CN112857957B - 碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置与制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置与制备方法。该装置包括：至少三个二氧化碳存储设备，至少两个冷凝设备和控制阀；各二氧化碳存储设备并联后与各冷凝设备依次串联；二氧化碳存储设备并联支路上设控制阀；冷凝设备之间的连接管路上设带有控制阀的平衡设备外接支路；各二氧化碳存储设备并联后与冷凝设备依次串联的串联管路上设带有控制阀的纯化系统外接支路；各二氧化碳存储设备并联后与冷凝设备依次串联的串联管路上设至少一个带有控制阀的抽真空装置外接支路；各二氧化碳存储设备并联后与冷凝设备依次串联的串联管路上设带有控制阀的二氧化碳气源外接支路，或者，带有控制阀的平衡设备外接支路还可实现与二氧化碳气源连接。

Description

碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置与制备方法

技术领域

本发明属于分析测试领域技术领域，特别涉及一种碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置与制备方法。

背景技术

团簇同位素地球化学研究对象是自然界物质的同位素排序，20世纪40年代，Harold Urey首先提出假设：自然界物质中的两个稀有同位素有互相结合的热力学倾向。由于含两个或者多个稀有同位素的分子丰度非常低，仅几十个ppm甚至更低，在当时的实验条件下无法检测；直到最近十几年，由于测试技术的升级，含两个或者多个稀有同位素的分子的排序和丰度测定才得以成为可能，团簇同位素技术逐步发展起来。碳酸盐团簇同位素是团簇同位素在碳酸盐矿物上应用的一个分支，加州理工的John Eiler及其团队从2004年开始对碳酸盐团簇同位素进行研究和介绍并建立了碳酸盐团簇同位素研究的框架，为后来开展碳酸盐团簇同位素研究打下了坚实的基础。Ghosh于2006年首先应用合成方解石建立了Δ_47-true-T经典校正曲线，并在深海珊瑚和来自红海的珊瑚中得到很好的应用。碳酸盐团簇同位素主要研究碳酸盐中¹³C-¹⁸O的丰度，目前的测试技术无法直接测定，需要通过碳酸盐磷酸酸解成二氧化碳来测定其¹³C¹⁸O¹⁶O(分子量47)的丰度，因此表示成Δ₄₇。在实际测定过程中各个实验室由于前处理系统、同位素仪器参数选择及仪器状态存在一些差异，实验室之间的数据重现性不是很理想。2011年Dennis首先提出基于高温气和平衡气的方法对各个实验室测出的Δ_47-raw(未经过校正)值进行标准化工作，大大促进了数据的精度和重现性。但在高温气和水平衡气制备过程中的定量和密封性要求很高，且需要用注射器抽二氧化碳气体导致容易混入杂气，造成结果不准确。因此，需要涉及一种全新的便于操作、准确性高的碳酸盐团簇同位素测试中的平衡气制备方法，进而推动团簇同位素测试技术的进一步发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够适用于碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备的装置；该装置实现了碳酸盐团簇同位素测试中平衡气标准化制备，有助于提升基于平衡气建立的转换方程的准确度和精度，进而提升碳酸盐团簇同位素测试技术的水平，为碳酸盐团簇同位素测试在环境温度重建方面提供可靠支撑。

为了实现上述目的，本发明提供了一种碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置，其中，该装置包括：

至少三个二氧化碳存储设备，至少两个冷凝设备和控制阀；各二氧化碳存储设备并联后，与各冷凝设备依次串联；其中，

各二氧化碳存储设备的并联支路上设置用于控制各支路通断的控制阀；冷凝设备之间的连接管路上设置有带有控制阀的平衡设备外接支路，该外接支路用以实现与平衡设备连接；各二氧化碳存储设备并联后与冷凝设备依次串联的串联管路上设置有带有控制阀的纯化系统外接支路，该外接支路用于连接碳酸盐团簇同位素测试纯化系统，从而实现将平衡气输送进入碳酸盐团簇同位素测试纯化系统中进行纯化流程；各二氧化碳存储设备并联后与冷凝设备依次串联的串联管路上设置有至少一个带有控制阀的抽真空装置外接支路，该外接支路用以实现与抽真空装置连接；

其中，各二氧化碳存储设备并联后与冷凝设备依次串联的串联管路上设置有带有控制阀的二氧化碳气源外接支路，该外接支路用以实现与二氧化碳气源连接；或者；带有控制阀的平衡设备外接支路还可用以实现与二氧化碳气源连接。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中，所述各二氧化碳存储设备并联后与冷凝设备依次串联的串联管路上设置有至少一个带有控制阀的抽真空装置外接支路指：带有控制阀的抽真空装置外接支路可以设置在并联后的二氧化碳存储设备与冷凝设备之间的连接管路上，可以设置在各冷凝设备之间的连接管路上，可以设置在冷凝设备之后的管路上，也可以设置并联后的二氧化碳存储设备之前的管路上。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中，所述各二氧化碳存储设备并联后与冷凝设备依次串联的串联管路上设置有带有控制阀的二氧化碳气源外接支路指：带有控制阀的二氧化碳气源外接支路可以设置在并联后的二氧化碳存储设备与冷凝设备之间的连接管路上，可以设置在各冷凝设备之间的连接管路上，可以设置在冷凝设备之后的管路上，也可以设置并联后的二氧化碳存储设备之前的管路上。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中，优选地，所述冷凝设备包括冷阱和/或冷指；在一具体实施例中，碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置包含两个冷凝设备分别为冷阱和冷指。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中，优选地，所述各二氧化碳存储设备并联后与冷凝设备依次串联的串联管路上设置有至少两个带有控制阀的抽真空装置外接支路，该外接支路用以实现与抽真空装置连接；其中至少一个带有控制阀的抽真空装置外接支路设置于冷凝设备之前，至少一个带有控制阀的抽真空装置外接支路设置于冷凝设备之后。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中，优选地，该装置进一步设有压力计，所述压力计设置于各二氧化碳存储设备并联后与冷凝设备依次串联的串联管路上(换言之，压力计可以设置在并联后的二氧化碳存储设备与冷凝设备之间的连接管路上，可以设置在各冷凝设备之间的连接管路上，可以设置在冷凝设备之后的管路上，也可以设置并联后的二氧化碳存储设备之前的管路上)，和/或，设置于带有控制阀的纯化系统外接支路上。在一具体实施方式中，至少一个压力计与带有控制阀的平衡设备外接支路相邻设置，从而实现确定进出连接至带有控制阀的平衡设备外接支路上的平衡设备的气量。在一具体实施方式中，至少一个压力计与并联后的二氧化碳存储设备相邻设置，从而实现确定二氧化碳存储设备的压力。压力计的设置有助于实现碳酸盐团簇同位素测试中平衡气的定量制备。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中，优选地，该碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置进一步包括玻璃破碎装置。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中，优选地，该碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置进一步包括平衡设备，且平衡设备选用玻璃管(例如，石英管或派热克斯玻璃管)。

在一具体实施方式中，所述带有控制阀的纯化系统外接支路设置于冷凝设备之间。

在一具体实施方式中，平衡设备选用石英管，用于实现高温气平衡；平衡设备选用派热克斯玻璃管，用于实现水平衡气平衡。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中，优选地，管路选用玻璃管或者内壁经抛光处理的不锈管管线。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中，优选地，管路的尺寸均为1/4英寸。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中，优选地，所述二氧化碳存储设备选用带有冷指的存储设备；在一具体实施方式中，所述二氧化碳存储设备选用带有冷指的圆底烧瓶。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中，优选地，各二氧化碳存储设备的并联支路中的每个支路均设置有用于控制支路通断的至少两个控制阀。在平衡气制备过程中可以使用各控制阀之间的管路中存储的二氧化碳气体进行平衡，从而更有助于实现平衡气的定量制备。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中，优选地，并联后的二氧化碳存储设备与冷凝设备之间的连接管路上设置有控制阀。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中，优选地，带有控制阀的平衡设备外接支路与靠近二氧化碳存储设备的冷凝设备之间的连接管路上设置有控制阀。

本发明还提供了一种碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备方法，该制备方法使用上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置进行，其中，该方法包括：

1)将各种不同碳、氧同位素组成的纯二氧化碳气体分别导入不同的二氧化碳存储设备中，实现对每种纯二氧化碳气体进行单独存放；其中，纯二氧化碳气体的种类不少于3种；其中，每种纯二氧化碳气体导入二氧化碳存储设备均采用如下方式实现：

将该种纯二氧化碳气体的气源、抽真空设备通过对应的外接支路接入碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中；使用抽真空设备对碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置进行抽真空；然后通过对各控制阀的控制，实现向二氧化碳存储设备中导入该种纯二氧化碳气体；

2)将平衡设备、抽真空设备通过对应的外接支路接入碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中，将各二氧化碳存储设备中存储的不同种纯二氧化碳气体依次导入平衡设备中；其中，每种纯二氧化碳气体导入平衡设备中均采用如下方式实现：

使用抽真空设备对碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置进行抽真空；然后在对各控制阀进行控制的基础上，将该种纯二氧化碳气体依次使用冷凝设备进行冷冻除水除杂，然后导入平衡设备中；

其中，在进行第一次纯二氧化碳气体导入平衡设备前所进行的抽真空操作中与抽真空设备连接的外接支路的控制阀处于开启状态，在进行后续纯二氧化碳气体导入平衡设备前所进行的抽真空操作中该控制阀处于关闭状态；

3)在设定温度下实现平衡设备中各组分的平衡；

4)将平衡设备中平衡后气体经带有控制阀的纯化系统外接支路导出至碳酸盐团簇同位素测试纯化系统中。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备方法中，优选地，所述在对各控制阀进行控制的基础上，将该种纯二氧化碳气体依次使用冷凝设备进行冷冻除水除杂，然后导入平衡设备中包括：

A、将冷凝设备之一设置于能够实现二氧化碳固化的环境中，该种纯二氧化碳气体导入该冷凝设备中并实现固化；然后使用抽真空设备抽走杂气实现除杂；

B、将另一新冷凝设备设置于能够实现二氧化碳固化的环境中，并将盛放有该种纯二氧化碳的原冷凝设备所处环境由能够实现二氧化碳固化的环境调整为能够实现二氧化碳气化且维持水处于固化状态的环境，该种纯二氧化碳气体转移至新冷凝设备中并固化，在二氧化碳气体转移过程中水仍旧留在原冷凝设备中实现二氧化碳气体除水；然后使用抽真空设备抽走杂气实现除杂；

C、重复步骤B直至实现将该种纯二氧化碳气体转移至最后一个冷凝设备中并固化后使用抽真空设备抽走杂气实现除杂；

D、将平衡设备设置于能够实现二氧化碳固化的环境中，并将最后一个冷凝设备所处环境由能够实现二氧化碳固化的环境调整为能够实现二氧化碳气化且维持水处于固化状态的环境，该种纯二氧化碳气体转移至平衡设备中并固化，在二氧化碳气体转移过程中水仍旧留在最后一个原冷凝设备中实现二氧化碳气体除水；

更优选地，所述最后一个冷凝设备为冷指；

更优选地，在步骤D中，所述该种纯二氧化碳气体转移至平衡设备中的过程中使用压力计对进行压力检测，从而确定转移至平衡设备中的该种纯二氧化碳气体的气量。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备方法中，优选地，步骤2)中，在将平衡设备通过对应的外接支路接入碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中的过程中，平衡设备内已装入去离子水，此时步骤3)所得的产物为水平衡气。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备方法中，优选地，将平衡设备中平衡后气体经带有控制阀的纯化系统外接支路导出至碳酸盐团簇同位素测试纯化系统中包括：

E、将平衡设备、抽真空设备、碳酸盐团簇同位素测试纯化系统分别通过对应的外接支路接入碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中；在平衡设备处于封闭状态下，使用抽真空设备对碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置进行抽真空；

F、将其中一个冷凝设备设置于能够实现二氧化碳固化的环境中，并将平衡设备设置于能够实现二氧化碳气化且维持水处于固化状态的环境，平衡气转移至冷凝设备中并固化，在平衡气转移过程中水仍旧留在平衡设备中实现除水；然后使用抽真空设备抽走杂气实现除杂；

G、将盛放有平衡气的冷凝设备所处环境由能够实现二氧化碳固化的环境调整为能够实现二氧化碳气化且维持水处于固化状态的环境，结合对各控制阀的控制，将平衡气导出至碳酸盐团簇同位素测试纯化系统中，在平衡气导出过程中水仍旧留在冷凝设备中实现除水；

更优选地，在步骤G中，所述将平衡气导出至碳酸盐团簇同位素测试纯化系统中的过程中使用压力计对进行压力检测，从而确定导出至碳酸盐团簇同位素测试纯化系统中的平衡气的气量。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备方法中，优选地，所述能够实现二氧化碳固化的环境为液氮环境。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备方法中，优选地，所述能够实现二氧化碳气化且维持水处于固化状态的环境为-90℃的甲醇和液氮的混合物环境。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备方法中，优选地，步骤3)在设定温度下实现平衡设备中各组分的平衡通过下述方式实现：

将平衡设备密封，设定温度下放置一段时间，实现平衡设备中各组分的平衡；

在一具体实施方式中，所述设定温度为1000℃、50℃和15℃中的一种；

在一具体实施方式中，所述设定一段时间不低于2h。

在上述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备方法中，所述各种不同碳、氧同位素组成的纯二氧化碳气体选用制备碳酸盐团簇同位素测试中平衡气常用的纯二氧化碳气体种类即可；在一具体实施方式中，所述各种不同碳、氧同位素组成的纯二氧化碳气体包括C:-33.5‰(VPDB)、O:-15.6‰(VPDB)的二氧化碳气体，C:-20.6‰(VPDB)、O:-8.4‰(VPDB)的二氧化碳气体，C:-8.6‰(VPDB)、O:-4.3‰(VPDB)的二氧化碳气体和C:-1.5‰(VPDB)、O:1.5‰(VPDB)的二氧化碳气体中的至少三种。

发明人从实现碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备流程化、标准化，提升平衡气数据的重现性和精度出发，提出了一种全新的碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置，该装置能够有效降低杂气、水气等的掺入，提升制备的平衡气的纯度。本发明提供的基于本发明提供的全新的碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置的平衡气制备方法，显著提升了基于平衡气建立的转换方程的准确度和精度，进而提升碳酸盐团簇同位素测试技术的水平，为该技术在环境温度重建提供可靠支撑。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备示意图。

主要附图标记说明：

1、2、3、4带有冷指的圆底烧瓶，V1、V2-1-1、V2-1-2、V2-2-1、V2-2-2、V2-3-1、V2-3-2、V2-4-1、V2-4-2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9控制阀，P1、P2压力计，S2 U型冷阱，S4冷指串联，S3、S5、S6、S7外接支路，C1玻璃破碎装置，C2平衡设备。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

本发明实施例提供了一种碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置，如图1所示，该装置包括：

4个二氧化碳存储设备、2个冷凝设备、16个控制阀、2个压力计和连接管路；其中，4个二氧化碳存储设备分别为带有冷指的圆底烧瓶1、带有冷指的圆底烧瓶2、带有冷指的圆底烧瓶3和带有冷指的圆底烧瓶4；2个冷凝设备分别为U型冷阱S2和冷指S4；16个控制阀分比为控制阀V1、控制阀V2-1-1、控制阀V2-1-2、控制阀V2-2-1、控制阀V2-2-2、控制阀V2-3-1、控制阀V2-3-2、控制阀V2-4-1、控制阀V2-4-2、控制阀V3、控制阀V4、控制阀V5、控制阀V6、控制阀V7、控制阀V8和控制阀V9；2个压力计分别为压力计P1和压力计P2；

带有冷指的圆底烧瓶1、带有冷指的圆底烧瓶2、带有冷指的圆底烧瓶3和带有冷指的圆底烧瓶4并联后，依次与U型冷阱S2、冷指S4串联；

带有冷指的圆底烧瓶1、带有冷指的圆底烧瓶2、带有冷指的圆底烧瓶3和带有冷指的圆底烧瓶4并联共形成4个支路分别为：带有冷指的圆底烧瓶1支路、带有冷指的圆底烧瓶2支路、带有冷指的圆底烧瓶3支路和带有冷指的圆底烧瓶3支路；带有冷指的圆底烧瓶1支路上设置有控制阀V2-1-1、控制阀V2-1-2；带有冷指的圆底烧瓶2支路上设置有控制阀V2-2-1、控制阀V2-2-2；带有冷指的圆底烧瓶3支路上设置有控制阀V2-3-1、控制阀V2-3-2；带有冷指的圆底烧瓶4支路上设置有控制阀V2-4-1、控制阀V2-4-2；

带有冷指的圆底烧瓶1、带有冷指的圆底烧瓶2、带有冷指的圆底烧瓶3和带有冷指的圆底烧瓶4并联后与U型冷阱S2之间的连接管路上依次设置有控制阀V3、压力计P1、带有控制阀V9的二氧化碳气源外接支路S1和带有控制阀V4的抽真空装置外接支路S5；

U型冷阱S2与冷指S4之间的连接管路上依次设置有控制阀V5、带有控制阀V6的纯化系统外接支路S6和带有控制阀V7的平衡设备外接支路S3；在带有控制阀V6的纯化系统外接支路S6上设置有压力计P2；

在冷指S4之后的管路上设置有带有控制阀V8的抽真空装置外接支路S7；

在并联后的带有冷指的圆底烧瓶1、带有冷指的圆底烧瓶2、带有冷指的圆底烧瓶3和带有冷指的圆底烧瓶之前的管路上设置有控制阀V1；

进一步地，碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置包括平衡设备C2，具体包括水平衡气平衡设备和高温气平衡设备；其中，水平衡气平衡设备选用派热克斯玻璃管，高温气平衡设备选用石英管；

进一步地，碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置包括玻璃破碎装置C1，用于进行平衡设备C2封口破碎；

进一步地，碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置所使用的管路为内壁经抛光处理的不锈管管线；管路的尺寸均为1/4英寸；

进一步地，带有冷指的圆底烧瓶1、带有冷指的圆底烧瓶2、带有冷指的圆底烧瓶3和带有冷指的圆底烧瓶4的容积均为2000mL。

实施例2

本发明实施例提供了一种碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备方法，该方法使用实施例1提供的碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置进行，该方法包括：

S100、将各种不同碳、氧同位素组成的纯二氧化碳气体(例如，C:-33.5‰(VPDB)、O:-15.6‰(VPDB)的二氧化碳气体，C:-20.6‰(VPDB)、O:-8.4‰(VPDB)的二氧化碳气体，C:-8.6‰(VPDB)、O:-4.3‰(VPDB)的二氧化碳气体和C:-1.5‰(VPDB)、O:1.5‰(VPDB)的二氧化碳气体)分别导入带有冷指的圆底烧瓶1、带有冷指的圆底烧瓶2、带有冷指的圆底烧瓶3和带有冷指的圆底烧瓶4中，实现对每种纯二氧化碳气体进行单独存放；其中，纯二氧化碳气体的种类为4种；其中，每种纯二氧化碳气体导入二氧化碳存储设备均采用相同的方式实现，以将某种纯二氧化碳气体导入带有冷指的圆底烧瓶1中为例进行说明：

S110、带减压阀的1升纯二氧化碳储存小钢瓶通过外接支路S1连接到流程、将低真空抽真空设备通过外接支路S5连接到流程、将高真空抽真空设备通过外接支路S7连接到流程；

其中，带减压阀的1升纯二氧化碳储存小钢瓶优选通过快速接头ultra-torr与外接支路S1连接；

其中，带减压阀的1升纯二氧化碳储存小钢瓶、低真空抽真空设备、高真空抽真空设备连接后，优选检查流程密闭性；

其中，减压阀优选调节输出压力应至0.2Mpa以下；

S120、整个流程抽真空：首先在小钢瓶的减压阀处于关闭状态下，进一步关闭控制阀V1、控制阀V6、控制阀V7、控制阀V8，打开控制阀V3、控制阀V2-1-1、控制阀V2-1-2、控制阀V2-2-1、控制阀V2-2-2、控制阀V2-3-1、控制阀V2-3-2、控制阀V2-4-1、控制阀V2-4-2、控制阀V4、控制阀V5、控制阀V9，使用低真抽真空设备进行抽真空；等真空降到10^-2mbar后(即压力计P1、压力计P2均显示10^-2mbar后)，关闭控制阀V4，打开控制阀V8，使用高真抽真空设备进行抽真空至10^-6mbar(即压力计P1、压力计P2均显示10^-6mbar)，在此真空条件下继续抽30分钟以上，确保管路内气体抽干净；然后关闭控制阀V2-2-1、控制阀V2-2-2、控制阀V2-3-1、控制阀V2-3-2、控制阀V2-4-1、控制阀V2-4-2、控制阀V5、控制阀V8(当将某种纯二氧化碳气体导入带有冷指的圆底烧瓶2时，区别仅在于关闭控制阀V2-1-1、控制阀V2-1-2,且不关闭控制阀V2-2-1、控制阀V2-2-2；当将某种纯二氧化碳气体导入带有冷指的圆底烧瓶3时，区别仅在于关闭控制阀V2-1-1、控制阀V2-1-2,且不关闭控制阀V2-3-1、控制阀V2-3-2；当将某种纯二氧化碳气体导入带有冷指的圆底烧瓶4时，区别仅在于关闭控制阀V2-1-1、控制阀V2-1-2,且不关闭控制阀V2-4-1、控制阀V2-4-2)；

S130、向带冷指的圆底烧瓶1中充入纯CO₂气：调节小钢瓶的减压阀至0.2Mpa，打开减压阀向带冷指的圆底烧瓶1充气，气体精确压力通过压力计P1显示，充好后关闭控制阀V2-1-1、控制阀V2-1-2；

其中，带冷指的圆底烧瓶为2000mL时，充气时间优选5分钟。

S200、将装有制备水平衡气需要的去离子水的一端开口的派热克斯玻璃管通过外接支路S3连接到流程，将低真空抽真空设备通过外接支路S5连接到流程，将高真空抽真空设备通过外接支路S7连接到流程；其中，派热克斯玻璃管的尺寸优选为长约23cm，外径6mm，内径3mm；其中，派热克斯玻璃管优选通过快速接口ultra-torr与外接支路S3连接；其中，去离子水的量优选为3.5mL；

然后将带有冷指的圆底烧瓶1、带有冷指的圆底烧瓶2、带有冷指的圆底烧瓶3和带有冷指的圆底烧瓶4中存储的纯二氧化碳气体依次导入派热克斯玻璃管中，具体包括：

S210、将带有冷指的圆底烧瓶1中存储的纯二氧化碳气体依次导入派热克斯玻璃管中：

1)整个系统抽真空：将派热克斯玻璃管套上-90℃的甲醇和液氮的混合物，通过打开控制阀V3、控制阀V4、控制阀V5、控制阀V7，关上控制阀V1、控制阀V2-1-1、控制阀V2-1-2、控制阀V2-2-1、控制阀V2-2-2、控制阀V2-3-1、控制阀V2-3-2、控制阀V2-4-1、控制阀V2-4-2、控制阀V6、控制阀V8、控制阀V9；通过控制阀V₄连接的低真空抽真空设备抽真空，等真空降到10^-2mbar关掉控制阀V4，启用控制阀V8连接的高真空抽真空设备抽真空至10^-6mbar，在此真空条件下继续抽30分钟以上，确保管线真空干净；关闭控制阀V7，撤掉派热克斯玻璃管套上的-90℃的甲醇和液氮的混合物；

2)气体转移：然后关控制阀V5、控制阀V8，在U型冷阱S2位置套上液氮，打开带冷指的圆底烧瓶1上的控制阀V2-1-1，一段时间后(优选3秒左右)关上控制阀V2-1-1，打开控制阀V2-1-2；控制阀V2-1-1与控制阀V2-1-2之间的CO₂气体由于温差转移至U型冷阱S2里，整个转移时间约5分钟；确保管线CO₂气体全部被吸收后打开控制阀V5、控制阀V8，使用高真空抽真空设备抽走杂气，一段时间后(约2分钟后)关上控制阀V5、控制阀V8；接着在冷指S4上套上液氮，然后把U型冷阱S2位置套上的液氮替换成-90℃的甲醇和液氮的混合物(注：通过向液氮中不断加入分析纯的甲醇，一边加一边搅拌，同时用温度及进行测温，调至-90℃即可)，打开控制阀V5，CO₂气体由U型冷阱S2转移至冷指S4中而水仍旧留在U型冷阱S2中实现二氧化碳气体除水，转移完成后关上控制阀V5，去掉U型冷阱S2的-90℃的甲醇和液氮的混合物；把冷指S4中的液氮换成-90℃的甲醇和液氮的混合物，通过显示仪表P2读出CO₂气体的气量，接着在派热克斯玻璃管上套上液氮使派热克斯玻璃管浸入液氮中并打开控制阀V7，保持3分钟，CO₂气体由冷指S4经管线转移至派热克斯玻璃管中；

S220、将带有冷指的圆底烧瓶2中存储的纯二氧化碳气体依次导入派热克斯玻璃管中：

1)整个系统抽真空：通过打开控制阀V3、控制阀V4、控制阀V5，关上控制阀V1、控制阀V2-1-1、控制阀V2-1-2、控制阀V2-2-1、控制阀V2-2-2、控制阀V2-3-1、控制阀V2-3-2、控制阀V2-4-1、控制阀V2-4-2、控制阀V6、控制阀V8、控制阀V9、控制阀V7；通过控制阀V₄连接的低真空抽真空设备抽真空，等真空降到10^-2mbar关掉控制阀V4，启用控制阀V8连接的高真空抽真空设备抽真空至10^-6mbar，在此真空条件下继续抽30分钟以上，确保管线真空干净；

2)气体转移：然后关控制阀V5、控制阀V8，在U型冷阱S2位置套上液氮，打开带冷指的圆底烧瓶2上的控制阀V2-2-1，一段时间后(优选3秒左右)关上控制阀V2-2-1，打开控制阀V2-2-2；控制阀V2-2-1与控制阀V2-2-2之间的CO₂气体由于温差转移至U型冷阱S2里，整个转移时间约5分钟；确保管线CO₂气体全部被吸收后打开控制阀V5、控制阀V8，使用高真空抽真空设备抽走杂气，一段时间后(约2分钟后)关上控制阀V5、控制阀V8；接着在冷指S4上套上液氮，然后把U型冷阱S2位置套上的液氮替换成-90℃的甲醇和液氮的混合物(注：通过向液氮中不断加入分析纯的甲醇，一边加一边搅拌，同时用温度及进行测温，调至-90℃即可)，打开控制阀V5，CO₂气体由U型冷阱S2转移至冷指S4中而水仍旧留在U型冷阱S2中实现二氧化碳气体除水，转移完成后关上控制阀V5，去掉U型冷阱S2的-90℃的甲醇和液氮的混合物；把冷指S4中的液氮换成-90℃的甲醇和液氮的混合物，通过显示仪表P2读出CO₂气体的气量，接着在派热克斯玻璃管上套上液氮使派热克斯玻璃管浸入液氮中并打开控制阀V7，保持3分钟，CO₂气体由冷指S4经管线转移至派热克斯玻璃管中；

S230、重复步骤S220分别完成将带有冷指的圆底烧瓶3、带有冷指的圆底烧瓶4中存储的纯二氧化碳气体依次导入派热克斯玻璃管中；

区别仅在于，当将带有冷指的圆底烧瓶3中存储的纯二氧化碳气体依次导入派热克斯玻璃管中时，步骤2)中，在U型冷阱S2位置套上液氮，打开带冷指的圆底烧瓶3上的控制阀V2-3-1(而非打开带冷指的圆底烧瓶2上的控制阀V2-2-1)，一段时间后(优选3秒左右)关上控制阀V2-3-1(而控制阀V2-2-1)，打开控制阀V2-3-2；控制阀V2-3-1与控制阀V2-3-2之间(而非控制阀V2-2-1与控制阀V2-2-2之间)的CO₂气体由于温差转移至U型冷阱S2里，整个转移时间约5分钟；

当将带有冷指的圆底烧瓶4中存储的纯二氧化碳气体依次导入派热克斯玻璃管中时，步骤2)中，在U型冷阱S2位置套上液氮，打开带冷指的圆底烧瓶4上的控制阀V2-4-1(而非打开带冷指的圆底烧瓶2上的控制阀V2-2-1)，一段时间后(优选3秒左右)关上控制阀V2-4-1(而控制阀V2-2-1)，打开控制阀V2-3-2；控制阀V2-4-1与控制阀V2-4-2之间(而非控制阀V2-2-1与控制阀V2-2-2之间)的CO₂气体由于温差转移至U型冷阱S2里，整个转移时间约5分钟；

S240、用高温火焰(例如1000℃以上)把派热克斯玻璃管上端高温熔蚀密封；

其中，高温火焰优选是用丙烷和氧气混合，通过割枪分别调节气体流量达到控制火焰温度1000℃以上。

S300、气体的平衡：

把密封好含去离子水和CO₂的派热克斯玻璃管放置在调节好温度(如50℃，25℃等)的水浴锅中，利用H₂O-CO₂之间的氧同位素交换，2-3天达到平衡(优选平衡3天)后取出待测；

S400、平衡好的气体接入团簇同位素的前处理流程中进行纯化：

S410、派热克斯玻璃管接上流程：将玻璃破碎装置(Cracker)C1通过外接支路S3连接到流程，将H₂O-CO₂平衡好后的派热克斯玻璃管连接到玻璃破碎装置C1上，将低真空抽真空设备通过外接支路S5连接到流程，将高真空抽真空设备通过外接支路S7连接到流程；其中，派热克斯玻璃管暂不进行破碎；

S420、整个系统抽真空：在派热克斯玻璃管暂不进行破碎的条件下，关上控制阀V₃、控制阀V₆、控制阀V₈、控制阀V₉，打开控制阀V₄、控制阀V₅、控制阀V₇，用低真空抽真空设备进行抽真空，等真空降到10^-2mbar关掉控制阀V₄，启用控制阀V₈连接的高真空抽真空设备抽真空至10^-6mbar；

S430、气体转移：关上控制阀V₅、控制阀V₈，使用玻璃破碎装置将派热克斯玻璃管封口破裂，在冷指S4套上液氮，在派热克斯玻璃管套上-90℃的甲醇和液氮的混合物，派热克斯玻璃管中的CO₂转移至冷指S4中，转移完全后，打开控制阀V₈抽走杂气，接着关上控制阀V₇、控制阀V₈，把冷指S4套上的液氮换成-90℃的甲醇和液氮的混合物，通过压力显示仪表P2读出CO₂气体的气量，然后控制阀V₆把冷指S4中的CO₂气体转移至团簇气体的纯化流程，纯化好的干净的CO₂气体用专用的气体收集瓶收集，然后通过Mat-253的双路系统进行进样，测试Δ_47-raw值，这里不再展开。

实施例3

本发明实施例提供了一种碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备方法，该方法使用实施例1提供的碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置进行，该方法包括：

S100、将各种不同碳、氧同位素组成的纯二氧化碳气体(例如，C:-33.5‰(VPDB)、O:-15.6‰(VPDB)的二氧化碳气体，C:-20.6‰(VPDB)、O:-8.4‰(VPDB)的二氧化碳气体，C:-8.6‰(VPDB)、O:-4.3‰(VPDB)的二氧化碳气体和C:-1.5‰(VPDB)、O:1.5‰(VPDB)的二氧化碳气体)分别导入带有冷指的圆底烧瓶1、带有冷指的圆底烧瓶2、带有冷指的圆底烧瓶3和带有冷指的圆底烧瓶4中，实现对每种纯二氧化碳气体进行单独存放；其中，纯二氧化碳气体的种类为4种；其中，每种纯二氧化碳气体导入二氧化碳存储设备均采用相同的方式实现，以将某种纯二氧化碳气体导入带有冷指的圆底烧瓶1中为例进行说明：

S110、带减压阀的1升纯二氧化碳储存小钢瓶通过外接支路S1连接到流程、将低真空抽真空设备通过外接支路S5连接到流程、将高真空抽真空设备通过外接支路S7连接到流程；

其中，带减压阀的1升纯二氧化碳储存小钢瓶优选通过快速接头ultra-torr与外接支路S1连接；

其中，带减压阀的1升纯二氧化碳储存小钢瓶、低真空抽真空设备、高真空抽真空设备连接后，优选检查流程密闭性；

其中，减压阀优选调节输出压力应至0.2Mpa以下；

S120、整个流程抽真空：首先在小钢瓶的减压阀处于关闭状态下，进一步关闭控制阀V1、控制阀V6、控制阀V7、控制阀V8，打开控制阀V3、控制阀V2-1-1、控制阀V2-1-2、控制阀V2-2-1、控制阀V2-2-2、控制阀V2-3-1、控制阀V2-3-2、控制阀V2-4-1、控制阀V2-4-2、控制阀V4、控制阀V5、控制阀V9，使用低真抽真空设备进行抽真空；等真空降到10^-2mbar后(即压力计P1、压力计P2均显示10^-2mbar后)，关闭控制阀V4，打开控制阀V8，使用高真抽真空设备进行抽真空至10^-6mbar(即压力计P1、压力计P2均显示10^-6mbar)，在此真空条件下继续抽30分钟以上，确保管路内气体抽干净；然后关闭控制阀V2-2-1、控制阀V2-2-2、控制阀V2-3-1、控制阀V2-3-2、控制阀V2-4-1、控制阀V2-4-2、控制阀V5、控制阀V8(当将某种纯二氧化碳气体导入带有冷指的圆底烧瓶2时，区别仅在于关闭控制阀V2-1-1、控制阀V2-1-2,且不关闭控制阀V2-2-1、控制阀V2-2-2；当将某种纯二氧化碳气体导入带有冷指的圆底烧瓶3时，区别仅在于关闭控制阀V2-1-1、控制阀V2-1-2,且不关闭控制阀V2-3-1、控制阀V2-3-2；当将某种纯二氧化碳气体导入带有冷指的圆底烧瓶4时，区别仅在于关闭控制阀V2-1-1、控制阀V2-1-2,且不关闭控制阀V2-4-1、控制阀V2-4-2)；

S130、向带冷指的圆底烧瓶1中充入纯CO₂气：调节小钢瓶的减压阀至0.2Mpa，打开减压阀向带冷指的圆底烧瓶1充气，气体精确压力通过压力计P1显示，充好后关闭控制阀V2-1-1、控制阀V2-1-2；

其中，带冷指的圆底烧瓶为2000mL时，充气时间优选5分钟。

S200、将一端开口的石英玻璃管通过外接支路S3连接到流程，将低真空抽真空设备通过外接支路S5连接到流程，将高真空抽真空设备通过外接支路S7连接到流程；其中，石英玻璃管的尺寸优选为长约23cm，外径6mm，内径3mm；其中，石英玻璃管优选通过快速接口ultra-torr与外接支路S3连接；

然后将带有冷指的圆底烧瓶1、带有冷指的圆底烧瓶2、带有冷指的圆底烧瓶3和带有冷指的圆底烧瓶4中存储的纯二氧化碳气体依次导入石英玻璃管中，具体包括：

S210、将带有冷指的圆底烧瓶1中存储的纯二氧化碳气体依次导入石英玻璃管中：

1)整个系统抽真空：通过打开控制阀V3、控制阀V4、控制阀V5、控制阀V7，关上控制阀V1、控制阀V2-1-1、控制阀V2-1-2、控制阀V2-2-1、控制阀V2-2-2、控制阀V2-3-1、控制阀V2-3-2、控制阀V2-4-1、控制阀V2-4-2、控制阀V6、控制阀V8、控制阀V9；通过控制阀V₄连接的低真空抽真空设备抽真空，等真空降到10^-2mbar关掉控制阀V4，启用控制阀V8连接的高真空抽真空设备抽真空至10^-6mbar，在此真空条件下继续抽30分钟以上，确保管线真空干净；

2)气体转移：然后关控制阀V5、控制阀V8，在U型冷阱S2位置套上液氮，打开带冷指的圆底烧瓶1上的控制阀V2-1-1，一段时间后(优选3秒左右)关上控制阀V2-1-1，打开控制阀V2-1-2；控制阀V2-1-1与控制阀V2-1-2之间的CO₂气体由于温差转移至U型冷阱S2里，整个转移时间约5分钟；确保管线CO₂气体全部被吸收后打开控制阀V5、控制阀V8，使用高真空抽真空设备抽走杂气，一段时间后(约2分钟后)关上控制阀V5、控制阀V8；接着在冷指S4上套上液氮，然后把U型冷阱S2位置套上的液氮替换成-90℃的甲醇和液氮的混合物(注：通过向液氮中不断加入分析纯的甲醇，一边加一边搅拌，同时用温度及进行测温，调至-90℃即可)，打开控制阀V5，CO₂气体由U型冷阱S2转移至冷指S4中而水仍旧留在U型冷阱S2中实现二氧化碳气体除水，转移完成后关上控制阀V5，去掉U型冷阱S2的-90℃的甲醇和液氮的混合物；把冷指S4中的液氮换成-90℃的甲醇和液氮的混合物，通过显示仪表P2读出CO₂气体的气量，接着在石英玻璃管上套上液氮使石英玻璃管浸入液氮中，保持3分钟，CO₂气体由冷指S4经管线转移至石英玻璃管中；

S220、将带有冷指的圆底烧瓶2中存储的纯二氧化碳气体依次导入石英玻璃管中：

1)整个系统抽真空：通过打开控制阀V3、控制阀V4、控制阀V5，关上控制阀V1、控制阀V2-1-1、控制阀V2-1-2、控制阀V2-2-1、控制阀V2-2-2、控制阀V2-3-1、控制阀V2-3-2、控制阀V2-4-1、控制阀V2-4-2、控制阀V6、控制阀V7、控制阀V8、控制阀V9；通过控制阀V₄连接的低真空抽真空设备抽真空，等真空降到10^-2mbar关掉控制阀V4，启用控制阀V8连接的高真空抽真空设备抽真空至10^-6mbar，在此真空条件下继续抽30分钟以上，确保管线真空干净；

2)气体转移：然后关控制阀V5、控制阀V8，在U型冷阱S2位置套上液氮，打开带冷指的圆底烧瓶2上的控制阀V2-2-1，一段时间后(优选3秒左右)关上控制阀V2-2-1，打开控制阀V2-2-2；控制阀V2-2-1与控制阀V2-2-2之间的CO₂气体由于温差转移至U型冷阱S2里，整个转移时间约5分钟；确保管线CO₂气体全部被吸收后打开控制阀V5、控制阀V8，使用高真空抽真空设备抽走杂气，一段时间后(约2分钟后)关上控制阀V5、控制阀V8；接着在冷指S4上套上液氮，然后把U型冷阱S2位置套上的液氮替换成-90℃的甲醇和液氮的混合物(注：通过向液氮中不断加入分析纯的甲醇，一边加一边搅拌，同时用温度及进行测温，调至-90℃即可)，打开控制阀V5，CO₂气体由U型冷阱S2转移至冷指S4中而水仍旧留在U型冷阱S2中实现二氧化碳气体除水，转移完成后关上控制阀V5，去掉U型冷阱S2的-90℃的甲醇和液氮的混合物；把冷指S4中的液氮换成-90℃的甲醇和液氮的混合物，通过显示仪表P2读出CO₂气体的气量，接着在石英玻璃管上套上液氮使石英玻璃管浸入液氮中并打开控制阀V7，保持3分钟，CO₂气体由冷指S4经管线转移至石英玻璃管中；

S230、重复步骤S220分别完成将带有冷指的圆底烧瓶3、带有冷指的圆底烧瓶4中存储的纯二氧化碳气体依次导入石英玻璃管中；

区别仅在于，当将带有冷指的圆底烧瓶3中存储的纯二氧化碳气体依次导入石英玻璃管中时，步骤2)中，在U型冷阱S2位置套上液氮，打开带冷指的圆底烧瓶3上的控制阀V2-3-1(而非打开带冷指的圆底烧瓶2上的控制阀V2-2-1)，一段时间后(优选3秒左右)关上控制阀V2-3-1(而非控制阀V2-2-1)，打开控制阀V2-3-2；控制阀V2-3-1与控制阀V2-3-2之间(而非控制阀V2-2-1与控制阀V2-2-2之间)的CO₂气体由于温差转移至U型冷阱S2里，整个转移时间约5分钟；

当将带有冷指的圆底烧瓶4中存储的纯二氧化碳气体依次导入石英玻璃管中时，步骤2)中，在U型冷阱S2位置套上液氮，打开带冷指的圆底烧瓶4上的控制阀V2-4-1(而非打开带冷指的圆底烧瓶2上的控制阀V2-2-1)，一段时间后(优选3秒左右)关上控制阀V2-4-1(而非控制阀V2-2-1)，打开控制阀V2-3-2；控制阀V2-4-1与控制阀V2-4-2之间(而非控制阀V2-2-1与控制阀V2-2-2之间)的CO₂气体由于温差转移至U型冷阱S2里，整个转移时间约5分钟；

S240、用高温火焰(例如1000℃以上)把石英玻璃管上端高温熔蚀密封；

其中，高温火焰优选是用丙烷和氧气混合，通过割枪分别调节气体流量达到控制火焰温度1000℃以上。

S300、气体的平衡：把密封好含CO₂的石英玻璃管放入1000℃的马弗炉中2-3天达到平衡(优选平衡2天)，然后快速的冷却至室温待测；

其中，优选地，石英玻璃管在封装CO₂气体之前要先在1000℃马弗炉中烘2-3小时，经过这个步骤，可以有效避免石英玻璃管在封装CO₂气体后放置在1000℃马弗炉中爆裂；

S400、平衡好的气体接入团簇同位素的前处理流程中进行纯化：

S410、石英玻璃管接上流程：将玻璃破碎装置(Cracker)C1通过外接支路S3连接到流程，将CO₂平衡好后的石英玻璃管连接到玻璃破碎装置C1上，将低真空抽真空设备通过外接支路S5连接到流程，将高真空抽真空设备通过外接支路S7连接到流程；其中，石英玻璃管暂不进行破碎；

S420、整个系统抽真空：在石英玻璃管暂不进行破碎的条件下，关上控制阀V₃、控制阀V₆、控制阀V₈、控制阀V₉，打开控制阀V₄、控制阀V₅、控制阀V₇，用低真空抽真空设备进行抽真空，等真空降到10^-2mbar关掉控制阀V₄，启用控制阀V₈连接的高真空抽真空设备抽真空至10^-6mbar；

S430、气体转移：关上控制阀V₅、控制阀V₈，使用玻璃破碎装置将石英玻璃管封口破裂，在冷指S4套上液氮，在石英玻璃管套上-90℃的甲醇和液氮的混合物，石英玻璃管中的CO₂转移至冷指S4中，转移完全后，打开控制阀V₈抽走杂气，接着关上控制阀V₇、控制阀V₈，把冷指S4套上的液氮换成-90℃的甲醇和液氮的混合物，通过压力显示仪表P2读出CO₂气体的气量，然后控制阀V₆把冷指S4中的CO₂气体转移至团簇气体的纯化流程，纯化好的干净的CO₂气体用专用的气体收集瓶收集，然后通过Mat-253的双路系统进行进样，测试Δ_47-raw值，这里不再展开。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (15)

1.一种碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备方法，该制备方法使用碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置进行；

所述碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置包括：

至少三个二氧化碳存储设备，至少两个冷凝设备和控制阀；各二氧化碳存储设备并联后，与各冷凝设备依次串联；其中，

各二氧化碳存储设备的并联支路上设置用于控制各支路通断的控制阀；冷凝设备之间的连接管路上设置有带有控制阀的平衡设备外接支路；各二氧化碳存储设备并联后与冷凝设备依次串联的串联管路上设置有带有控制阀的纯化系统外接支路，该外接支路用于连接碳酸盐团簇同位素测试纯化系统；各二氧化碳存储设备并联后与冷凝设备依次串联的串联管路上设置有至少一个带有控制阀的抽真空装置外接支路；

其中，各二氧化碳存储设备并联后与冷凝设备依次串联的串联管路上设置有带有控制阀的二氧化碳气源外接支路；或者；带有控制阀的平衡设备外接支路还可用以实现与二氧化碳气源连接；

该方法包括：

1)将各种不同碳、氧同位素组成的纯二氧化碳气体分别导入不同的二氧化碳存储设备中，实现对每种纯二氧化碳气体进行单独存放；其中，纯二氧化碳气体的种类不少于3种；其中，每种纯二氧化碳气体导入二氧化碳存储设备均采用如下方式实现：

将该种纯二氧化碳气体的气源、抽真空设备通过对应的外接支路接入碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中；使用抽真空设备对碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置进行抽真空；然后通过对各控制阀的控制，实现向二氧化碳存储设备中导入该种纯二氧化碳气体；

2)将平衡设备、抽真空设备通过对应的外接支路接入碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中，将各二氧化碳存储设备中存储的不同种纯二氧化碳气体依次导入平衡设备中；其中，每种纯二氧化碳气体导入平衡设备中均采用如下方式实现：

使用抽真空设备对碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置进行抽真空；然后在对各控制阀进行控制的基础上，将该种纯二氧化碳气体依次使用冷凝设备进行冷冻除水除杂，然后导入平衡设备中；

其中，在进行第一次纯二氧化碳气体导入平衡设备前所进行的抽真空操作中与平衡设备连接的外接支路的控制阀处于开启状态，在进行后续纯二氧化碳气体导入平衡设备前所进行的抽真空操作中该控制阀处于关闭状态；

3)在设定温度下实现平衡设备中各组分的平衡；

4)将平衡设备中平衡后气体经带有控制阀的纯化系统外接支路导出至碳酸盐团簇同位素测试纯化系统中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述冷凝设备包括冷阱和/或冷指。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述各二氧化碳存储设备并联后与冷凝设备依次串联的串联管路上设置有至少两个带有控制阀的抽真空装置外接支路；其中至少一个带有控制阀的抽真空装置外接支路设置于冷凝设备之前，至少一个带有控制阀的抽真空装置外接支路设置于冷凝设备之后。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，该装置进一步设有压力计，所述压力计设置于各二氧化碳存储设备并联后与冷凝设备依次串联的串联管路上，和/或，设置于带有控制阀的纯化系统外接支路上。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，至少一个压力计与带有控制阀的平衡设备外接支路相邻设置。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，

该碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置进一步包括玻璃破碎装置；

该碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置进一步包括平衡设备，且平衡设备选用玻璃管。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，各二氧化碳存储设备的并联支路中的每个支路均设置有用于控制支路通断的至少两个控制阀。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，

该碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中使用的管路选用玻璃管或者内壁经抛光处理的不锈管管线；

所述二氧化碳存储设备选用带有冷指的存储设备。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述在对各控制阀进行控制的基础上，将该种纯二氧化碳气体依次使用冷凝设备进行冷冻除水除杂，然后导入平衡设备中包括：

A、将冷凝设备之一设置于能够实现二氧化碳固化的环境中，该种纯二氧化碳气体导入该冷凝设备中并实现固化；然后使用抽真空设备抽走杂气实现除杂；

B、将另一新冷凝设备设置于能够实现二氧化碳固化的环境中，并将盛放有该种纯二氧化碳的原冷凝设备所处环境由能够实现二氧化碳固化的环境调整为能够实现二氧化碳气化且维持水处于固化状态的环境，该种纯二氧化碳气体转移至新冷凝设备中并固化，在二氧化碳气体转移过程中水仍旧留在原冷凝设备中实现二氧化碳气体除水；然后使用抽真空设备抽走杂气实现除杂；

C、重复步骤B直至实现将该种纯二氧化碳气体转移至最后一个冷凝设备中并固化后使用抽真空设备抽走杂气实现除杂；

D、将平衡设备设置于能够实现二氧化碳固化的环境中，并将最后一个冷凝设备所处环境由能够实现二氧化碳固化的环境调整为能够实现二氧化碳气化且维持水处于固化状态的环境，该种纯二氧化碳气体转移至平衡设备中并固化，在二氧化碳气体转移过程中水仍旧留在最后一个原冷凝设备中实现二氧化碳气体除水。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述最后一个冷凝设备为冷指。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤2)中，在将平衡设备通过对应的外接支路接入碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中的过程中，平衡设备内已装入去离子水，此时步骤3)所得的产物为水平衡气。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，将平衡设备中平衡后气体经带有控制阀的纯化系统外接支路导出至碳酸盐团簇同位素测试纯化系统中包括：

E、将平衡设备、抽真空设备、碳酸盐团簇同位素测试纯化系统分别通过对应的外接支路接入碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置中；在平衡设备处于封闭状态下，使用抽真空设备对碳酸盐团簇同位素测试中平衡气制备装置进行抽真空；

F、将其中一个冷凝设备设置于能够实现二氧化碳固化的环境中，并将平衡设备设置于能够实现二氧化碳气化且维持水处于固化状态的环境，平衡气转移至冷凝设备中并固化，在平衡气转移过程中水仍旧留在平衡设备中实现除水；然后使用抽真空设备抽走杂气实现除杂；

G、将盛放有平衡气的冷凝设备所处环境由能够实现二氧化碳固化的环境调整为能够实现二氧化碳气化且维持水处于固化状态的环境，结合对各控制阀的控制，将平衡气导出至碳酸盐团簇同位素测试纯化系统中，在平衡气导出过程中水仍旧留在冷凝设备中实现除水。

13.根据权利要求9或12所述的方法，其中，所述能够实现二氧化碳固化的环境为液氮环境。

14.根据权利要求9或12所述的方法，其中，所述能够实现二氧化碳气化且维持水处于固化状态的环境为-90℃的甲醇和液氮的混合物环境。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤3)在设定温度下实现平衡设备中各组分的平衡通过下述方式实现：

将平衡设备密封，设定温度下放置一段时间，实现平衡设备中各组分的平衡；

其中，所述设定温度为1000℃、50℃和15℃中的一种；

其中，所述放置一段时间不低于2h。

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