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eboat

木虫 (小有名气)

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专业: 无机材料化学

[交流] 【原创】催化反应装置设计

最近准备搭一套多功能催化反应装置，以实现尽可能多的功能（反应）：

期望新设计的仪器至少能实现以下功能：

（1）TPD(NH3，CO等), TPReduction（用于氧化物还原等）, TPO
希望能用尽可能多种气体，如NH3,CO,H2,O2,NO,SO2, H2S,H2O,CH3OH等
这里面有些气体有腐蚀性，在设计上如何克服？

(2) Gas to gas reaction: such as water gas shift reaction and CO oxidation;

(2) Gas to liquid reaction: such as Fischer-Tropsch reaction
(2n + 1) H2 + n CO → CnH2n+2 + n H2O

or

Low-temperature Methanol and Ethanol synthesis;
CO＋H2O＝CO2＋H2 　　　　　　　　　　　　(1)
CO2＋H2＋C2H5OH＝HCOOC2H5＋H2O (2)
HCOOC2H5＋2H2＝CH3OH＋C2H5OH 　 (3)
总反应为： CO＋2H2＝CH3OH

(3) Liquid to gas reaction: such as steam reforming of DME.
(CH3)2O + 3H2O → 6H2 + 2CO2

请朋友帮忙回答以下几个问题（有重奖）：

（1）我的设计图是否有缺陷？现有的设计图对以上所述哪些实验能很好的完成，哪些完全不能完成，哪些反应虽然现有的设计不能很好的完成，但经过改进就能完成？如何改进？

（2）在现有的设计的基础上，是否还可以扩展一些以上没有列出的反应(如环境催化方面)？如果能，是哪些重要的反应可以在这套仪器上实现或通过什么样的改进就能兼容这些反应？

（3）市场上是否有类似的仪器出售？如果有，能否提供详细的联系方式及大概的价格？

（4）检测部分配有GC和MS，别人推荐用Micro-GC,但我考虑到将来在不用这套催化装置时，能把GC和MS独立拿出来用？基于这种考虑，我想配置普通的GC。请问普通GC对实验以上功能是否有影响？另外，从将来把GC和MS拿出来单独用的想法出发，配置什么样的GC和MS更合适？价格大概是多少？

以上问题，恳请各位在方便的时候给予尽可能详细的解答，本人不甚感激（暂以金币表达）！

PS.
由于图太大，看起来不是很清楚，请大家点击这个图，在另一个标签页中打开，然后放大一下就可以看清楚了，多谢！

[ Last edited by eboat on 2009-11-16 at 08:24 ]

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1楼2009-11-14 09:53:30

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finetec

金虫 (正式写手)

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★ ★ ★ ★ ★
eboat(金币+5,VIP+0):多谢指点！ 11-14 21:32

1、先说你的图设计的有没有缺陷：几个气路并联在一起，看你使用条件似乎是高压，选择合适的高压的电动阀是个问题，而且要可靠运行，还有一个阀门反向击穿的问题，你的气路里可以串联单向阀，但是单向阀都有一个触动电压，如果想想做高压，低压的恐怕没法兼顾。所以首先选择合适的阀是关键，同时你的阀还要耐各种气体腐蚀，阀芯能不能耐高温，都需要考虑。另外你没有提到两位四通阀和两位六通阀是否是自动控制。
2、只要耐腐蚀的考虑周全了，其他的实验也可以实现，至于要串联GC,MS,FTIR都可以的，不过要考虑管路接口问题及管路死体积问题。
3、市场上的厂家有的，关键还是要考虑是否有相关经验，楼上一位同学提到管壁涂PTFE的不锈钢管，这种官容易买到吗，我的经验是直接用PTFE管。
4、GC只要配置TCD或者FID+转化炉就足够了，MS选择在线的，你的反应装置最好能把温度隔离输出到多路，以便多个仪器同时检测。

如果想自己搞，要考虑的细节非常之多，要保证设备的可靠运行，每个配件的构造都要高清楚，多对比几家。