德国Liquidloop 在线化学检测系统

德国Liquidloop

一、liquidloop 公司介绍

LIQUIDLOOP诞生于促进电化学质谱系统以研究催化剂材料和催化反应的想法。从对构建易于使用，自动化和紧凑的测试和分析系统的初心，演变为促进基于质谱的实时反应监测。

德国LIQUIDLOOP成立于2021年，提供与工业4.0标准齐头并进的绿色分析和测试方法，并提供强大的工具来理解支撑现代技术的化学。LIQUIDLOOP旨在成为可持续技术研究和过程分析的行业领导者。

二、liquidloop 技术及系统

1.  Liquidloop 技术

liquidloop专利技术缩小了液体反应环境和超高真空之间的差距,，我们将分析物输送到质谱仪进行高精度定性和定量分析。

Liquidloop独特功能一是检测直接从液体中取样挥发性化学物质，我们的技术可以直接在催化剂附近的液相进行充分分析。我们通过设置参数的最佳值来确保所需的收集效率。毛细管入口将分析物输送到分离室中，用于同时提取气态和挥发性液体化合物。

Liquidloop独特功能二是实现实时分析，我们的在线化学检测系统可确保高精度的实时监控。LIQUIDLOOP的技术直接将气体（或挥发性）液体分子从液体反应环境输送到真空系统进行检测。多个真空阶段可确保分析物的对流传输，而不会在各种化合物之间出现任何延迟。此功能可以在化学反应发生时对其进行监控。

2.  Liquidloop多功能和完整的测试和分析系统

我们的模块化设计允许我们的客户根据他们的特定需求来塑造系统，并提供未来的可扩展性选项。我们结合电池和储能、流体动力学和真空技术等跨学科领域的知识，设计定制的分析仪器，以满足您的研究、化学质量和过程监控需求。

三、liquidloop 产品介绍

Liquidloop 提供5部分的硬件单元：

1. Product-to-gas interface(PoGas) 产品至气体接口

获得专利的 LIQUIDLOOP PoGASi 由带双涡轮分子泵的差压真空泵组成，可以使用带涡旋泵的三重真空泵，满足高气流需求。它在与提取器的接口处设置可调节的、取决于样品的、但稳定和恒定的真空压力。PoGASi同时进行分析物分离并输送到质谱仪分析仪。

分离后气态和挥发性液体化合物的独立通道使得关闭任何一种分析物类型（气态或挥发性液体）成为可能，以改进定性和定量分析。

2. Electrolyte flow system (FlowSys) 电解液流动系统

电解液流动系统是LIQUIDLOOP DEMS系统中的一个独立硬件单元。它的主要作用是支持电解质与反应气体的可调饱和，并通过电化学电池和提取器设置所需的低速率。

FlowSys 1.2的特点：

• 在不形成气泡的情况下实现反应气体饱和，气泡通常在质谱分析中产生不稳定的基线。

• 实现电解液反应气体饱和度可调（范围0-100%饱和度）。

• 长期运行（取决于储液槽体积：最大 2000 mL @ 10 uL/秒 = 55 小时运行），MS基线稳定。

• 可通过简单的附加件升级的混合气体

• 该系统产生流过电极表面的电解液流量（1-20 uL/sec），分析物直接从液相中采样。

3. Electrochemical cells-Capillary cell 电化学池-毛细管池

• 大体积流通池允许高电流密度反应（在水溶性电解质中高达 100 mA）

• 可使用多种电极支架

• 可使用的可变形状的工作电极（包括典型的 RDE 系统）

• 使用微型相机进行精确的 3 轴毛细管定位，提供高结果可重复性

• 0.05-30 mL范围内的可控电解液体积

• 使用 Nafion 膜分离 CE 室

• 可耐受水性和非水性电解液体系

• 通过专门设计的透明池部件实现光电催化

4. Electrochemical cells-Dual thin layer cell 电化学池-双薄层池

• 用于补偿高欧姆损耗的伪参比电极，即使在相当高的电流密度下也能运行实验和准确的 MS 分析 - 例如：在水性电解质中达 1 mA。

• 层流径向流动，适合产品的总收集，是精确法拉第效率测定的理想选择

• 对水性和非水性电解液系统均具有耐化学性，由完整的PEEK主体制成

5. Mass spectrometers-Pfeiffer Vacuum QMG 250 M1 PrismaPro Compact

LIQUIDLOOP组装QMG 250型普发真空质谱仪，我们组装具有最佳调整的光谱仪，以用于与电催化相关的目的应用。

• 质量范围 1-100 amu，适用于小分子检测

• 低检测限 <100 ppb，即使对于可冷凝气体也是如此

• 分辨率在 10 % 峰高 0.5 – 2.5 amu

• 交叉束离子源配置用于提供较低的背景各向同性压力效应，从而更好地检测信号。

Liquidloop 还提供升级的系统，包括萃取器/提取器（Extractors）和附加可调气体饱和单元(add-on tunable gas saturation units)

其中提取器是从负责从液相混合基质中瞬时分离气态或者挥发性液体分子的单元，根据电化学反应，可能需要更换双提取器，目前提供水电解质的提取器，适用于非水电解质或者氯等腐蚀性气态的提取中作为升级装置在2022年底提供。

而附加可调节气体饱和装置的升级预计增加用于以规定比例混合多种反应物气体或混合液。附加的单元用于采用有毒、易燃或腐蚀性气体（例如 CO、CH4 或 Cl2）使电解质饱和，可以与系统分离并放置在通风橱下方。

四、liquidloop 应用

LIQUIDLOOP结合了来自电池和储能、流体动力学和真空技术等跨学科领域的知识。我们设计定制的分析仪器，以满足您的研究、化学质量和过程监控需求。

应用案例有：

1. 精确检测电化学起始电位：LIQUIDLOOP技术能够在长达100个循环中准确跟踪各种反应开始，是研究催化剂材料和电极长期稳定性的好解决方案。

2. 电解质中反应气体的可变比例，电解质与反应气体的可调饱和度决定了其在系统中的分压，允许设计各种新实验，重点是电催化反应的热力学和动力学。

3. 使用同位素标记的 CO 的反应物气体共进料

使用具有精确定义比例的两种反应气体CO2和CO的混合物使电解质饱和，以揭示其分压与C2产物选择性之间的依赖性。使用最少量的珍贵同位素标记气体进行CO标记为乙烯形成途径提供了进一步的机理见解。

Liquidloop产品的应用领域如下。

1.  Power-to-X技术背后的电催化反应

二氧化碳和一氧化碳的还原反应

过氧化氢合成

析氯反应/海水电解

析氢反应/ PEM 或 AEM 电解析氧反应 / PEM 或 AEM 电解

2. 梦想未来技术的电催化反应

甲烷部分氧化制甲醇

氨合成

有机电合成

3. 燃料电池技术背后的电催化反应

氢氧化反应

氧还原反应

醇类氧化反应