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Tracera

Gas Chromatographyr
가스 크로마토그래프 시스템
Tracera
기존 TCD, FID의 범용 검출기에서 검출이 어려웠던 서브 ppm 수준의 미량 성분 분석이 GC-2010 Plus 모델과 결합된 새로운 이온화 검출기 기술로 가능하게 되었습니다. 모든 성분의 분석이 가능한 Tracera는 다양한 분석 응용을 지원하며, 간편하게 고감도로 분석이 가능합니다.
관련 동영상
■ High Sensitivity TCD의 100배 이상, FID의 2배 이상의 고감도
■ Novel Universal Detector 기존 범용 검출기에서는 어려웠던, 모든 성분 검출
■ Long-Term Stability 전극을 지켜주는 배리어 방전 기술에 의한 장기 안정성 유지
플라스마 기술
■ 미량성분 분석을 위한 혁신적인 플라스마 테크놀로지
배리어 방전 이온화 검출기(BID)는 He(헬륨)기반의 유전체 배리어 플라스마로부터 이온화를 생성하는 고감도 장치입니다. He플라스마 생성 시 얻게되는 빛에너지는 17.7eV의 비교적 높은 에너지로, He(헬륨)이 주입된 석영 유리관에 붙은 전극에 고전압을 가하여 생성됩니다. 생성된 플라스마는 컬럼에서 용출된 용리 화합물을 이온화시켜 수집전극을 통해 검출과정을 거쳐 피크형태로 처리됩니다.
※ BID는, 일본 오사카 대학 공학 대학원 원자·분자 기술 센터 키타노 카츠히사 교수와의 공동 연구 성과를 바탕으로 개발되었습니다. US 특허 3 건 취득제, 4 건 신청 중.
검출 화합물 비교
검출기 타입 검출 화합물
Thermal conductivity detector (TCD) 캐리어 가스를 제외한 모든 화합물
Flame ionization detector (FID) 포름 알데히드 및 포름산을 제외한 유기 화합물
Barrier discharge ionization detector (BID) He, Ne 을 제외한 모든 화합물
가스 크로마토그래프 시스템
High Sensitivity
TCD의 100 배 이상, FID의 2 배 이상의 고감도
BID와 TCD의 감도 비교
무기 가스(각 성분 10 ppm)를 분석하여 감도 비교를 실시한 결과,TCD에 비해 BID의 유기 화합물에서 200배 이상, 무기 가스에서는 수십 배 이상의 감도를 얻을 수 있었습니다.
무기 가스, 저급 탄화수소의 고감도 분석
기존의 분석법은 ppm 오더의 CO, CO2+저급 탄화수소 성분의 검출에는 Ni 촉매에 의한 메탄으로의 환원 반응을 이용한 메타나이저+FID, 무기 가스 성분의 검출에는 TCD가 필요하고, 복잡한 유로 구성의 시스템을 구축할 필요가 있었습니다. 그러나 검출기에 BID를 이용하여 적절한 분리 컬럼을 선택하면 무기가스, 저급 탄화수소의 혼합 가스를 고감도로 분석하는 것이 가능해집니다.
범용 검출기의 검출 가능 농도 범위 비교
검출 농도 범위는 참고 지침일 뿐이며, 화합물의 구조나 분석 조건 및 GC 기기에 따라 다를 수 있습니다.
가스 크로마토그래프 시스템
Novel Universal Detector
기존 범용 검출기에서는 어려웠던, 모든 성분 검출
BID와 FID의 비교 범용 검출기의 검출 가능 농도 범위 비교
FID는, 카르보닐기나 카르복실기(C=O)의 C에는 감도가 없기 때문에, 기산이나 포름알데히드는 검출할 수 없습니다. 또한 수산기(-OH), 알데히드기 (-CHO), 할로겐(F:불소, Cl:염소) 등을 가지는 화합물에 대해서는 다른 탄화수소 성분과 비교하여 감도가 저하하는 경향에 있습니다. BID는 FID에서 감도가 낮은 알데히드류, 알코올류, 할로겐류의 분석 감도의 향상을 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 화합물 간 상대 감도 차이가 적은 것도 특징입니다.
FID에 대한 헥산의 상대 감도를 1 로 했을 경우의 감도 비교
BID의 헬륨 플라스마는 매우 높은 에너지를 가지고 있기 때문에 화합물의 종류에 관계없이 상대 감도차가 적습니다.
고비점 성분의 분석이 가능
BID의 사용 온도 최고점은 350℃입니다. 컬럼의 온도를 340℃까지 상승시키면 n-C44(비점 545 ℃)까지의 n-파라핀 혼합물의 분석이 가능합니다. 가스 등의 저비점 시료뿐만 아니라, 고비점 시료의 분석에도 대응할 수 있습니다.
가스 크로마토 그래피 질량 분석기
Long-Term Stability
전극을 지켜주는 Barrier 방전 기술에 의한 장기 안정성 유지
BID에서 채용한 Barrier 방전 기술은, 플라스마가 전극에 접하지 않는 구조입니다. 또 플라스마의 온도는 실온에 가까운 저온이며, BID전극부가 고온이 되지 않기 때문에 전극의 열화가 반영구적으로 일어나지 않고, 장기적으로 안정된 분석이 가능합니다.
장기 안정성 확인 시험
96시간, 2688시간, 3240시간의 가동 시간에 각각 n-C12를 측정하여 감도변동을 확인한 결과, 96시간의 피크강도에 대한 상대 강도를 확인하였으며, 2688시간과 3240시간에서도 변화가 적고 안정성도 양호함을 얻을 수 있었습니다.
미량 가스 성분의 재현성
Tracera에 가스샘플러(MGS-2010)를 탑재하여 각 5 ppm의 미량 가스 성분을 10회 반복으로 측정하였습니다. 피크면적치 0.84-1.80의 양호한 재현성(RSD %)을 얻을 수 있었습니다.
가스 크로마토그래프 시스템
Application
■ 다양한 애플리케이션을 위한 단일 시스템
Tracera GC 시스템은 GC-2010 Plus 플랫폼을 기반으로 하여 배리어 방전 이온화 검출기를 결합한 가장 진보된 Gas Chromatography 시스템입니다.
인공 광합성 연구에 있어서의 반응 생성물의 분석
인공 광합성은 태양광 에너지를 이용하여 높은 에너지 물질을 만들어 내는 기술을 말하며 태양전지, 태양열, 바이오매스의 뒤를 이어 4번째로 태양광을 이용한 재생 가능 에너지로서 기대되고 있습니다. 아래 표에서는 광촉매를 이용한 광화학적 이산화탄소 환원 반응에서 생성한 CO와 H2를 동시에 분석하였습니다.
반응 시간 30분까지 급격하게 CO의 생성량이 증대하며, 그 후에는 완만한 상승으로 변하는 것이 확인되었습니다. Tracera에 탑재한 BID는, CO와 H2를 동시에 고감도 측정하는 것이 가능합니다. 또한 컬럼으로부터 용출되어 나오는 성분은, Ne와 He를 제외하고 모두 검출할 수 있기 때문에 목적 성분의 측정과 함께 여러 가지 정보를 얻을 수 있습니다.

※이시다 히토시 박사, 쿠라모치 유스케 박사 자료 (기타사토 과학대 화학과 PRESTO, Japan Science and Technology Agency)
에틸렌 중의 불순물 분석
미량 불순물인 H2(30 ppm), CO (2 ppm), CO2(15 ppm) 및 CH4 (30 ppm)를 검출하였습니다. Tracera에 탑재한 BID는 무기 가스와 저급 탄화수소를 동시에 고감도로 분석할 수 있습니다.
리튬 이온 2차 전지 내부 가스의 분석
리튬 이온 2차 전지의 열화 평가에서는 전지 내부에 발생한 가스에 대한 분석이 필요합니다. 채취한 내부 가스를 가스크로마토그래피에 도입하여 가스의 조성을 조사할 수 있습니다. 여기에서는 리튬 이온 2차 전지의 내부 가스를 분석하였습니다.
리튬 이온 2차 전지로부터 내부 가스를 채취하여 헬륨가스로 희석한 후, 가스크로마토그래피에 주입하였습니다. 종래의 분석법에서는 복수의 검출기가 필요했지만 Tracera에서는 적절한 분리 컬럼을 선택함으로써 1 대의 장치에 의해서 무기 가스와 저급 탄화수소를 동시에 분석할 수 있습니다.