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液相CO?還原——Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)

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更新時間:2024-07-25 08:06:35瀏覽次數(shù):71次

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產(chǎn)品簡介

光催化CO?還原反應(yīng)根據(jù)反應(yīng)體系相態(tài)不同,通常分為氣相和液相兩種。液相光催化CO?還原反應(yīng)是將固體光催化劑均勻分散在溶液中,并在磁力攪拌器的作用下進行攪拌,放置光催化劑的沉淀并提高分散性,形成懸濁液。

詳細介紹

產(chǎn)品優(yōu)勢

高效循環(huán):磁驅(qū)柱塞泵保證在寬氣壓范圍下氣體混勻時間均<10 min,避免濃度梯度影響,確保產(chǎn)物檢測的準確性;

高氣密性:平均漏氧量<0.1 μmol/h,特別適合于以H?O作電子供體的光催化CO?還原反應(yīng)中O?的精確定量分析;

全自動在線分析:有效避免人為操作誤差,同時解放人力,讓反應(yīng)時長更精準;

光強穩(wěn)定:有效避免因光強自然衰減帶來的實驗誤差。
 

Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng),是一套集樣品前處理單元、反應(yīng)單元、氣體循環(huán)單元、自動取樣和進樣單元于一體的反應(yīng)系統(tǒng)。

優(yōu)勢詳解

1.低吸附高循環(huán)效率玻璃系統(tǒng),保證進樣的重復(fù)性與線性

有別于光催化分解水實驗的負壓體系,光催化CO?還原實驗一般在常壓或微負壓條件下進行,原料氣體濃度高,而且CO?為重組分氣體,單純的依靠氣體的自由擴散無法快速實現(xiàn)氣體的均勻混合,因此氣體的循環(huán)對于光催化CO?還原實驗測試準確性顯得尤為重要。

Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)采用密閉循環(huán)管路體系,CO?、CO、CH?、H?、O?、C2H?等氣體在磁驅(qū)柱塞泵的驅(qū)動下,始終處于單向流動狀態(tài)。磁驅(qū)柱塞泵兼容較寬的氣壓范圍的氣體循環(huán),氣體循環(huán)動力強勁,氣體流動速度快,系統(tǒng)循環(huán)管路部分體積小,可實現(xiàn)CO?、CO、CH?、H?、O?、C2H?等氣體的快速均勻混合,避免濃度梯度對實驗結(jié)果造成的誤差。

圖1. Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)的氣體循環(huán)示意圖

Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)主體材質(zhì)為高硼硅玻璃,具有高化學(xué)惰性、低氣阻等優(yōu)點,在進行光催化CO?還原實驗時,不產(chǎn)生任何氣體吸附,真實反映光催化劑的本征活性。

H?、O?、CO?、CO、CH?氣體混勻時間<10 min,標(biāo)準曲線線性R2>0.9995,同一濃度連續(xù)四次進樣,RSD<3%。

圖2. Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)的標(biāo)準曲線線性及重復(fù)性

2.精心設(shè)計密封結(jié)構(gòu),8 h漏氧率低于0.1 μmol/h

Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)采用多功能復(fù)合玻璃閥結(jié)合進口真空脂,可實現(xiàn)8 h內(nèi)平均漏氧量<0.1 μmol/h,有效保證氣體產(chǎn)物定量的準確性,特別適合于以H?O作電子供體光催化CO?還原反應(yīng)中O?的精確定量分析。

圖3. Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)漏氧量測試曲線

3.全自動取樣進樣系統(tǒng),解放人力,提高實驗效率

Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)為全自動在線分析系統(tǒng),操作簡單,節(jié)省時間。所有參數(shù)設(shè)置均可在系統(tǒng)內(nèi)置的4.5寸TFF彩色觸摸屏上完成。彩色觸摸屏可實時顯示系統(tǒng)內(nèi)部反應(yīng)壓力、環(huán)境溫度等參數(shù),內(nèi)置的實驗方法用于控制玻璃閥動作、氣相色譜儀及真空泵啟停。

Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)的自動取、進樣單元是通過軟件程序控制機械臂旋轉(zhuǎn)玻璃閥,實現(xiàn)全自動取樣、進樣功能。“一鍵式“觸發(fā),擯棄繁瑣操作,節(jié)約科研時間,全自動在線取樣、進樣,避免人為誤差,搭配Microsolar 300氙燈光源使用,可實現(xiàn)長周期無人干預(yù),特別適用于光催化CO?還原長周期實驗。

圖4. Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)的自動取進樣單元

4.反應(yīng)器

Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)反應(yīng)器標(biāo)配體積370 mL,建議使用體積50~150 mL,也可根據(jù)反應(yīng)體系定制其他體積反應(yīng)器。反應(yīng)器的石英光窗采用鏈式夾固定,受力均勻,有效保證反應(yīng)器的氣密性。反應(yīng)器具有標(biāo)樣口,可用于標(biāo)準曲線的制作和CO?的充氣操作。

圖5. Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)的反應(yīng)器

5.控溫結(jié)構(gòu)

Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)采用蛇形冷凝管,減少光催化CO?還原實驗過程中產(chǎn)生的水氣、乙腈、三乙醇胺等低沸點組分進入循環(huán)管路,保護氣相色譜儀。可選配冷阱,進一步分離低沸點組分,延長真空泵使用壽命。

6.光防護罩

全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)具有金屬防護箱體,對輻射可能的氣體泄漏有一定防護作用。可選配光防護罩,有效防止光污染和由于強光造成的眼部不適。

圖6. Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)的光防護罩

產(chǎn)品參數(shù)

氣體循環(huán)參數(shù)
氣體混勻時間 H?、O?、CH?、CO 混勻時間 <10 min
標(biāo)準曲線線性 H? 含量為 100 μL ~ 10 mL 范圍時,R²>0.9995
重復(fù)性 同一濃度連續(xù)四次進樣,RSD<3%
無源磁驅(qū)柱塞泵 排氣量 6 mL/ 次,負壓至常壓均能提供優(yōu)異的循環(huán)驅(qū)動力
管路中無電線接入,無氫爆風(fēng)險,不產(chǎn)生電解水析氫干擾
具有單向閥結(jié)構(gòu),可實現(xiàn)所有管路的單向循環(huán)
取樣方式 定量環(huán)位于多通玻璃取樣閥,非色譜取樣
循環(huán)管路 最窄管路為內(nèi)徑為 3 mm,非小口徑色譜管路,氣體阻力小
外觀結(jié)構(gòu)參數(shù)
反應(yīng)器 可適配光催化、光電催化、光熱催化反應(yīng)器
可根據(jù)實際實驗需求定制
整機尺寸 /mm 490(L) × 520(W) × 740(H)
金屬防護箱體 對輻射可能的氣體泄漏有一定防護作用
光防護罩 便攜式光防護罩,可有效防止光污染
系統(tǒng)管路參數(shù)
絕壓真空度 ≤1.5 kPa 使用壓力范圍 0 kPa ~ 常壓
閥門數(shù)量 7 管路體積 65 mL,系統(tǒng)富集能力強
氣密性 ≤ 1 μmol/24 h @O?,滿足光催化產(chǎn)氧實驗需求
管路材質(zhì) 高硼硅玻璃,高化學(xué)惰性,無吸附
閥門工藝 高硼硅玻璃材質(zhì),閥塞與閥套采用對磨精磨工藝
真空脂 進口道康寧真空脂,耐化學(xué)品的侵蝕,低蒸汽壓力,低揮發(fā)性,工作溫度:-40 ~ 200℃
定量環(huán) 0.6 mL、2 mL 可選,系統(tǒng)靈敏度可調(diào)
儲氣瓶 150 mL,適用系統(tǒng)擴容和反應(yīng)氣如 CO? 的存儲
管路控溫 循環(huán)管路及進樣管路均可進行控溫,可控 200℃
10 段程序控溫,控溫精度 ±0.1℃
冷凝管 球形 冷凝充分,避免水蒸氣進入氣相色譜儀和真空泵
蛇形
冷阱(選配) 分離低沸點組分,延長真空泵使用壽命,提高系統(tǒng)真空度
控制單元參數(shù)
軟件模塊 32 位控制軟件和 4.5 寸 TFF 彩色觸摸屏 , 實時顯示系統(tǒng)內(nèi)部反應(yīng)壓力、環(huán)境溫度等參數(shù)
內(nèi)置儀器方法用于控制玻璃閥動作、氣相色譜儀及真空泵啟停,操作簡單
自動控制模式下,可實時顯示閥門位置,具有安全防護預(yù)警功能
傳感器自動提示更換真空脂
具有二級加密調(diào)試程序,用于設(shè)備調(diào)試、內(nèi)部方法設(shè)定及用戶靈活使用
自動取樣閥 高硼硅玻璃材質(zhì),內(nèi)置定量環(huán)
多通復(fù)合取樣閥,減少系統(tǒng)循環(huán)體積
支持手動、自動、半自動操作模式
真空泵 抽氣速率:6 L/s
系統(tǒng)控制軟件自動控制啟停,間歇式工作,噪音小
含單向電磁閥,可防止泵油倒吸
檢測參數(shù)
檢測范圍 H?、O?、CH?、CO 等多種微量氣體
檢出限 /μmol H?:0.05;O?:0.1;CH?/CO:0.0005

液相CO?還原反應(yīng)系統(tǒng)及相關(guān)配套設(shè)備

液相CO?還原反應(yīng)系統(tǒng)及相關(guān)配套設(shè)備 主要作用
Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng) 反應(yīng)單元、全自動取、進樣單元
氣相色譜儀 對反應(yīng)產(chǎn)生的CO、CH?、H?、O?、C2H?、CH?OH等進行定性、定量分析
離子色譜儀/高效液相色譜儀 對反應(yīng)產(chǎn)生的HCOOH進行定性、定量分析
低溫恒溫槽 控制反應(yīng)溶液溫度

已發(fā)表文章

單位 發(fā)表期刊 參考文獻
江蘇大學(xué) Applied Catalysis B: Environmental [1]
電子科技大學(xué) ACS Nano [2]
重慶郵電大學(xué) Chemical Engineering Journal [3]
南京航空航天大學(xué) Chemical Engineering Journal [4]
三峽大學(xué) Applied Catalysis B: Environmental [5]
中科院工程研究所 Angewandte Chemie International Edition [6]

部分文獻測試結(jié)果展現(xiàn)

圖1 電子科技大學(xué)董帆課題組光催化CO?還原催化活性評價結(jié)果[2]

圖2 三峽大學(xué)葉立群課題組光催化CO?還原催化活性評價結(jié)果[5]

圖3 中科院工程研究所王丹課題組光催化CO?還原催化活性評價結(jié)果[6]

  • [1]Zhao Junze, Ji Mengxia, Xia Jiexiang*, et. al., Interfacial chemical bond modulated Bi19S27Br3/g-C3N4 Z-scheme heterojunction for enhanced photocatalytic CO2 conversion[J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2022, 307, 121162.
  • [2]Chen Peng, Lei Ben, Dong Fan*, et. al., Rare-earth single-atom La−N charge-transfer bridge on carbon nitride for highly efficient and selective photocatalytic CO2 reduction[J]. ACS Nano, 2020, 14, 15841-15852.
  • [3]Huang Qiang, Yang Jiayu, Tang Xiaosheng*, et. al., Visible light driven photocatalytic reduction of CO2 on Au-Pt/Cu2O/ReS2 with high efficiency and controllable selectivity[J]. Chemical Engineering Journal, 2022, 437, 135299.
  • [4]Yu H., Sun C. Chang K.*, et. al., Full solar spectrum driven plasmonic-assisted efficient photocatalytic CO2 reduction to ethanol[J]. Chemical Engineering Journal, 2022 430, 132940.
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