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一,、準備工作
1. 準備一袋新鮮的高純氫氣和一袋高純載氣,,載氣應(yīng)與氣相色譜儀所使用載氣相同,以及不同容積進樣針,。
2. Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)前期準備工作操作步驟
(1)使用Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)進行光催化分解水產(chǎn)氫實驗后,,關(guān)閉氙燈光源并放到旁邊冷卻;
(2)關(guān)閉磁力攪拌器,;
(3)點擊Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)的控制器退出按鈕,,確認退出運行;
(4)關(guān)閉柱塞泵開關(guān),,將C1,、C2閥旋轉(zhuǎn)至管路循環(huán);
(5)打開真空泵,,D閥旋轉(zhuǎn)至抽真空狀態(tài),,對系統(tǒng)抽真空。
3. 玻璃反應(yīng)器前期準備工作操作步驟
(1)斷開冷凝水管路與玻璃反應(yīng)器兩端,,短接冷凝水管路,;
(2)取出磁力攪拌器并平穩(wěn)放置在放到一旁,一只手托住玻璃反應(yīng)器底部,,以防止玻璃反應(yīng)器脫落,,另一只手取下玻璃反應(yīng)器與系統(tǒng)連接處的球磨夾,然后將玻璃反應(yīng)器向前大角度傾斜,,取下玻璃反應(yīng)器并放到平穩(wěn)處,;
(3)卸下鏈式夾和反應(yīng)器石英光窗,將玻璃反應(yīng)器清洗干凈,;
(4)向洗干凈干燥的玻璃反應(yīng)器內(nèi)添加與先前光催化分解水產(chǎn)氫實驗時同樣成分和體積的溶液,;
(5)依次安裝內(nèi)圈、密封膠圈,、外圈與石英光窗,,按照標識安裝鏈式夾,擰緊固定;
(6)將真空脂均勻涂抹在玻璃反應(yīng)器兩端的球磨頭上,;
(7)將玻璃反應(yīng)器一端與Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)管路對接,,轉(zhuǎn)動均勻后取下,另一端同樣操作,,再將兩端同時對接到系統(tǒng)上,,前后晃動讓玻璃反應(yīng)器與Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)緊密結(jié)合; 注意:切勿用力晃動玻璃反應(yīng)器,,避免玻璃管路斷裂或溶液進入玻璃管路,!
(8)兩端夾上球磨夾,將磁力攪拌器放至玻璃反應(yīng)器底部,;
(9)將冷凝水管路接回至玻璃反應(yīng)器,。 注意:要確保冷凝水溫度、磁力攪拌器轉(zhuǎn)速應(yīng)與先前光催化分解水產(chǎn)氫實驗一致,。
(10)將D閥旋轉(zhuǎn)至抽真空狀態(tài),,C1閥旋轉(zhuǎn)至系統(tǒng)循環(huán)狀態(tài),C2閥緩慢轉(zhuǎn)到系統(tǒng)循環(huán)狀態(tài),; 注意:轉(zhuǎn)動C2閥過程中觀察玻璃反應(yīng)器內(nèi)部溶液鼓泡狀態(tài),,防止暴沸,若出現(xiàn)暴沸現(xiàn)象,,可先將C2閥轉(zhuǎn)到系統(tǒng)循環(huán)與管路循環(huán)之間,,待溶液穩(wěn)定后再繼續(xù)抽真空!
(11)將Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)抽真空15 min,,以確保系統(tǒng)內(nèi)氣體抽凈,;
(12)將D閥旋轉(zhuǎn)至系統(tǒng)循環(huán)。
4. 初步判斷加入標氣的量
(1)根據(jù)先前光催化分解水產(chǎn)氫實驗時的產(chǎn)氫量,,即色譜檢測到氫氣的峰面積來初步判斷向Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)中加入標氣的量,,設(shè)定先前實驗的產(chǎn)氫量按每小時分別記作A1、A2,、A3,、A4和A5。制作標準曲線時,,通常需要5個已知標氣體積,,分別記作V1、V2,、V3,、V4和V5,對應(yīng)的峰面積分別記作S1,、S2,、S3,、S4和S5;
(2)先向Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)中加入V1的氫氣,,待循環(huán)均勻后,,色譜檢測到的峰面積為S1,比較S1和A1的數(shù)值,,需要確保S1<A1,,若S1≥A1,則需要調(diào)整V1數(shù)值,。同樣的方式,,再加入V5-V1的氫氣,檢測到S5,,比較S5和A5的數(shù)值,需要確保S5>A5,,若S5≤A5,,則需要調(diào)整V5數(shù)值。
注意:加入氫氣的量,,要完全覆蓋做實驗時的產(chǎn)氫量,,以保證標準曲線的準確性!
二,、操作方法
1.打入載氣和氫氣
(1)使用20 mL容量的進樣針抽取載氣,,從Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)標樣口打入;
注意:進氣前先將進樣針內(nèi)氣體置換干凈,,即進樣針插入氣袋內(nèi)抽取一管載氣,,然后迅速拔出并將進樣針內(nèi)氣體完全推出,再次插入氣袋內(nèi)抽氣,,如此重復(fù)三次,,最后抽取20 mL的載氣!
(2)將D閥轉(zhuǎn)到標樣口狀態(tài),,從標樣口將載氣打入到Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)內(nèi),,然后將D閥在系統(tǒng)循環(huán)與標樣口之間來回旋轉(zhuǎn)2-3次,使載氣完全進入到系統(tǒng)內(nèi),;
(3)抽取V1的氫氣,,將D閥轉(zhuǎn)到標樣口,從標樣口打入到系統(tǒng)內(nèi),,然后將D閥在系統(tǒng)循環(huán)與標樣口之間來回旋轉(zhuǎn)2-3次,,使氫氣完全進入到系統(tǒng)內(nèi)。
(4)打開柱塞泵電源開關(guān),,等待循環(huán)20 min后,,開始運行系統(tǒng),;
(5)點擊參數(shù)設(shè)置,循環(huán)時間設(shè)置為30 min,,確保接下來每次進樣都可循環(huán)均勻,,運行周期可多設(shè)置些,保證實驗順利完成,,設(shè)置完畢后點擊保存,;
(6)點擊運行系統(tǒng),待進樣結(jié)束后,,A閥旋轉(zhuǎn)至進樣狀態(tài)后,,可向Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)中打入下一次氫氣量,分別為V2-V1,、V3-V2,、V4-V3和V5-V4,獲得的峰面積為S2,、S3,、S4和S5。
2. 后續(xù)操作
(1)待制作標準曲線實驗結(jié)束后,,將C1,、C2閥旋轉(zhuǎn)至管路循環(huán)狀態(tài);
(2)打開真空泵,,將D閥轉(zhuǎn)到抽真空狀態(tài),,待系統(tǒng)完全抽真空后,D閥轉(zhuǎn)到系統(tǒng)循環(huán),;
(3)按照上文正確操作關(guān)閉系統(tǒng),,卸下并清洗反應(yīng)器,在Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統(tǒng)球磨口處裝回球磨堵頭,,夾好球磨夾,,防止灰塵進入系統(tǒng)內(nèi)。
三,、氫氣標準曲線繪制
1. 數(shù)據(jù)處理
以氫氣標氣體積V為橫坐標,,色譜峰面積S為縱坐標繪制曲線圖譜,即標準曲線的原始數(shù)據(jù)點,,使用Excel進行線性擬合后可得到標準曲線,。
(1)將氫氣進氣量和峰面積數(shù)值分別錄入到表格中,將所有數(shù)據(jù)選中,,菜單欄插入→插入散點圖→選中圖中任意一個數(shù)據(jù)點→右鍵→添加趨勢線,,在右側(cè)出現(xiàn)的設(shè)置趨勢線格式中找到顯示公式和顯示R平方值,全部勾選后可在圖中顯示處標準曲線的線性公式y(tǒng)=ax+b和R2,,公式中x表示氫氣量,,y表示峰面積,。
注意:標準曲線的擬合度需R2≥0.999,若R2<0.999,,則需要重新制作標準曲線,!
(2)將光催化分解水產(chǎn)氫實驗得到的峰面積代入到線性公式y(tǒng)=ax+b中,即可得出產(chǎn)生氫氣的體積,;
(3)通過公式n=V/Vm,,其中Vm=22.414 L/mol,可計算出產(chǎn)生氫氣物質(zhì)的量,,再除以反應(yīng)時間,,可得到相應(yīng)的產(chǎn)氫速率,μmol· h-1或mmol· h-1,。
以上部分是筆者根據(jù)參考文獻進行翻譯和匯總,,筆者水平有限,如有錯誤,,請大家指正,!
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