CO2催化轉(zhuǎn)化過程的模擬 GC 分析

介紹：

       為了減緩全球變暖進(jìn)程并為我們的下一代留下一個(gè)宜居的地球，全球二氧化碳減排和中和現(xiàn)在變得勢(shì)在必行。現(xiàn)階段有各種控制措施用于降低大氣中的二氧化碳含量水平，而其中手段之一就是將二氧化碳轉(zhuǎn)化為其他有價(jià)值和可利用的化學(xué)品。世界上許多天才科學(xué)家和工程師都在競(jìng)相研究和開發(fā)二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)。

將CO2 轉(zhuǎn)化為甲醇是被大家所熟知的一種，其他化學(xué)反應(yīng)技術(shù)和方法也正在開發(fā)中。從 CO2 到甲醇的反應(yīng)過程，可概括為如下幾個(gè)反應(yīng)式：

 CO2 + H2 = CO + H2O (RWGS)  (1)

 CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O      (2)

 CO + 2H2 = CH3OH                    (3)

  nCH3OH → CnH2n + nH2O       (4)

       根據(jù)這些反應(yīng)過程可知，來(lái)自反應(yīng) (2) 的過程樣品中包含 CO2、H2、H2O 和甲醇混合物。測(cè)量每個(gè)組分的確切含量，將有助于研發(fā)者確認(rèn)其催化劑的催化效率和反應(yīng)進(jìn)程。氣相色譜 (GC) 分析可以快速、準(zhǔn)確地測(cè)量 CO2、甲醇以及 H2 和 H2O 的含量，可幫助研發(fā)人員掌握反應(yīng)過程進(jìn)而控制催化反應(yīng)。

     GS-Tek 開發(fā)了一種簡(jiǎn)單易行的氣體進(jìn)樣-GC-TCD 分析，可在較高的起始溫度（環(huán)境溫度以上5℃以上）條件下，在 12 分鐘內(nèi)完成對(duì)含有 H2、CO2、H2O 和甲醇的混合樣品的分析，并且達(dá)到基線分離。這種分析方法可以在大多數(shù) CO2 研究實(shí)驗(yàn)室中輕松再現(xiàn)，且經(jīng)濟(jì)地實(shí)施。

測(cè)試過程及結(jié)果如下

測(cè)試條件：

GC系統(tǒng)：Agilent 7890B，具分流不分流進(jìn)樣口， TCD檢測(cè)器

柱溫箱升溫程序：50C (3min) 20C/min to 150C (8min)

進(jìn)樣口溫度：180°C

TCD檢測(cè)器溫度：200°C

載氣類型：氦氣

測(cè)試樣品：自制 CO2、H2O、甲醇蒸汽與 H2 混合，手動(dòng)進(jìn)樣

載氣條件：分流模式，分流比：30：1，恒流模式，4.0 ml/min

進(jìn)樣體積：0.3cc

色譜柱：4753-3000，GsBP-CO2，30m x 0.53mm

反應(yīng)過程（2）典型色譜圖:

組分表:

反應(yīng)過程（4）典型色譜圖:

組分表:

假定含組分乙酸分析

GC系統(tǒng)：Agilent 7890B，具分流不分流進(jìn)樣口， TCD檢測(cè)器

柱溫箱升溫程序：65C (3min) 20C/min to 175C (15min)

進(jìn)樣口溫度：180°C

TCD檢測(cè)器溫度：200°C

載氣類型：氦氣

測(cè)試樣品：2ul 醋酸與 H2、H2O 和 CO2 混合，手動(dòng)進(jìn)樣

載氣條件：分流模式，分流比：30：1，恒流模式，4.0 ml/min

進(jìn)樣體積：0.3cc

色譜柱：4753-3000，GsBP-CO2，30m x 0.53mm

典型譜圖：

組分表

結(jié)論：

總結(jié)：本測(cè)試報(bào)告對(duì) CO2催化 轉(zhuǎn)化過程中的所涉及的反應(yīng)產(chǎn)物及中間產(chǎn)物或可能的雜質(zhì)產(chǎn)物進(jìn)行了簡(jiǎn)單模擬氣體進(jìn)樣-GC-TCD 分析。所涉及組分均能進(jìn)行充分的分離， 可定量處理，得到其濃度含量。

這種分析可以仍進(jìn)一步優(yōu)化，如分析時(shí)間和采樣技術(shù)等，并可進(jìn)一步擴(kuò)展到其它 CO2催化反應(yīng)相關(guān)。

 如有興趣，歡迎垂詢。