，以確保流過(guò)每個(gè)微反應(yīng)器的流體達(dá)到相似的流速，只要微反應(yīng)器的壓力降性質(zhì)是相似的。另一種替代方案是，流量傳感器和調(diào)節(jié)器可在每個(gè)微反應(yīng)器中制造，以獨(dú)立地控制流過(guò)每個(gè)微反應(yīng)器的流體流量。不同的催化劑可放置在采用任意的所述技術(shù)的每一個(gè)微反應(yīng)器中。這些催化劑的物理形狀可為薄膜形，如圖中86所示，或?yàn)榉勰?，如圖中85所示。從單一基底薄片上制造微反應(yīng)器排列可保證所述活化輻射通道76與微電極84很好地排成直線(xiàn)，從而可加速篩分過(guò)程。內(nèi)部電極84使得內(nèi)部線(xiàn)路為微電極供給電能和傳送檢測(cè)信號(hào)到檢測(cè)測(cè)量裝置變?yōu)榭赡堋Ａ硪环N替代方案是，單獨(dú)的不同電極，一個(gè)接到陽(yáng)極和一個(gè)接到陰極，可嵌入到反應(yīng)器的不同壁中以供電和信號(hào)檢測(cè)。合適的連接器可設(shè)置在所述排列的外部，以便易于連接整個(gè)排列并經(jīng)由選擇開(kāi)關(guān)連接到一個(gè)電源和檢測(cè)測(cè)量裝置上。反應(yīng)物進(jìn)料和產(chǎn)物流出如箭頭所示。在微反應(yīng)器基底層制作之后，將一種惰性覆蓋薄片80粘合到惰性微反應(yīng)器基底70上，以覆蓋微反應(yīng)器排列，如圖24所示，以便在允許反應(yīng)物流入和產(chǎn)物流出所述的微反應(yīng)器排列時(shí)，分隔開(kāi)每個(gè)微反應(yīng)器系統(tǒng)。圖24所示，內(nèi)部微電極87連接到或嵌入在覆蓋薄片80中，是按連接到微反應(yīng)器主體70上的內(nèi)部微電極84相似的方法進(jìn)行的，如前所述。內(nèi)部線(xiàn)路88連接每個(gè)微電極87到外部連接器89，用來(lái)為每個(gè)微電極供電和傳送每個(gè)微電極的檢測(cè)信號(hào)到檢測(cè)裝置中。另一種替代方案是，單獨(dú)的電極可嵌入到所述基底70中，以檢測(cè)信號(hào)和/或供電。加熱元件可嵌入在位于微反應(yīng)室72之間的熱傳導(dǎo)微反應(yīng)器主體70中和/或熱傳導(dǎo)覆蓋薄片80中和/或堆疊反應(yīng)排列之間的熱傳導(dǎo)板中，以便為微反應(yīng)器和/或反應(yīng)物進(jìn)料通道提供所期望的溫度控制。如圖25所示，各個(gè)平板微反應(yīng)器排列，如圖24中所示，可豎直地堆疊以獲得三維結(jié)構(gòu)的多元平板微反應(yīng)器排列，從而可采用與圖12所示的相似方法對(duì)大量的樣品進(jìn)行快速分析。微反應(yīng)器排列可以具有合適的固定器，以維持相鄰的排列彼此呈固定的關(guān)系。所述微電極是采用直流電源進(jìn)行供電的，來(lái)自每個(gè)微電極的信號(hào)經(jīng)過(guò)多通道選擇器輸送到測(cè)量裝置。圖26給出的微反應(yīng)器排列91，如圖24中所示，可以設(shè)置在微反應(yīng)器排列框92中，以便于催化劑篩分的操作和連接。所述微反應(yīng)器排列按可逆箭頭所示安裝在所述框的開(kāi)口中。反應(yīng)物進(jìn)料是經(jīng)由所述框供入到微反應(yīng)器排列的反應(yīng)物進(jìn)料總管中，如箭頭所示，而產(chǎn)物經(jīng)由所述框流出，如箭頭所示。輻射通道93是通過(guò)框92為調(diào)準(zhǔn)的輻射束77的進(jìn)入和引出而設(shè)置的，以便穿過(guò)微反應(yīng)器主體70中的輻射通道76，如上所述。所述的框也可具有內(nèi)部線(xiàn)路94，用來(lái)連接一端到微反應(yīng)器排列的內(nèi)部線(xiàn)路88，連接另一端到電源和檢測(cè)測(cè)量裝置。多元微反應(yīng)器排列框的內(nèi)部線(xiàn)路，可經(jīng)由一個(gè)單一連接器連接到外部電線(xiàn)上。所述的框也可具有反應(yīng)物進(jìn)料總管，其構(gòu)造可使單一進(jìn)料源為多元微反應(yīng)器排列-框組合裝置提供反應(yīng)物。所述框也可通過(guò)安裝在該框中的加熱元件為所述微反應(yīng)器排列提供溫度控制。微反應(yīng)排列-框可以具有任意合適的元件用來(lái)連接相鄰微反應(yīng)器排列框組合裝置。多元微反應(yīng)器-框組合裝置可以按照與圖25所示相似的豎直方式結(jié)合在一起。在另一個(gè)實(shí)施方案中，如圖27所示，微反應(yīng)排列-框組合裝置95，可以按照并排方式水平地結(jié)合在一起。輻射通道93的調(diào)準(zhǔn)，可使大催化劑庫(kù)評(píng)價(jià)僅采用一種輻射光束77成為可能。篩分是通過(guò)使已知數(shù)量的反應(yīng)物氣體穿過(guò)微反應(yīng)器排列，與潛在的催化劑進(jìn)行接觸而形成反應(yīng)產(chǎn)物而完成的，所述的反應(yīng)產(chǎn)物可通過(guò)合適的可調(diào)輻射光束經(jīng)過(guò)活化輻照通道76(它具有提供流體分隔的入口窗)而得到活化，從而在產(chǎn)物出口通道75中形成產(chǎn)物REMPI離子。這些產(chǎn)物REMPI離子是采用位于出口通道中的微電極進(jìn)行檢測(cè)的，并采用前述的方法進(jìn)行測(cè)量。在篩分過(guò)程中，所述的微反應(yīng)器排列，可設(shè)置在用于為整個(gè)排列提供溫度控制的加熱爐中，或者，每個(gè)微反應(yīng)器的溫度可獨(dú)立地采用在微反應(yīng)器制造過(guò)程中安裝在微反應(yīng)器內(nèi)的傳感器和加熱元件進(jìn)行控制。另一種替代方案是，溫度控制可由所述的框提供。圖28A和28B簡(jiǎn)要地說(shuō)明了組合催化劑庫(kù)制備和篩分方法的另一個(gè)實(shí)例，其采用本發(fā)明的不同微反應(yīng)器排列和微滴/微噴射技術(shù)進(jìn)行。步驟1所示為催化劑庫(kù)惰性基體的制備，是采用一個(gè)插頭以形成所需要的通道和保留溶液沉積過(guò)程中的液體。步驟2所示為催化劑前體溶液沉積到催化劑反應(yīng)區(qū)的儲(chǔ)槽中。步驟3所示為采用本領(lǐng)域的公知方法對(duì)催化劑進(jìn)行干燥和煅燒。步驟4所示為通過(guò)移走用來(lái)形成所述通道的插頭，打開(kāi)產(chǎn)物出口通道。步驟5所示為催化劑的形成和/或活化，其通過(guò)使合適的氣體穿過(guò)所述微反應(yīng)器排列而實(shí)現(xiàn)。步驟6所示為微反應(yīng)器排列內(nèi)的催化劑的篩分，其通過(guò)使反應(yīng)物氣體穿過(guò)每個(gè)微反應(yīng)器內(nèi)的催化劑而接觸，使能量水平足以促進(jìn)特定離子形成的輻射光束穿過(guò)每個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物流，并采用位于鄰近活化輻射光束位置的微電極收集以檢測(cè)所形成的離子或電子。盡管在前述的說(shuō)明書(shū)中，本發(fā)明業(yè)已經(jīng)就某些優(yōu)選的實(shí)施方案進(jìn)行了描述，為了清楚地說(shuō)明還列出了許多細(xì)節(jié)，但是，很顯然地，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明對(duì)于其它的實(shí)施方案是容許的，對(duì)于本文中所述某些具體細(xì)節(jié)可以作相當(dāng)大的變化，而不會(huì)背離本發(fā)明的基本原理。權(quán)利要求1.一種用于質(zhì)譜法篩分催化和潛在催化反應(yīng)產(chǎn)物的微反應(yīng)器和取樣探針系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多元可尋址的微反應(yīng)器，每個(gè)微反應(yīng)器包括一種惰性基體主體，一個(gè)反應(yīng)器通道，其從位于所述基體主體一側(cè)的第一開(kāi)口延伸到所述基體主體另一側(cè)的第二開(kāi)口，一個(gè)反應(yīng)區(qū)，其位于所述反應(yīng)器通道的中心部分，作為反應(yīng)物與位于所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)催化劑接觸的反應(yīng)區(qū)，一個(gè)所述反應(yīng)器通道的反應(yīng)物區(qū)，其從所述反應(yīng)區(qū)延伸作為反應(yīng)物進(jìn)料通道，和一個(gè)所述反應(yīng)器通道的產(chǎn)物區(qū)，其從所述反應(yīng)區(qū)延伸到所述第二開(kāi)口作為產(chǎn)物出口通道；一個(gè)管狀取樣探針，其包括在一端的一個(gè)取樣小孔形成自由噴射膨脹物流，進(jìn)入到至少一個(gè)真空階段的基本膨脹室，和一個(gè)開(kāi)口相對(duì)端，其可連接到質(zhì)譜儀的入口孔上；和一個(gè)平移裝置，其可放置所述取樣小孔到可尋址的單一微反應(yīng)器的產(chǎn)物出口通道的鄰近位置作為取樣模式，并可快速地平移以定位所述取樣小孔于第二可尋址的單個(gè)微反應(yīng)器的產(chǎn)物出口通道的鄰近位置，作為所述第二微反應(yīng)器的取樣模式。2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述取樣小孔直徑約為1-200微米，其位于膨脹錐形的頂部，其半錐角約為15-45°。3.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述取樣小孔為直徑約為1-500微米和長(zhǎng)度約為1-200微米的短毛細(xì)管。4.根據(jù)權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中所述毛細(xì)管的直徑約為5-20微米，其長(zhǎng)度約為50-100微米。5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求中的系統(tǒng)，其中所述取樣小孔到所述質(zhì)譜儀入口小孔的距離約為3-10英寸。6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求中的系統(tǒng)，其中所述膨脹室包括兩個(gè)真空段，其在第一真空段和第二真空段之間存在一個(gè)除沫小孔。7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求中的系統(tǒng)，其中所述微反應(yīng)器還包括一個(gè)輻射光束通道，其延伸通過(guò)通常是垂直于并相交于所述產(chǎn)物區(qū)的所述基體主體，所述輻射光束通道具有輻射光束入口窗口，其為輻射光束提供通道，并使所述輻射通道與所述產(chǎn)物區(qū)流體分隔開(kāi)；和一個(gè)微電極，其位于所述產(chǎn)物區(qū)中，鄰近于所述輻射光束通道與所述產(chǎn)物區(qū)相交位置。8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求中的系統(tǒng)，其中所述多元微反應(yīng)器是成行排列的微反應(yīng)器，它們固定地安裝在平移臺(tái)上，可快速地沿著x軸移動(dòng)，以調(diào)準(zhǔn)所述取樣小孔和所述產(chǎn)物出口通道，和沿著z軸移動(dòng)，以使所述取樣小孔和所述產(chǎn)物出口通道相互靠近。9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求中的系統(tǒng)，其中所述多元微反應(yīng)器是成行排列的微反應(yīng)器平行堆疊而成，它們固定地安裝在平移臺(tái)上，可快速地沿著x軸和y軸移動(dòng)，以調(diào)準(zhǔn)所述取樣小孔和所述產(chǎn)物出口通道，和沿著z軸移動(dòng)，以使所述取樣小孔和所述產(chǎn)物出口通道相互靠近。10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求中的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述微反應(yīng)器包括溫度和流量控制元件，用來(lái)分別控制每個(gè)微反應(yīng)器中的溫度和流量。11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求中的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述微反應(yīng)器包括一個(gè)插頭，用來(lái)將催化劑裝載放入或移出所述反應(yīng)區(qū)。12.一種快速篩分潛在催化劑庫(kù)催化性能的方法，其包括在多元可尋址的測(cè)試位點(diǎn)形成潛在催化劑的潛在催化劑庫(kù)；使反應(yīng)氣體穿過(guò)所述多元可尋址位點(diǎn)中的至少一個(gè)與潛在催化劑接觸；并篩分來(lái)自所述可尋址位點(diǎn)的反應(yīng)產(chǎn)物的氣體煙縷，所述篩分包括平移至少一個(gè)取樣探針和所述庫(kù)到一個(gè)位置，在該處一個(gè)可尋址位點(diǎn)是處于取樣探針小孔的鄰近位置，使來(lái)自所述一個(gè)可尋址位點(diǎn)的所述反應(yīng)產(chǎn)物的一部分通過(guò)所述的取樣探針小孔，在至少一個(gè)真空段的基本膨脹空間內(nèi)形成一種自由噴射膨脹物流，從而冷卻并降低所述反應(yīng)產(chǎn)物的噴射物流的壓力達(dá)到適合于引入到質(zhì)譜儀中的壓力，并使處于減壓下的反應(yīng)產(chǎn)物的噴射物流的一部分通過(guò)入口小孔，進(jìn)入到質(zhì)譜儀中以進(jìn)行分析。13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述取樣小孔直徑約為1-200微米，其位于膨脹錐形的頂部，其半錐角約為15-45°。14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述取樣探針小孔為直徑約為1-500微米和長(zhǎng)度約為1-200微米的短毛細(xì)管。15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所述毛細(xì)管的直徑約為5-20微米，其長(zhǎng)度約為50-100微米。16.根據(jù)權(quán)利要求12-15中任一項(xiàng)中的方法，其中所述取樣探針小孔到所述質(zhì)譜儀入口小孔的距離約為7.5-25厘米。17.根據(jù)權(quán)利要求12-16中任一項(xiàng)中的方法，其中所述膨脹室包括兩個(gè)真空段，其在第一真空段和第二真空段之間存在一個(gè)除沫小孔。18.根據(jù)權(quán)利要求12-17中任一項(xiàng)中的方法，其還包括使至少一種能量水平足以促進(jìn)包括特定離子和電子的激發(fā)產(chǎn)物形成的輻射光束，穿過(guò)反應(yīng)產(chǎn)物的所述氣體煙縷，并通過(guò)微電極在所述可尋址位點(diǎn)的鄰近位置原位收集實(shí)時(shí)地檢測(cè)所形成的離子或電子。19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其還包括使所述反應(yīng)產(chǎn)物與至少一種能量光束接觸，形成分裂的子產(chǎn)物，所述的篩分和所述的檢測(cè)是針對(duì)所述的分裂子產(chǎn)物進(jìn)行的。20.根據(jù)權(quán)利要求12-19中任一項(xiàng)中的方法，其中所述的多元可尋址的評(píng)價(jià)位點(diǎn)包括成行排列的微反應(yīng)器平行堆疊而成的多元微反應(yīng)器，其固定地安裝在平移臺(tái)上，可快速地沿著x軸和y軸移動(dòng)，以調(diào)準(zhǔn)所述取樣小孔和來(lái)自單個(gè)可尋址的微反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物出口通道，和沿著z軸移動(dòng)，以使所述取樣小孔和所述產(chǎn)物出口通道相互靠近。全文摘要具有可尋址測(cè)試位點(diǎn)的催化劑庫(kù)的活性和選擇性的快速篩分,其通過(guò)使位于評(píng)價(jià)位點(diǎn)的潛在催化劑與反應(yīng)物流進(jìn)行接觸,在可尋址的評(píng)價(jià)位點(diǎn)處形成產(chǎn)物煙縷而實(shí)現(xiàn)的。所述的產(chǎn)物煙縷的篩分,包括平移一個(gè)取樣探針和/或所述庫(kù)到一個(gè)位置,在該處一個(gè)可尋址位點(diǎn)處于取樣探針小孔的鄰近位置,使所述反應(yīng)產(chǎn)物的一部分通過(guò)所述取樣探針小孔,在至少一個(gè)真空段形成一種自由噴射膨脹空間,并使業(yè)已冷卻和減壓噴射物流的一部分通過(guò)質(zhì)譜儀的入口小孔進(jìn)行分析。所述質(zhì)譜分析可與共振增強(qiáng)多光子離子化的檢測(cè)方法結(jié)合,以非?？焖俚貙?duì)庫(kù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。還公開(kāi)了合適的反應(yīng)器、微反應(yīng)器和用于將產(chǎn)物傳送到質(zhì)譜儀中的產(chǎn)物傳送樣品微探針。文檔編號(hào)H01J49/04GK1333871SQ9981559公開(kāi)日2002年1月30日申請(qǐng)日期1999年11月11日優(yō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