Simultaneous Analysis of Greenhouse Gases Using Nitrogen Carrier Gas
Aplikace | 2023 | ShimadzuInstrumentace
Globální oteplování a emise skleníkových plynů představují klíčovou výzvu současné doby. Přesné monitorování koncentrací CO2, CH4 a N2O je nezbytné pro hodnocení účinnosti opatření vedoucích k dosažení uhlíkové neutrality. Simplifikace analytické sestavy a náhrada drahých plynů dostupnějšími alternativami zvyšují praktičnost a rozšíření měření v terénu i v laboratoři.
Tento článek popisuje metodiku současné analýzy hlavních skleníkových plynů CO2, CH4 a N2O pomocí plynové chromatografie (GC) se systémem Nexis GC-2030. Cílem bylo vyvinout jednoduché uspořádání, které umožní zároveň detekovat CO2 plamenovou ionizací (FID s Jetanizerem) a N2O elektronovým zachytávacím detektorem (ECD), přičemž nosným plynem je běžně dostupný dusík.
Kalibrační křivky pro CH4 (1–100 ppm), CO2 (10–1000 ppm) a N2O (0,05–2,5 ppm) vykázaly vynikající linearitu (R2 > 0,9997). Atmosférické vzorky analyzované pětinásobně poskytly dobré opakovatelnosti (RSD < 1,2 % pro CH4, < 0,4 % pro CO2 a < 0,6 % pro N2O). Studie stability ECD ukázala, že při použití Ar+5 % CH4 jako nosného plynu atribut stability a reproducibility hodnot RSD < 0,5 % zůstaly konstantní po opakovaných vstupech vzduchu, zatímco s N2 výrazně kolísaly.
Navržená metoda nabízí simultánní měření všech tří plynů na jediné chromatografické soustavě bez nutnosti helium jako nosného plynu. Snížení počtu detektorů a využití cenově dostupného dusíku snižuje provozní náklady a zjednodušuje údržbu. Metoda je vhodná pro monitorování atmosferických i procesních vzorků v environmentálních laboratořích či v průmyslové kvalitativně-kvantitativní kontrole.
Další vývoj může zahrnovat integraci miniaturizovaných senzorů pro mobilní měření v terénu, rozšíření spektra detekovaných plynů o další sloučeniny se skleníkovým efektem či implementaci automatických kalibračních a diagnostických protokolů. Využití alternativních detekčních technologií a databázově podporované analýzy by mohlo zvýšit citlivost a rychlost vyhodnocení.
Studie prokázala, že kombinace Jetanizer-FID a ECD s dusíkem jako nosným plynem na GC-2030 umožňuje spolehlivou, citlivou a nákladově efektivní simultánní analýzu CO2, CH4 a N2O. Metoda nabízí dostatečnou linearitu, stabilitu a opakovatelnost pro rutinní monitoring skleníkových plynů.
GC
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Globální oteplování a emise skleníkových plynů představují klíčovou výzvu současné doby. Přesné monitorování koncentrací CO2, CH4 a N2O je nezbytné pro hodnocení účinnosti opatření vedoucích k dosažení uhlíkové neutrality. Simplifikace analytické sestavy a náhrada drahých plynů dostupnějšími alternativami zvyšují praktičnost a rozšíření měření v terénu i v laboratoři.
Cíle a přehled studie
Tento článek popisuje metodiku současné analýzy hlavních skleníkových plynů CO2, CH4 a N2O pomocí plynové chromatografie (GC) se systémem Nexis GC-2030. Cílem bylo vyvinout jednoduché uspořádání, které umožní zároveň detekovat CO2 plamenovou ionizací (FID s Jetanizerem) a N2O elektronovým zachytávacím detektorem (ECD), přičemž nosným plynem je běžně dostupný dusík.
Použitá instrumentace
- Plynový chromatograf Shimadzu Nexis GC-2030
- Automatický vzorkovač MGS-2030 s 1 mL vzorkovacím smyčkou
- Jetanizer™ modifikovaný FID pro detekci CO2 a CH4
- ECD-2010 Exceed s programovaným přívodem Ar+5 % CH4
- Dvě kapilární kolony MICROPACKED-ST (2 m×1 mm I.D. + 250 m×0,5 mm I.D., df=10 µm) spojené dvoucestným adaptérem
Hlavní výsledky a diskuse
Kalibrační křivky pro CH4 (1–100 ppm), CO2 (10–1000 ppm) a N2O (0,05–2,5 ppm) vykázaly vynikající linearitu (R2 > 0,9997). Atmosférické vzorky analyzované pětinásobně poskytly dobré opakovatelnosti (RSD < 1,2 % pro CH4, < 0,4 % pro CO2 a < 0,6 % pro N2O). Studie stability ECD ukázala, že při použití Ar+5 % CH4 jako nosného plynu atribut stability a reproducibility hodnot RSD < 0,5 % zůstaly konstantní po opakovaných vstupech vzduchu, zatímco s N2 výrazně kolísaly.
Přínosy a praktické využití metody
Navržená metoda nabízí simultánní měření všech tří plynů na jediné chromatografické soustavě bez nutnosti helium jako nosného plynu. Snížení počtu detektorů a využití cenově dostupného dusíku snižuje provozní náklady a zjednodušuje údržbu. Metoda je vhodná pro monitorování atmosferických i procesních vzorků v environmentálních laboratořích či v průmyslové kvalitativně-kvantitativní kontrole.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další vývoj může zahrnovat integraci miniaturizovaných senzorů pro mobilní měření v terénu, rozšíření spektra detekovaných plynů o další sloučeniny se skleníkovým efektem či implementaci automatických kalibračních a diagnostických protokolů. Využití alternativních detekčních technologií a databázově podporované analýzy by mohlo zvýšit citlivost a rychlost vyhodnocení.
Závěr
Studie prokázala, že kombinace Jetanizer-FID a ECD s dusíkem jako nosným plynem na GC-2030 umožňuje spolehlivou, citlivou a nákladově efektivní simultánní analýzu CO2, CH4 a N2O. Metoda nabízí dostatečnou linearitu, stabilitu a opakovatelnost pro rutinní monitoring skleníkových plynů.
Reference
- 1. Assessment of Jetanizer™ and Quantitative Analysis of CO2 and CH4 in the Atmosphere: Application News No. 01-00599-EN
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Greenhouse Gas Analyzer
2024|Shimadzu|Aplikace
Gas Chromatograph Application News GC-2030 Greenhouse Gas Analyzer Shinji Uchiyama,1 Hiroyuki Aikawa,1 and Shigeto Sudo2 1 Shimadzu Corporation, 2 National Agriculture and Food Research Organization User Benefits Simultaneously measures the 3 main greenhouse gases: CH4, CO2, and N2O. …
Klíčová slova
greenhouse, greenhousegas, gasanalyzer, analyzerecd, ecdmin, minfid, fidnews, newstcd, tcdmoisture, moisturenaro, narovent, ventshimadzu, shimadzubags, bagstransportation, transportationaccounts
Assessment of Jetanizer and Quantitative Analysis of CO2 and CH4 in the Atmosphere
2024|Shimadzu|Aplikace
Gas Chromatograph Application News Nexis™ GC-2030 Assessment of JetanizerTM and Quantitative Analysis of CO2 and CH4 in the Atmosphere H. Miyabayashi, S. Uchiyama, M. Ishimoto User Benefits Simplification of the analytical system for CO and CO₂ utilizing the Jetanizer…
Klíčová slova
jetanizer, jetanizerppm, ppmgas, gascolumn, columnjetanizertm, jetanizertmrsd, rsdair, aircatalyst, catalystfid, fidcapillary, capillarynews, newsoxygen, oxygeninside, insidecondition, conditionmakeup
Simultaneous Analysis of Greenhouse Gases by Gas Chromatography
2010|Agilent Technologies|Prezentace
Simultaneous Analysis of Greenhouse Gases by Gas Chromatography Page 1 Chunxiao Wang Senior Applications Chemist Agilent Shanghai October 13, 2010 Background CO2, CH4, N2O are considered the main greenhouse gases in the Earth’s atmosphere. Continuous measurement of these gases provides…
Klíčová slova
greenhouse, greenhousegases, gasesount, ountmethanizer, methanizerecd, ecdblending, blendingfid, fidmin, minchannel, channelstandards, standardsdynamic, dynamicmathanizer, mathanizerarea, areayes, yeslevel
Simultaneous Analysis of Three Greenhouse Gas Components, CH4, CO2, and N2O
2023|Shimadzu|Aplikace
Gas Chromatograph Application News Nexis™GC-2030 Simultaneous Analysis of Three Greenhouse Gas Components, CH4, CO2, and N2O Emiko Shimbo and Shinji Uchiyama User Benefits The three major greenhouse gases, CH4, CO2, and N2O can be analyzed using GC-BID. They…
Klíčová slova
bid, bidghgs, ghgsatmosphere, atmospherefid, fidarea, areaspl, splsplitless, splitlessanalysis, analysisnews, newsthree, threesimultaneous, simultaneousemiko, emikoshimbo, shimboshinji, shinjiconnecting