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2026-02-02111

PLC-GDHC I气体扩散多相连续催化反应平台怎么用?标准操作规程SOP来了

在气-固相光催化研究领域,如 CO₂还原、合成氨及 VOCs 降解等实验中,数据的严谨性是科研成果的核心基石。为了确保每一位研究者都能在PLC-GDHC I气体扩散多相连续催化反应平台上获得数据准确、高度可重复的实验结论,我们特别整理了这份标准化操作规程,旨在为您的科研安全与效率保驾护航。

PLC-GDHC I气体扩散多相连续催化反应平台

安全注意事项

01:电气安全

设备包含LED光源、真空泵等电气部件,操作前确保接地良好。勿在潮湿环境下使用。

02:光源安全

LED光源功率密度高,严禁在光源开启时直视石英光窗,以防眼睛被强光或紫外线灼伤。

03:机械与烫伤安全

反应过程中反应器及管路可能温度较高,拆卸时佩戴高温手套。使用链式夹时力度应均匀,防止夹碎玻璃部件。

04:真空与压力安全

系统在真空和低压下运行。确保所有管路连接牢固,抽真空和充气时操作应平缓。

05:个人防护

操作时必须穿戴实验服、安全眼镜及适当的防护手套。

实验准备 

01:催化剂负载与薄膜制备

将粉末催化剂在溶剂中超声分散,形成均匀分散液。将系统标配的直径35 mm多孔疏水薄膜放入布氏漏斗作为抽滤层。将催化剂分散液分多次倒入布氏漏斗中进行抽滤,使催化剂均匀负载在薄膜上。将负载了催化剂的薄膜整体烘干备用。

02:反应器上腔室组装

将四氟内圈放入反应器上腔室(铝合金)中间,将细O型圈套在四氟内圈上,再将四氟外圈套在O型圈上,盖上石英光窗,用链式夹将其与反应器上腔室锁紧。(夹持力需均匀,不宜过紧)

四氟内圈放入反应器上腔室(铝合金)中间

03:反应器下腔室组装

向反应器下腔室(高硼硅玻璃)中加入不超过10 mL的反应液,将四氟薄膜底座卡入下腔室内壁,然后将烘干好的催化剂/多孔疏水薄膜整体置于薄膜底座上,疏水侧(下表面)朝下接触水,放入薄膜压盖(四氟),将O型圈套于薄膜底座外侧,四氟外圈套于O型圈外侧。

04:反应器上下腔室集成

将已组装好的上腔室对准放置在下腔室上,最后用链式夹固定整个反应器。(夹持力需均匀,不宜过紧)

将已组装好的上腔室对准放置在下腔室上,最后用链式夹固定整个反应器

05:反应器接入系统

将反应器下腔室的进气管连接到系统左侧标识为“IN”的管路,反应器上腔室的出气管连接到系统右侧标识为“OUT”的管路。

将反应器下腔室的循环水接口与低温恒温槽连接,并开启恒温槽。

将已组装好的上腔室对准放置在下腔室上

系统检漏与气体置换

01:初始状态确认

确认六通阀位于“取样”状态,四通阀位于“取样”状态,三通阀位于“实验”状态,关闭系统左侧面板的气速调节阀,关闭电磁阀开关和气体扩散循环器开关。

02:抽真空

开启真空泵、系统电源、气体扩散循环器,缓慢调节气体扩散循环器转速旋钮至低速运行状态,缓慢将三通阀旋至“抽真空”状态,待系统压力表降至最低值时,将三通阀旋回“实验”状态。

03:充气

开启电磁阀开关,将三通阀旋至“充气”状态,缓慢调节气速调节阀,使系统压力表数值为“0”时,关闭气速调节阀,并再次将三通阀旋回 “抽真空” 状态。重复以上抽真空-充气步骤至少3次,以彻底排除系统内空气。

04:气氛控制

最后一次充气使压力回“0”后,将三通阀旋至“实验”状态。将四通阀旋至“抽真空”状态,气速调节阀旋至最大,并关闭电磁阀开关和真空泵开关。

开始实验

调节气体扩散循环器转速旋钮至中速运行状态,调节光源电动升降台,使LED光源处于石英光窗正上方合适距离,开启光源电源,点击电动升降台上的“R/S”按钮点亮LED光源,开始实验。

取样与进样

等待气相色谱基线平稳后方可进行以下操作:

1、开启真空泵开关,此时四通阀应在“抽真空”,六通阀在“取样”,停留5分钟。

2、将四通阀旋至“取样”状态,进行取样,停留5分钟。

3、将六通阀旋至“进样”状态,并立即启动气相色谱的“开始采集”,并将四通阀旋至“抽真空”状态。

4、等待2分钟后,将六通阀旋回“取样”状态,并关闭真空泵开关。

关机

1、点击光源电动升降台上的“R/S”按钮关闭LED光源,关闭光源电源开关,将电动升降台升至最高位。

2、将三通阀旋至“充气”状态,缓慢调节气速调节阀使系统压力表数值为“0”,关闭气速调节阀和气体扩散循环器开关。

3、断开循环水管路,拆卸反应器链式夹,小心取出使用后的催化剂/薄膜,彻底拆卸并清洗反应器所有部件,晾干备用。

4、关闭电源开关,循环水机电源,关闭其他配辅仪器开关。

工作曲线绘制

1、完成“实验准备”和“系统检漏与气体置换”两大步骤后,从反应器的红色标气口注入梯度曲线中第一个曲线点的各标气体积;

2、调节气体扩散循环器至中速运行,运行10分钟使气体混匀;

3、按照“取样与进样”的步骤流程进行取样和进样操作;

4、进样完成后,向系统中注入下一级曲线点与上一级曲线点体积差的标气体积,至少获得5个不同浓度标准气体的色谱峰面积数据;

5、在色谱工作站中,以体积为横坐标(X),峰面积为纵坐标(Y),拟合工作曲线。要求线性相关系数 R² > 0.999;

6、实验结束后按前面“关机”步骤关机即可。

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