High-Speed Gas AnalysisUsing the FluxEdge GC System

Význam tématu

Rostoucí požadavky na dekarbonizaci a vývoj katalytických procesů vyžadují rychlé a spolehlivé metody pro simultánní analýzu plynů vznikajících při těchto reakcích. Krátký cyklus měření a nízká spotřeba vzorku umožňují efektivní sledování složení směsí i při minimálních objemech generovaného plynu.

Cíle a přehled studie

Studie popisuje systém pro současnou analýzu sedmi plynů (H2, O2, N2, CO, CO2, CH4, C2H4) v jednom měřicím cyklu trvajícím méně než 4 minuty. Cílem je demonstrovat vysokou rychlost, opakovatelnost a nízkou spotřebu vzorku při použití kombinace Nexis GC-2030 a technologie FluxEdge.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza probíhá ve čtyřech fázích:

• Samplování: plnění vzorkové smyčky.
• Injekce: přenos plynu z uzavřené smyčky do pre-sloupce.
• Zpětné proplachování: odfiltrování nežádoucích komponent před hlavním dělením.
• Detekce: separované plyny jsou detekovány termickou vodivostní detektorem (TCD).

Použitá instrumentace

• Gas chromatograph Nexis GC-2030
• FluxEdge™ GC systém s mikropneumatickými ventilky a kondicionovanými kapilárními kolónami (SH-Q-BOND, SH-MS5A)
• Termické vodivostní detektory (TCD1, TCD2, TCD3)

Hlavní výsledky a diskuse

• Všechny cílové plyny detekovány během 3 minut, kompletní cyklus včetně přípravy trvá pod 4 minuty.
• Opakovatelnost ploch (RSD <0,5 %) a retenčních časů (<0,08 % RSD) byla na vynikající úrovni.
• Nízká spotřeba vzorku 8,5 ml na analýzu (pod 10 % konvenčních systémů).
• Carry-over analýzou ukázalo hodnoty pod 0,005 %; prodloužení doby samplování na 20 s snižuje carry-over pod 0,003 %.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá simultánní analýza až sedmi plynů šetří čas a materiál ve výzkumných i průmyslových provozech.
• Zpětné proplachování chrání kolóny před degradací zejména CO2 a vlhkostí.
• Vysoká durabilita mikropneumatických ventilů přispívá k dlouhodobé stabilitě provozu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další miniaturizace a automatizace GC systémů, rozšíření portfolia analyzovatelných plynů, integrace on-line monitoringu pro procesní kontrolu v reálném čase a vývoj ventilů s ještě vyšší odolností.

Závěr

Systém kombinuje Nexis GC-2030 s FluxEdge technologií pro rychlou, spolehlivou a úspornou analýzu plynů s minimálním carry-over. Výsledky potvrzují vysokou opakovatelnost, nízkou spotřebu vzorku a dlouhodobou stabilitu provozu.

Reference

• S. Shibamoto, W. Lu, A. Sato, A multifunction flow channel switching module for multi-column capillary gas chromatography using silicon pneumatic microvalves, Journal of Chromatography A 1696 (2023) 463961, doi:10.1016/j.chroma.2023.463961.