本應用滿足《GBT 40704-2021 天然氣 加臭劑四氫噻吩含量的測定 現場取樣氣相色譜法》、《GB/T 11060.10-2014 天然氣 含硫化合物的測定 第10 部分：用氣相色譜法測定硫化合物》，分析THT、TBM、乙硫醇等，載氣為He或H2，TCD檢測器，檢測限1PPM，分析時間1-2分鐘。
摘要
本應用方案介紹了使用 700 Micro GC 微型氣相色譜分析 CO2 還原氣體產物的方法。該方案可用于評估 CO2 還原反應的催化過程，可分析氫氣 H2、氧氣 O2、氮氣 N2、一氧化碳 CO、甲烷 CH4、二氧化碳 CO2、乙烷 C2H6、乙烯 C2H4 和水 H2O等組分。
引言
隨著氣候變化問題的日益嚴重，實現碳中和、減少二氧化碳排放已成為國際社會共同關注的焦點。二氧化碳還原作為一種潛在的減排手段，具有巨大的發展潛力。這個過程的目的是將二氧化碳轉化為有用的化學品或燃料，如甲醇、乙醇、甲烷等。這些產品可以作為能源替代品，有助于減少對傳統化石燃料的依賴，同時降低溫室氣體排放。二氧化碳還原的方法有多種，包括電催化、光催化、熱催化和生物催化等。隨著技術的不斷進步和成本的降低，二氧化碳還原有望在實際生產中得到廣泛應用，為實現可持續發展貢獻力量。
實驗部分
儀器配置為雙通道微型氣相色譜，兩個通道分別獨立運行，一次進樣并行分析。通道一配置 MS-5A 色譜柱和預柱反吹，用于分析 H2、CH4 和 CO，同時此通道也可以分析 O2 和 N2。預柱反吹保護 MS-5A 色譜柱免受水分、CO2 以及其他污染物的污染。通道一配置 Rt-Q-BOND PLOT 色譜柱，可以用于分析 CO2、C2H4、C2H6，同時此通道也可以分析C3H6、C3H8 和 H2O。
表 1. 儀器配置及方法
| 通道序號 | A | B |
| 檢測器類型 | μTCD | μTCD |
| 通道類型 | 10 m MS-5A, 反吹 | 10 m Rt-Q-BOND PLOT, 直通 |
| 載氣類型 | 氬氣 Argon | 氫氣 Hydrogen |
| 柱頭壓力 | 13 PSI | 5 PSI |
| 柱箱溫度 | 50 °C | 60 °C |
| 進樣時間 | 300 ms | 50 ms |
| 泵運行時間 | 10 s | |
| 運行時間 | 5min | |
表 2. 標氣組分和濃度
| 組分 Compound | 濃度 Concentration |
| 氫氣 Hydrogen | 500 ppm |
| 氧氣 Oxygen | 505 ppm |
| 氮氣 Nitrogen | 余量 |
| 甲烷 Methane | 503 ppm |
| 一氧化碳 Carbon monoxide | 504 ppm |
| 二氧化碳 Carbon dioxide | 499 ppm |
| 乙烯 Ethylene | 504 ppm |
| 乙烷 Ethane | 504 ppm |
| 丙烯 Propylene | 501 ppm |
| 丙烷 Propane | 504 ppm |
表 3 為10 次標準氣體樣品運行的重現性結果，所有組分的 RT RSD% 低于 1%，峰面積RSD% 低于 3%。
表 3. 標氣10次運行重復性
| 組分 Compound | 通道 Channel | RT (min) | RT RSD% | Area (mV × s) | Area RSD% |
| 氫氣 Hydrogen | 1 | 1.6774 | 0.04% | 5271.98 | 0.69% |
| 氧氣 Oxygen | 1 | 2.0419 | 0.06% | 578.96 | 1.49% |
| 氮氣 Nitrogen | 1 | 2.3391 | 0.07% | 1022171.00 | 0.19% |
| 甲烷 Methane | 1 | 3.6592 | 0.09% | 869.26 | 1.91% |
| 一氧化碳 Carbon monoxide | 1 | 4.9732 | 0.12% | 443.70 | 2.27% |
| 二氧化碳 Carbon dioxide | 2 | 0.6794 | 0.07% | 4989.14 | 1.35% |
| 乙烯 Ethylene | 2 | 0.8091 | 0.05% | 5527.87 | 1.54% |
| 乙烷 Ethane | 2 | 0.9233 | 0.07% | 5670.28 | 1.39% |
| 丙烯 Propylene | 2 | 2.5293 | 0.07% | 5993.52 | 1.22% |
| 丙烷 Propane | 2 | 2.8844 | 0.11% | 5865.13 | 1.72% |
圖1 通道一 10 m MS-5A, 反吹，分析H2、O2、N2、CH4、CO
圖2 通道二 10 m Rt-Q-BOND PLOT，分析CO2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8
結果
本文顯示了用 700 Micro GC 微型氣相色譜儀分析 CO2 還原氣體產物的適用性。用標樣氣體的 10 次連續分析評估了定量精度，其中保留時間重現性低于 1%，峰面積重現性低于 3%，證明儀器具有出色的性能，能夠實現可靠的 CO2 還原氣體產物定性和定量分析。調整儀器參數和方法可以使目標組分在 2-3 分鐘完全洗脫以加快分析速度。
討論
需要指出的是永久性氣體分析通常要使用 MS-5A 色譜柱來完成，這種色譜柱對永久性氣體都有極好的分離能力，但是在常規條件下水和二氧化碳上很容易吸附，所以一般都需要增加預柱反吹，另外需要在高溫下烘烤再生。如反應產物中不需要很好的分離 O2 和 N2，另一個可選方案是使用 COX 色譜柱。一根色譜柱就可以分離H2、CO、CH4、CO2，同時也可以分析H2O、C2H6、C2H4等組分，但是出峰時間較晚。
圖3 1 m COX，反吹，分析H2、CO、CH4、CO2
地震通常與活動斷裂帶中的地球化學變化有關，這些變化來自于發震過程中巖石圈中排出到地表的氣體，可以在溫泉中觀察到氣泡和溶解氣體，通常包括氦、氫、氧、氮、一氧化碳、二氧化碳、輕質烴類和硫化氫等，是監測地震活動的關鍵指標。
700 Micro GC 微型氣相色譜能監測到ppm級別的濃度組分，雙獨立通道并行運行，在6分鐘內完成分析。氦氣與氫氣分離清晰，保留時間間隔大于5s。
儀器配置如下：
通道一：氬氣載氣，反吹進樣器，MS-5A色譜柱，分析氦氣、氖氣、氫氣、氧氣、氮氣、甲烷、一氧化碳等。
1 He 2 Ne 3 H2 4 O2 5 N2 6 CH4 7 CO
通道二：氦氣載氣，直通進樣器，PLOT-U色譜柱，分析二氧化碳、輕質烴類、硫化氫等。
1 永久氣體 2 CO2 3 H2S
700 Micro GC 微型氣相色譜用于溫泉氣體分析分為在線型和便攜型，均內置以上兩種配置的微型氣相色譜模塊，可以快速準確的對溫泉氣體進行分析，為地震的短臨監測提供數據支持。
鋰離子電池在電池循環或存儲過程中因電解液與正負極接觸等原因發生化學反應產生氣體導致電池脹氣，或者可能因電解液中的高含量水分發生電解反應等原因導致電池產氣鼓脹，都會帶來極大的安全隱患。
電池衰退過程中產生的氣體主要成分有H2、CO、CO2 等永久性氣體以及 CH4、C2H4、C2H6 等烷烴類氣體，采用700 Micro GC 微型氣相色譜可以在2分鐘之內快速完成全部分析。
儀器使用微型熱導檢測器（μTCD/MEMS）,檢出限為1PPM。
通道一分析永久性氣體氫氣，氧氣，氮氣，甲烷，一氧化碳等組分
通道二分析二氧化碳、乙烯，乙烷，乙炔等組分
通道三分析C3-C5 以及 C6/C6+ 烴類等組分
通道四分析C3-C5 烴類等組分
