乘風(fēng)“碳中和"|變“廢"為寶---二氧化碳還原反應(yīng)產(chǎn)物分析方案

王健

二氧化碳

Carbon Dioxide

如何有效利用二氧化碳,，使之轉(zhuǎn)化為可利用的資源，是科技工作者研究的重要目標(biāo),。其中二氧化碳的電催化,、光催化、加氫還原等反應(yīng)成為目前基礎(chǔ)研究的熱點(diǎn),，反應(yīng)產(chǎn)物包括H2,、O2、CO,、C1-C4烴類,、有機(jī)醇、酸,、醛等,，濃度范圍隨著反應(yīng)機(jī)理不同變化比較大。氣相色譜主要分析H2,、O2,、CO、CH4,、C2-C4烴類,，有機(jī)醇類。為了滿足科研工作者的分析需求,，賽默飛定制化氣相色譜儀針對(duì)不同的反應(yīng)流程,，提供了多種解決方案。

賽默飛定制化氣相色譜儀應(yīng)用于電催化反應(yīng)裝置

賽默飛定制化氣相色譜儀應(yīng)用于光催化反應(yīng)裝置

賽默飛定制化氣相用于加氫催化反應(yīng)裝置

方案一 ：

單分流進(jìn)樣口，二閥三柱,，單TCD,，雙FID及甲烷轉(zhuǎn)化器，三檢測(cè)器方案,。

反應(yīng)特點(diǎn)：

CO2電催化還原反應(yīng),，原料氣體為CO2，反應(yīng)氣體正壓流動(dòng),，可以采用閥進(jìn)樣方式與反應(yīng)裝置連接,。主要產(chǎn)物包括：H2、CO,、CH4,、C2-C4烴類。其中H2檢出限在5ppm以下,，CO檢出限1ppm以下,，CH4等烴類檢出限在1ppm以下。

方案特點(diǎn)：

三檢測(cè)器彼此獨(dú)立,，檢測(cè)靈敏度高,，可以檢測(cè)到C4以上烴類，適合組分比較復(fù)雜的樣品,。

色譜圖：

方案二 ：

三閥三柱,，TCD與FID串聯(lián)及甲烷轉(zhuǎn)化器，雙檢測(cè)器方案,。

反應(yīng)特點(diǎn)：

CO2電催化還原反應(yīng),，原料氣體為CO2，反應(yīng)氣體正壓流動(dòng),，可以采用閥進(jìn)樣方式與反應(yīng)裝置連接,。主要產(chǎn)物包括：H2、O2,、N2,、CO、CH4,、C2H6,、C2H4、C2H2,，其中H2檢出限在10ppm以下,，O2、N2檢出限在0.1%以下,，CO檢出限1ppm以下,，CH4,、C2檢出限在1ppm以下。

方案特點(diǎn)：

流路結(jié)構(gòu)緊湊,，同時(shí)分析包含C2的所有烴類組分和永久性氣體,，性價(jià)比高,。

如果樣品量較少,，可增加一個(gè)進(jìn)樣口實(shí)現(xiàn)注射器進(jìn)樣。

色譜圖：

方案三 ：

雙分流進(jìn)樣口,，三閥三柱,，單TCD，雙FID及甲烷轉(zhuǎn)化器,，三檢測(cè)器方案,。

反應(yīng)特點(diǎn)：

CO2光催化還原反應(yīng)，反應(yīng)裝置保持真空負(fù)壓,，裝置自帶緩沖閥,。反應(yīng)產(chǎn)物包括：H2、O2,、N2,、CH4、CO及C2-C4烴類,。

為了滿足用戶多種進(jìn)樣方式需求,，此方案設(shè)計(jì)了包括正壓自動(dòng)閥進(jìn)樣功能、手動(dòng)注射進(jìn)樣功能,、和負(fù)壓手動(dòng)閥進(jìn)樣功能,。

方案特點(diǎn)：

三通道同時(shí)分析，除常規(guī)的H2,、O2,、N2、CH4,、CO外,，毛細(xì)柱通道可根據(jù)需要分析更高烴類和有機(jī)醇、酸類,。進(jìn)樣方式靈活,，可以滿足正壓進(jìn)樣、負(fù)壓進(jìn)樣和手動(dòng)注射進(jìn)樣多種方式,。

色譜圖：

方案四 ：

四閥四柱,，單TCD，單FID,，雙檢測(cè)器方案

反應(yīng)特點(diǎn)：

二氧化碳加氫還原反應(yīng),，用于評(píng)價(jià)不同催化劑反應(yīng)活性,。原料氣為CO2、H2,，主要產(chǎn)物包括H2,、O2、N2,、CO,、CO2、C1-C5烴類,、醇類及苯系物,，有機(jī)產(chǎn)物組成比較復(fù)雜。系統(tǒng)保持正壓流動(dòng)狀態(tài),，可閥進(jìn)樣,。

方案特點(diǎn)：

雙通道，通道1完成常規(guī)永久性氣體分析,，包括H2（可擴(kuò)展）,、O2、N2,、CO,，CO2。通道2完成烴類和醇類分析,。系統(tǒng)流路緊湊,，可實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)氣體、醇類,、苯系物,、烴類同時(shí)分析，性價(jià)比高,。

色譜圖：

結(jié)語(yǔ)：

二氧化碳還原反應(yīng)是當(dāng)前的科研熱點(diǎn),，分析需求大，不同的反應(yīng)路線,，產(chǎn)物和裝置特點(diǎn)不同,，同時(shí)用戶對(duì)于儀器設(shè)備成本也有不同的要求。賽默飛定制化氣相色譜儀可以根據(jù)用戶不同分析需求,，有針對(duì)性的做出多種配置方案,，靈活多變，可靠耐用,，是科研工作者可以信賴的分析伙伴,。