CO2催化轉化過程的模擬 GC 分析

介紹：

       為了減緩全球變暖進程并為我們的下一代留下一個宜居的地球，全球二氧化碳減排和中和現在變得勢在必行。現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值和可利用的化學品。世界上許多天才科學家和工程師都在競相研究和開發二氧化碳轉化技術。

將CO2 轉化為甲醇是被大家所熟知的一種，其他化學反應技術和方法也正在開發中。從 CO2 到甲醇的反應過程，可概括為如下幾個反應式：

 CO2 + H2 = CO + H2O (RWGS)  (1)

 CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O      (2)

 CO + 2H2 = CH3OH                    (3)

  nCH3OH → CnH2n + nH2O       (4)

       根據這些反應過程可知，來自反應 (2) 的過程樣品中包含 CO2、H2、H2O 和甲醇混合物。測量每個組分的確切含量，將有助于研發者確認其催化劑的催化效率和反應進程。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，可幫助研發人員掌握反應過程進而控制催化反應。

     GS-Tek 開發了一種簡單易行的氣體進樣-GC-TCD 分析，可在較高的起始溫度（環境溫度以上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，并且達到基線分離。這種分析方法可以在大多數 CO2 研究實驗室中輕松再現，且經濟地實施。

測試過程及結果如下

測試條件：

GC系統：Agilent 7890B，具分流不分流進樣口， TCD檢測器

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

進樣口溫度：180°C

TCD檢測器溫度：200°C

載氣類型：氦氣

測試樣品：自制 CO2、H2O、甲醇蒸汽與 H2 混合，手動進樣

載氣條件：分流模式，分流比：30：1，恒流模式，4.0 ml/min

進樣體積：0.3cc

色譜柱：4753-3000，GsBP-CO2，30m x 0.53mm

反應過程（2）典型色譜圖:

組分表:

反應過程（4）典型色譜圖:

組分表:

假定含組分乙酸分析

GC系統：Agilent 7890B，具分流不分流進樣口， TCD檢測器

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

進樣口溫度：180°C

TCD檢測器溫度：200°C

載氣類型：氦氣

測試樣品：2ul 醋酸與 H2、H2O 和 CO2 混合，手動進樣

載氣條件：分流模式，分流比：30：1，恒流模式，4.0 ml/min

進樣體積：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 轉化過程中的所涉及的反應產物及中間產物或可能的雜質產物進行了簡單模擬氣體進樣-GC-TCD 分析。所涉及組分均能進行充分的分離， 可定量處理，得到其濃度含量。

這種分析可以仍進一步優化，如分析時間和采樣技術等，并可進一步擴展到其它 CO2催化反應相關。

 如有興趣，歡迎垂詢。