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。