乘風“碳中和"|變“廢"為寶---二氧化碳還原反應產物分析方案

王健

二氧化碳

Carbon Dioxide

如何有效利用二氧化碳，使之轉化為可利用的資源，是科技工作者研究的重要目標。其中二氧化碳的電催化、光催化、加氫還原等反應成為目前基礎研究的熱點，反應產物包括H2、O2、CO、C1-C4烴類、有機醇、酸、醛等，濃度范圍隨著反應機理不同變化比較大。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不同的反應流程，提供了多種解決方案。

賽默飛定制化氣相色譜儀應用于電催化反應裝置

賽默飛定制化氣相色譜儀應用于光催化反應裝置

賽默飛定制化氣相用于加氫催化反應裝置

方案一 ：

單分流進樣口，二閥三柱，單TCD，雙FID及甲烷轉化器，三檢測器方案。

反應特點：

CO2電催化還原反應，原料氣體為CO2，反應氣體正壓流動，可以采用閥進樣方式與反應裝置連接。主要產物包括：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：

三檢測器彼此獨立，檢測靈敏度高，可以檢測到C4以上烴類，適合組分比較復雜的樣品。

色譜圖：

方案二 ：

三閥三柱，TCD與FID串聯及甲烷轉化器，雙檢測器方案。

反應特點：

CO2電催化還原反應，原料氣體為CO2，反應氣體正壓流動，可以采用閥進樣方式與反應裝置連接。主要產物包括：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：

流路結構緊湊，同時分析包含C2的所有烴類組分和永久性氣體，性價比高。

如果樣品量較少，可增加一個進樣口實現注射器進樣。

色譜圖：

方案三 ：

雙分流進樣口，三閥三柱，單TCD，雙FID及甲烷轉化器，三檢測器方案。

反應特點：

CO2光催化還原反應，反應裝置保持真空負壓，裝置自帶緩沖閥。反應產物包括：H2、O2、N2、CH4、CO及C2-C4烴類。

為了滿足用戶多種進樣方式需求，此方案設計了包括正壓自動閥進樣功能、手動注射進樣功能、和負壓手動閥進樣功能。

方案特點：

三通道同時分析，除常規的H2、O2、N2、CH4、CO外，毛細柱通道可根據需要分析更高烴類和有機醇、酸類。進樣方式靈活，可以滿足正壓進樣、負壓進樣和手動注射進樣多種方式。

色譜圖：

方案四 ：

四閥四柱，單TCD，單FID，雙檢測器方案

反應特點：

二氧化碳加氫還原反應，用于評價不同催化劑反應活性。原料氣為CO2、H2，主要產物包括H2、O2、N2、CO、CO2、C1-C5烴類、醇類及苯系物，有機產物組成比較復雜。系統保持正壓流動狀態，可閥進樣。

方案特點：

雙通道，通道1完成常規永久性氣體分析，包括H2（可擴展）、O2、N2、CO，CO2。通道2完成烴類和醇類分析。系統流路緊湊，可實現無機氣體、醇類、苯系物、烴類同時分析，性價比高。

色譜圖：

結語：

二氧化碳還原反應是當前的科研熱點，分析需求大，不同的反應路線，產物和裝置特點不同，同時用戶對于儀器設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用戶不同分析需求，有針對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。