CO2催化轉化過(guò)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在變得勢在必行?，F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)家和工程師都在競相研究和開(kāi)發(fā)二氧化碳轉化技術(shù)。

將CO2 轉化為甲醇是被大家所熟知的一種，其他化學(xué)反應技術(shù)和方法也正在開(kāi)發(fā)中。從 CO2 到甲醇的反應過(guò)程，可概括為如下幾個(gè)反應式：

 CO2 + H2 = CO + H2O (RWGS)  (1)

 CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O      (2)

 CO + 2H2 = CH3OH                    (3)

  nCH3OH → CnH2n + nH2O       (4)

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

     GS-Tek 開(kāi)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 分鐘內完成對含有 H2、CO2、H2O 和甲醇的混合樣品的分析，并且達到基線(xiàn)分離。這種分析方法可以在大多數 CO2 研究實(shí)驗室中輕松再現，且經(jīng)濟地實(shí)施。

測試過(guò)程及結果如下

測試條件：

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

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

進(jìn)樣口溫度：180°C

TCD檢測器溫度：200°C

載氣類(lèi)型：氦氣

測試樣品：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

反應過(guò)程（2）典型色譜圖:

組分表:

反應過(guò)程（4）典型色譜圖:

組分表:

假定含組分乙酸分析

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

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

進(jìn)樣口溫度：180°C

TCD檢測器溫度：200°C

載氣類(lèi)型：氦氣

測試樣品：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

結論：

總結：本測試報告對 CO2催化 轉化過(guò)程中的所涉及的反應產(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)一步擴展到其它 CO2催化反應相關(guān)。

 如有興趣，歡迎垂詢(xún)。