大氣co2捕獲設備在酒精中生物源組分的鑒別的應用
酒精是一類廣泛的化學化合物，具有許多不同的應用。一般來說，它們可以來自化石來源，如天然氣和石油，或來自可再生資源，如生物質。此外，對于許多工業和商業應用，它們可以被化學改性或與其他化學品混合。
從化石衍生材料向生物基、可再生材料的轉變正在進行中。可再生甲醇是一種超低碳化學品，由可持續生物質制成，通常稱為生物甲醇，或由可再生電力產生的二氧化碳和氫氣制成。在這種情況下，控制來自可再生資源的材料組分，即生物源組分的需求日益增長。
基于此，在本應用說明中，展示了一些酒精樣品的生物源組分結果并進行了討論。基于市場需求，到目前為止，我們更多地關注了乙醇樣品而不是甲醇樣品，本應用展示了在乙醇樣品上進行的結果。本處理方法和可能的關鍵問題對所有酒精樣本通用。
值得注意的是，在本次研究中，使用了C14-SCAR 分析儀，它能夠在包括酒精在內的各種材料上執行14C分析，它是控制工業化學品作為燃料或酒精的生物源組分的關鍵工具。
樣品準備
生物源組分的測定是在元素分析儀（EA）中，使用CN（碳氮）配置，從液態樣品制備的CO2氣體樣品上進行的。作為EA，研究中使用了NCTechnology 8020等分析儀。
基于其化學式，乙醇中預期的碳質量分數為52%。因此，對于每個乙醇樣品，使用分析天平（精度：0.01 mg）稱量16mg的液體。每個樣品分布在兩個錫膠囊中（每個約8 mg），并在純O2氣氛中使用EA燃燒。
在提取階段，EA提供的燃燒產物曲線與預期值兼容，氮值低（<1.5%）。由EA選擇和提取的CO2在帶有聚四氟乙烯閥的Pyrex燒瓶（體積：250 mL）內固化，使用液氮浴。使用渦輪分子泵從安瓿中除去EA載氣（氦氣），然后通過重新加熱到室溫將CO2最終重新氣化。
表1.乙醇樣品準備樣品參數
結果
從乙醇樣品制備的CO2的同位素混合物被插入到C14-SCAR儀器腔室中，在靜態條件下（170 K溫度和12 mbar壓力）測量14C 16O2的摩爾分數。
未知樣品的放射性碳摩爾分數參照《NIST草酸，SRM 4990C》標準，其14C含量等于134.07 pMC，C14-SCAR儀器是基于此項標準進行校準。
對于每個樣品，進行了20次光譜掃描，總共分析了2小時。
表2.乙醇樣品測量結果
不確定性代表統計誤差（1σ）。所有測量的整體不確定性為±2 pMC。
在本研究中，C14-SCAR能夠提供精確的14C含量測量，從而揭示樣品的生物源組分比例。這些結果不僅為乙醇樣品的生物源性提供了確鑿的證據，也為其他酒精類化合物的分析提供了參考。
碳-14 測定應用廣泛，今天為大家介紹的就是更簡單、更高性價比的14C測定整套解決方案——
EA-SCAR 14C同位素測量系統是基于中紅外分布反饋量子級聯激光飽和吸收腔衰蕩（SCAR，Saturated-Absorption Cavity Ring-Down）技術，通過前端收集和純化單元獲得高純 CO2 , 并輸送至 14CO2 分析儀進行同位素在線分析。而便攜式大氣 CO2 捕獲裝置能方便客戶外出采樣，并將獲得的樣品帶回實驗室分析。
相對傳統的加速質譜儀（AMS），EA-SCAR 14C同位素測量系統能以更高的測量頻率和更低廉的成本量化化石燃料對大氣碳質組分的貢獻，可以促進建立全國或重點區域的14CO2 觀測網絡，可以更好服務“雙碳”目標。
整套設備由兩部分組成：1、SCAR 14C桌面型分析儀；2、ECS 8020 CHNS/O元素分析儀 或 ECS 8070大氣CO2捕獲和純化系統。
飽和吸收腔衰蕩
（SCAR，Saturated-Absorption Cavity Ring-Down）
SCAR 14C分析儀可與ECS 8020或ECS 8070連接使用，組成性能完備的EA-SCAR測量系統，用于固體或氣體樣品的同位素分析——
ECS 8020是基于杜馬分析法對有機元素進行分析，可同時測出碳氫氮硫/氧元素。該儀器是基于“閃燃”技術/層析分離法，是ECS 4010/4024元素分析儀的分析技術的改進版本。二氧化碳、水蒸氣、二氧化硫和氮氣經過一段恒溫的氣體層析柱（GC柱）進行高度分離，通過TCD檢測器進行檢測并且輸出到軟件中進行分析。
ECS 8020從可選的進樣器、氧氣的用量以及監測消耗品的狀態均為全自動控制；ECS 8020可測試不同類型和大小的樣品，包括液體和固體，大量樣品，從微克到克的有機物均可以被分析；三種不同的進樣器，多種規格的反應管滿足不同的應用需求；自動化系統使儀器的使用更加人性化：自動控制氧用量系統可以更好控制氧氣的消耗，實現消耗狀態監測功能，優化催化劑的使用；創新設計的TCD檢測器是自校準的，不需要使用參考氣體；ECS 8020可以連接多款同位素分析儀，用于分析元素中穩定同位素的同位素比值。
- 自動化系統檢漏、自動化流速設置；
- 觸摸屏顯示，方便設置；
- 反應過程監控，優化催化劑使用：氧氣進樣量智能調整，減少耗材消耗；
- 高靈敏度、準確度及精確度；
- 檢測器無需利用基準氣體；
- 功能強大的分析軟件；
- 三種進樣器（電子進樣器、氣動進樣器及手動進樣器）；
- 高效催化劑及準確測試流程管控，實現低運營及管理成本；
- 兼容性高，可連接多款同位素分析儀。
創新的ECS 8070大氣CO2捕獲和純化系統能夠在短時間內（10-60分鐘）捕獲和分離每個樣品（10-100 mg）相對大量的CO2。采用吸附/解吸原理，用創新的純化線路，可以消除水、VOC和NOX，只留下純CO2氣體。使用自動空氣泵吸附/解吸使得系統使用非常簡單，通過新的C-Quantum CO2吸附系統，可以通過自動再生系統處理大量的CO2，與其他系統相比，測量精度高，性能更好。ECS 8070 大氣CO2兼容性高，容易對接各類同位素檢測設備以測定碳穩定同位素和放射性成因14C的同位素比值。
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自動化操作，用戶使用友好；
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允許更好的使用消耗品，并自動監控其狀態，自動泄露測試；
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三種可選配置：僅吸附、僅解吸、根據需要完成吸附/解吸循環；
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用戶可以設置所有的儀器參數，包括CO2捕集阱溫度，載氣壓力和解吸時間；
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便攜式，可充電和輕量級的現場取樣器；
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專用CO2烘箱，快速加熱和冷卻循環；
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功能強大的測試軟件，結果可視化；
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兼容性高，可與13C質譜儀聯用，應用于考古年代測定。
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