[發(fā)明專利]一種基于多重分形的負(fù)載型金屬催化劑表面金屬分散度的表征方法

在審

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• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112082910A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張巍;湯云灝;盧程;趙斌;尹艷山;卿夢霞;宋權(quán)斌;阮敏;陳冬林
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 何文紅

1.一種基于多重分形的負(fù)載型金屬催化劑表面金屬分散度的表征方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將負(fù)載型金屬催化劑的掃描電鏡圖轉(zhuǎn)化成黑白二值圖；

S2、利用不同尺度的盒子覆蓋黑白二值圖，按照盒計數(shù)法計算不同尺度盒子中負(fù)載型金屬催化劑表面金屬顆粒的概率分布；

S3、利用負(fù)載型金屬催化劑表面金屬顆粒的概率分布構(gòu)造配分函數(shù)，根據(jù)概率分布、配分函數(shù)，計算負(fù)載型金屬催化劑表面金屬顆粒分布的多重分形譜參數(shù)并繪制多重分形譜圖，獲得負(fù)載型金屬催化劑的多重分形譜寬度；

S4、根據(jù)負(fù)載型金屬催化劑的多重分形譜寬度，定性表征負(fù)載型金屬催化劑表面金屬顆粒分布的均勻性或定量表征負(fù)載型金屬催化劑表面金屬分散度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表征方法，其特征在于，步驟S1中，利用Matlab軟件中的graythresh函數(shù)和im2bw函數(shù)，將負(fù)載型金屬催化劑的掃描電鏡圖轉(zhuǎn)化為黑白二值圖。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表征方法，其特征在于，所述步驟S2為：

S21、用尺度為ε的盒子覆蓋黑白二值圖，其中盒子的尺寸ε處于0至圖像的最大像素值之間；

S22、統(tǒng)計每個ε尺度的盒子下存在催化劑表面金屬顆粒的方格數(shù)目N_i；

S23、用N_i除以整個黑白二值圖的總的小方格數(shù)目ΣN_i，得到每個尺度為ε的方格中黑白二值圖的占據(jù)率，為概率分布P_i(ε)，如下式所示：

式(1)中α_i為某一個奇異指數(shù)，ε_i為某一個盒子的尺度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表征方法，其特征在于，所述S3步驟具體為：

S31、構(gòu)造配分函數(shù)χ_q(ε)，其中配分函數(shù)χ_q(ε)的定義為對概率分布P_i(ε)用加權(quán)矩q的次方進(jìn)行加權(quán)求和，如下式所示：

χ_q(ε)＝∑P_i(ε)^q (2)，

式(2)中q的取值范圍為-10≤q≤11；

S32、構(gòu)造質(zhì)量指數(shù)τ(q)，其中質(zhì)量指數(shù)τ(q)的定義為奇異指數(shù)α_i與加權(quán)矩q的乘積，將式(2)兩邊取對數(shù)得到質(zhì)量指數(shù)τ(q)的表達(dá)式，如下式所示：

S33、廣義分形維數(shù)D_q與質(zhì)量指數(shù)τ(q)的關(guān)系式，如下式所示：

由Legendre變換可得：

S34、根據(jù)式(3)～(5)計算奇異指數(shù)α和多重分形譜f(α)，如下式所示：

f(α)＝αq-τ(q) (7)；

S35、根據(jù)式(6)～(7)繪制負(fù)載型金屬催化劑的多重分形譜圖；

S36、根據(jù)負(fù)載型金屬催化劑的多重分形譜圖，計算負(fù)載型金屬催化劑的多重分形譜寬度△α，如下式所示：

Δα＝α_max-α_min (8)，

其中α_max為最大奇異指數(shù)，α_min為最小奇異指數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項所述的表征方法，其特征在于，步驟S4中，根據(jù)負(fù)載型金屬催化劑的多重分形譜寬度，定性表征負(fù)載型金屬催化劑表面金屬顆粒分布的均勻性時，若負(fù)載型金屬催化劑的多重分形譜寬度越小，則負(fù)載型金屬催化劑表面金屬分散度越高，說明金屬顆粒在催化劑表面的分散性越好；若負(fù)載型金屬催化劑的多重分形譜寬度越大，則負(fù)載型金屬催化劑表面金屬分散度越低，說明金屬顆粒在催化劑表面的分散性越差。