CN110954612A - 一种液体储氢材料储氢率的检测方法 - Google Patents

一种液体储氢材料储氢率的检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110954612A
CN110954612A CN201911184807.4A CN201911184807A CN110954612A CN 110954612 A CN110954612 A CN 110954612A CN 201911184807 A CN201911184807 A CN 201911184807A CN 110954612 A CN110954612 A CN 110954612A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrogen storage
reaction product
mass
internal standard
storage material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911184807.4A
Other languages
English (en)
Inventor
杨雪滢
宋玉锋
何运华
程雪婷
郑欣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Research Institute of Yunnan Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Electric Power Research Institute of Yunnan Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Research Institute of Yunnan Power Grid Co Ltd filed Critical Electric Power Research Institute of Yunnan Power Grid Co Ltd
Priority to CN201911184807.4A priority Critical patent/CN110954612A/zh
Publication of CN110954612A publication Critical patent/CN110954612A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/04—Preparation or injection of sample to be analysed
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/62—Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/72—Mass spectrometers
    • G01N30/7206—Mass spectrometers interfaced to gas chromatograph
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N2030/022—Column chromatography characterised by the kind of separation mechanism
    • G01N2030/025—Gas chromatography
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/04—Preparation or injection of sample to be analysed
    • G01N2030/042—Standards

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

本申请实施例公开了一种液体储氢材料储氢率的检测方法，包括以下步骤：步骤1，测定质量校正系数；步骤2，对样品加氢反应后获得的产物进行分析；步骤3，对反应物的峰面积进行校正；步骤4，计算储氢材料的储氢率；本申请所述方案引入质量校正系数，通过归一化法计算得到加氢反应各产物的质量分数，最终获得加氢反应完成率，为有机液体储氢材料加氢完成率的计算提供一种更加准确的数据处理方法。

Description

一种液体储氢材料储氢率的检测方法
技术领域
本发明涉及氢气储存技术领域，特别涉及一种液体储氢材料储氢率的检测方法。
背景技术
液体储氢技术是借助某些烯烃、炔烃或芳香烃等存在不饱和C-C键的储氢溶剂，通过与氢气发生可逆加氢/脱氢反应来实现氢的储存和释放。采用该技术用于可逆储存氢气的有机液体可称为有机液体储氢载体或有机液体储氢材料。有机液体储氢材料的催化加氢阶段是利用催化加氢装置，在一定的温度压力条件下(<200℃,2MPa)，将氢气储存在有机液体储氢载体中。以乙基咔唑为例，催化加氢后可生成四氢乙基咔唑、八氢乙基咔唑和十二氢乙基咔唑。其中四氢乙基咔唑和八氢乙基咔唑为反应的中间产物，其加氢反应完成率以十二氢乙基咔唑的含量为反应最终产物进行计算。目前，对于乙基咔唑加氢反应的完成率计算，通常根据其各反应产物所对应的色谱峰面积的比值计算得到其质量分数。但由于不同物质其校正因子不同，因此简单的以反应产物色谱峰面积的比值计算得到其质量分数的误差是很大的。
目前，储氢技术主要有物理储氢、吸附储氢和化学储氢。物理储氢技术有低温液态和高压气态储氢方法。其中低温液态储氢法虽然具有较高的体积能量密度，但由于氢气难液化，因此在液化过程中需要消耗很大的体积功，并且存储过程中还不可避免的存在蒸发损失，储存成本较高。高压气态储氢法使用方便，但能量密度较低，且存在安全隐患。上述两种方法相对简单，但其对设备的高要求和苛刻操作条件使得此技术性能与效率之间的矛盾日益突出。吸附储氢是利用MOFs材料、金属有机化合物及金属氢化物等对氢气的吸收与存放实现氢气的储存，这种技术取得了一定研究成果，但是储氢量较低，并且氢气的脱附温度较高。利用化学反应来进行氢气储存的化学储氢法具有储氢量大、能量密度高、运输方便等优点，引起了很多研究者的关注。
本方案在加氢反应产物中增加一种已知含量的内标物，计算得到各反应产物的质量校正系数，通过归一化法计算得到加氢反应终产物的质量分数，最终获得加氢反应完成率，为有机液体储氢材料加氢完成率的计算提供一种更加准确的数据处理方法。
发明内容
本申请提供了一种液体储氢材料储氢率的检测方法，以解决现有技术中，对于乙基咔唑加氢反应的完成率计算，通常根据其各反应产物所对应的色谱峰面积的比值计算得到其质量分数；但由于不同物质其校正因子不同，以反应产物色谱峰面积的比值计算得到其质量分数的误差较大的问题，并且本申请引入质量校正系数，通过归一化法计算得到加氢反应各产物的质量分数，最终获得加氢反应完成率，为有机液体储氢材料加氢完成率的计算提供一种更加准确的数据处理方法。
本申请提供的一种液体储氢材料储氢率的检测方法，包括以下步骤：
步骤1，测定质量校正系数；
步骤2，对样品加氢反应后获得的产物进行分析；
步骤3，对反应物的峰面积进行校正；
步骤4，计算储氢材料的储氢率。
进一步地，所述步骤1的实施方式为：增加一种已知含量的内标物，计算得到各反应产物的质量校正系数；具体为：
步骤1.1：选择内标物，选择内标物时，内标物应与被分析的样品组分有相同或一致的物理化学性质、色谱行为和响应特征，最好为被分析物质的一个同系物；
步骤1.2：在特定的气相色谱-质谱条件下，将一定量的内标物分别与四氢乙基咔唑、八氢乙基咔唑和十二氢乙基咔唑组合，在与分析样品相同的色谱条件下注入色谱柱中，各反应产物对于内标物的质量校正系数fx可由式(1)得到：
Figure BDA0002292138840000021
式中：
AN—内标物的峰面积；
Ax--各反应产物的峰面积；
210-—内标物的相对分子量；
Mx--各反应产物的相对分子量；
fx--各反应产物的质量校正系数。
进一步地，所述步骤2的实施方式为：在所述特定的气相色谱-质谱条件下，乙基咔唑加氢反应获得的产物进行气相色谱-质谱分析。
进一步地，所述步骤3的实施方式为：校正面积可根据式(2)由响应面积乘以质量校正系数计算：
A'x＝Axfx (2)
Ax’--各反应产物校正后的峰面积；
Ax--各反应产物的峰面积；
fx--各反应产物的质量校正系数。
进一步地，所述步骤4的实施方式为：任一反应产物的质量百分数可根据式(3)计算：
Figure BDA0002292138840000031
Wx--任一反应产物的质量百分数；
Ax’--各反应产物校正后的峰面积；
At’--各反应物校正峰面积之和；
获得十二氢乙基咔唑的质量百分数即获得了乙基咔唑加氢反应的完成率。
本申请的有益效果：本发明为有机液体储氢材料加氢完成率的计算提供了一种更加准确的数据处理方法，该方法简便易操作，对于液体储氢材料加氢完成率计算结果的准确度有大幅提升。
附图说明
图1为本申请一种液体储氢材料储氢率的检测方法的流程图。
具体实施方式
本申请提供了一种液体储氢材料储氢率的检测方法，以解决现有技术中，对于乙基咔唑加氢反应的完成率计算，通常根据其各反应产物所对应的色谱峰面积的比值计算得到其质量分数；但由于不同物质其校正因子不同，以反应产物色谱峰面积的比值计算得到其质量分数的误差较大的问题，并且本申请引入质量校正系数，通过归一化法计算得到加氢反应各产物的质量分数，最终获得加氢反应完成率，为有机液体储氢材料加氢完成率的计算提供一种更加准确的数据处理方法。
本申请提供的一种液体储氢材料储氢率的检测方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤1，测定质量校正系数；
步骤2，对样品加氢反应后获得的产物进行分析；
步骤3，对反应物的峰面积进行校正；
步骤4，计算储氢材料的储氢率。
进一步地，所述步骤1的实施方式为：增加一种已知含量的内标物，内标物即一定量的标准物质，它可被色谱拄所分离，又不受试样中其它组分峰的干扰，只要测定内标物和待测组分的峰面积与相对响应值，即可求出待测组分在样品中的百分含量；计算得到各反应产物的质量校正系数；具体为：
步骤1.1：选择内标物，选择内标物时，内标物应与被分析的样品组分有相同或一致的物理化学性质、色谱行为和响应特征，最好为被分析物质的一个同系物，本例采用的内标物为丙基咔唑；
步骤1.2：在特定的气相色谱-质谱条件下，本例所采用的色谱-质谱条件为：
进样口温度：300℃
进样体积：1μL
载气流量：1.5ml/min 分流比：100：1
载气：氦气
色谱柱：安捷伦DB-624
柱箱起始温度为120℃，维持3min，以20℃/min的速度升温至260℃，维持5min；
离子源温度230℃，接口温度250℃，四极杆温度150℃；
溶剂延迟3min；
采集类型：全扫描
扫描起点：28.00；扫描终点：300.00；
将一定量的内标物丙基咔唑分别与四氢乙基咔唑、八氢乙基咔唑和十二氢乙基咔唑组合，在与分析样品相同的色谱条件下注入色谱柱中，所述一定量即只要保证丙基咔唑及四氢乙基咔唑、八氢乙基咔唑和十二氢乙基咔唑均为相同的量即可；各反应产物对于内标物丙基咔唑的质量校正系数fx可由式(1)得到：
Figure BDA0002292138840000051
式中：
AN—内标物丙基咔唑的峰面积；
Ax--各反应产物的峰面积；
211-—内标物丙基咔唑的相对分子量；
Mx--各反应产物的相对分子量；
fx--各反应产物的质量校正系数。
进一步地，所述步骤2的实施方式为：在所述特定的气相色谱-质谱条件下，乙基咔唑加氢反应获得的产物进行气相色谱-质谱分析。
进一步地，所述步骤3的实施方式为：校正面积可根据式(2)由响应面积乘以质量校正系数计算：
A'x＝Axfx (2)
Ax’--各反应产物校正后的峰面积；
Ax--各反应产物的峰面积；
fx--各反应产物的质量校正系数。
进一步地，所述步骤4的实施方式为：任一反应产物的质量百分数可根据式(3)计算：
Figure BDA0002292138840000052
Wx--任一反应产物的质量百分数；
Ax’--各反应产物校正后的峰面积；
At’--各反应物校正峰面积之和；
获得十二氢乙基咔唑的质量百分数即获得了乙基咔唑加氢反应的完成率。
本方案在加氢反应产物中增加一种已知含量的内标物，计算得到各反应产物的质量校正系数，通过归一化法计算得到加氢反应终产物的质量分数，最终获得加氢反应完成率，为有机液体储氢材料加氢完成率的计算提供一种更加准确的数据处理方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (5)

1.一种液体储氢材料储氢率的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，测定质量校正系数；
步骤2，对样品加氢反应后获得的产物进行分析；
步骤3，对反应物的峰面积进行校正；
步骤4，计算储氢材料的储氢率。
2.根据权利要求1所述的一种液体储氢材料储氢率的检测方法，其特征在于，所述步骤1的实施方式为：增加一种已知含量的内标物，计算得到各反应产物的质量校正系数；具体为：
步骤1.1：选择内标物，选择内标物时，内标物应与被分析的样品组分有相同或一致的物理化学性质、色谱行为和响应特征，最好为被分析物质的一个同系物；
步骤1.2：在特定的气相色谱-质谱条件下，将一定量的内标物分别与四氢乙基咔唑、八氢乙基咔唑和十二氢乙基咔唑组合，在与分析样品相同的色谱条件下注入色谱柱中，各反应产物对于内标物的质量校正系数fx可由式(1)得到：
Figure FDA0002292138830000011
式中：
AN—内标物的峰面积；
Ax--各反应产物的峰面积；
209-—内标物的相对分子量；
Mx--各反应产物的相对分子量；
fx--各反应产物的质量校正系数。
3.根据权利要求1所述的一种液体储氢材料储氢率的检测方法，其特征在于，所述步骤2的实施方式为：在所述特定的气相色谱-质谱条件下，乙基咔唑加氢反应获得的产物进行气相色谱-质谱分析。
4.根据权利要求1所述的一种液体储氢材料储氢率的检测方法，其特征在于，所述步骤3的实施方式为：校正面积可根据式(2)由响应面积乘以质量校正系数计算：
A'x＝Axfx (2)
Ax’--各反应产物校正后的峰面积；
Ax--各反应产物的峰面积；
fx--各反应产物的质量校正系数。
5.根据权利要求1所述的一种液体储氢材料储氢率的检测方法，其特征在于，所述步骤4的实施方式为：任一反应产物的质量百分数可根据式(3)计算：
Figure FDA0002292138830000021
Wx--任一反应产物的质量百分数；
Ax’--各反应产物校正后的峰面积；
At’--各反应物校正峰面积之和；
获得十二氢乙基咔唑的质量百分数即获得了乙基咔唑加氢反应的完成率。
CN201911184807.4A 2019-11-27 2019-11-27 一种液体储氢材料储氢率的检测方法 Pending CN110954612A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911184807.4A CN110954612A (zh) 2019-11-27 2019-11-27 一种液体储氢材料储氢率的检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911184807.4A CN110954612A (zh) 2019-11-27 2019-11-27 一种液体储氢材料储氢率的检测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110954612A true CN110954612A (zh) 2020-04-03

Family

ID=69978686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911184807.4A Pending CN110954612A (zh) 2019-11-27 2019-11-27 一种液体储氢材料储氢率的检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110954612A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113588881A (zh) * 2021-07-30 2021-11-02 武汉氢阳能源有限公司 一种有机液体储氢材料可用氢气量的在线监测方法
CN114113428A (zh) * 2021-11-12 2022-03-01 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种测试液体有机储氢材料的装置及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
叶旭峰等: "乙基咔唑液相循环储放氢性能研究", 《化学工程》 *
夏玉宇: "《化验员实用手册》", 31 December 1999 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113588881A (zh) * 2021-07-30 2021-11-02 武汉氢阳能源有限公司 一种有机液体储氢材料可用氢气量的在线监测方法
CN114113428A (zh) * 2021-11-12 2022-03-01 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种测试液体有机储氢材料的装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Recent advances in metal‐organic frameworks and covalent organic frameworks for sample preparation and chromatographic analysis
Asadollahzadeh et al. Solid-phase microextraction of phthalate esters from aqueous media by electrochemically deposited carbon nanotube/polypyrrole composite on a stainless steel fiber
Salmeron et al. Adsorption and bonding of butane and pentane on the platinum (111) crystal surfaces. Effects of oxygen treatments and deuterium preadsorption
Qin et al. First‐Principles Study of Electrocatalytically Reversible CO2 Capture on Graphene‐like C3N
CN110954612A (zh) 一种液体储氢材料储氢率的检测方法
Seenithurai et al. Electronic and hydrogen storage properties of Li-terminated linear boron chains studied by TAO-DFT
Letcher et al. Determination of activity coefficients at infinite dilution of organic solutes in the ionic liquid, trihexyl (tetradecyl)-phosphonium tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate, by gas–liquid chromatography
Blyholder et al. Infrared study of the adsorption of methanol, ethanol, ether, and water and the interaction of carbon monoxide and hydrogen on a nickel surface
Walczak et al. Oxygenated fluorocarbons adsorbed at metal surfaces: chemisorption bond strengths and decomposition
CN102243219A (zh) 一次进样分析大气中氧化亚氮、甲烷、二氧化碳的方法
Jiao et al. Determination of tetracycline antibiotics in fatty food samples by selective pressurized liquid extraction coupled with high‐performance liquid chromatography and tandem mass spectrometry
Wu et al. Graphene oxide cross-linked with phytic acid: an efficient adsorbent for the extraction of carbamates
Jovan Jose et al. Effect of matrix on IR frequencies of acetylene and acetylene-methanol complex: infrared matrix isolation and ab initio study
Gao et al. A graphene oxide–based composite for solid-phase extraction of carbamate pesticides from vegetables
Bychko et al. Catalytic activity of multiwalled carbon nanotubes in acetylene hydrogenation
Papurello et al. Natural gas trace compounds analysis with innovative systems: PTR-ToF-MS and FASTGC
Borget et al. CN radical hydrogenation from solid H2 reactions, an alternative way of HCN formation in the interstellar medium
Crawford et al. Mechanism of azoalkane thermolysis. Concerted or nonconcerted
Ohgaki et al. Isothermal vapor-liquid equilibriums for systems ethyl ether-carbon dioxide and methyl acetate-carbon dioxide at high pressures
Joshi et al. Handling considerations for the mass spectrometry of reactive organometallic compounds
Wong et al. Evaluation of the Sorbent Properties of Single‐and Multiwalled Carbon Nanotubes for Volatile Organic Compounds through Thermal Desorption–Gas Chromatography/Mass Spectrometry
Wang et al. In Situ FT‐IR Studies on Catalytic Nature of Iron Nitride: Identification of the N Active Site
Van Hook et al. Gas Liquid Chromatography at Low Temperatures. Resolution of Some Deuterated Ethanes.
Bhattacharjee et al. Comparative aroma profiles using supercritical carbon dioxide and Likens–Nickerson extraction from a commercial brand of Basmati rice
Matizakurima et al. Separation of xenon from noble gas mixtures of argon, krypton, and xenon using gas hydrate technology

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200403

RJ01 Rejection of invention patent application after publication