システムGCによる光化学的CO2還元反応生成物の分析

システムGCによる光化学的CO2還元反応生成物の分析

システムGCとは,分析目的に合わせてカスタマイズされた特注のGCです。
 (1)あらかじめ最適な分析条件が組まれている,
 (2)一台のGCに複数の分析ラインを設けることができ多成分分析に適している,
などを特長としています。

光化学的CO2還元反応では,ギ酸,ホルムアルデヒド,メタノール,メタン,一酸化炭素,水素などが生成されます。
生成反応は溶液中で起こりますが,生成物の一部は気相に放出されるので,分析は液相と気相の両方を行います。
本システムでは,カラムの付け替え作業を必要とせず,液相と気相の分析を同一システムで行うことができます。

島津システムガスクロマトグラフ (GC-2014)

光化学的CO2還元反応における反応生成物分析用のシステム例

装置 分析ライン 成分名 検出下限 検出器
GC1 1 水素(H2 1ppm TCD
メタン(CH4 0.4ppm メタナイザーFID
一酸化炭素(CO) 1ppm
2 ホルムアルデヒド (HCHO) 2ppm メタナイザーFID
メタノール(CH3OH) 1ppm FID
GC2 3 ギ酸(HCOOH) 5ppm メタナイザーFID

注1) 反応液の組成によってシステム構成や検出下限が異なります。 上記は,水に無機塩(吸着・腐食・反応などを起さない塩)が溶解した場合のものです。
注2) ギ酸の分析には抽出等の前処理が必要になる場合があります。

システムGCを用いて,光化学的CO2還元反応における生成物(CO, H2, HCOOH)の分析を用いました。COとHCOOHのクロマトグラムをFig.1に示しました。
システムGCでは一台の装置に複数の分析ライン(分析カラム)を組み込むことが可能です。そのため,無機ガス成分と高極性有機物成分のような,本来は別々のカラムを用いる(別々の装置を用いる)分析も,一台の装置で対応することが可能です。BID検出器はGCに一台しか搭載できないため,無機ガス成分と高極性有機物成分を分析する場合は,カラムを付け替える必要があります。対象成分が多くて,一種類のカラムで分析できない場合はシステムGCが便利です。

Fig.1 光化学的CO2還元反応における生成物のクロマトグラム 北里大学理学部・JST さきがけ  石田 斉准教授、倉持 悠輔特任助教ご提供データ

Fig.1 光化学的CO2還元反応における生成物のクロマトグラム
北里大学理学部・JST さきがけ  石田 斉准教授,倉持 悠輔特任助教ご提供データ
 

人工光合成研究向けガスクロマトグラフのご提案

ppmレベルの高感度分析が必要な場合
一種類のカラムで分析できる場合

 
高感度ガスクロマトグラフシステム

高感度ガスクロマトグラフシステム
(Nexis GC-2030 + BID-2030)

高感度ガスクロマトグラフシステム
  • HeとNe以外のあらゆる成分をppmレベルで高感度分析できる
  • カラム等の分析条件を自由に変更できる
  • 目的成分以外の成分も同時に検出することができる
  • 高純度ヘリウム(99.9999%)が必要
  • 一種類のカラムで分離できない場合は,カラムを付け替えて測定する必要がある(安定化時間が必要)

対象成分が多く,
一種類のカラムで分析できない場合

 

島津システムガスクロマトグラフ
(GC-2014)

システムGC
  • 一台の装置に複数の分析ライン(カラム)を搭載するため多成分分析に対応できる
  • 分析条件があらかじめ最適化されている
  • 気相と液相の両方を同一GCで測定することができる
  • 無機化合物については,TCDを使用する場合,ppmオーダーでの高精度な分析は難しい
  • 分析条件を簡単に変更できない
  • 目的成分以外の成分を検出できない
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