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二氧化碳同位素分析仪

2018-08-09   

项目成熟阶段:孵化期      □生长期      □成熟期

概况:

二氧化碳是碳元素氧化的重要形式,是动植物新陈代谢的重要产物,是大气组成的重要部分,因此二氧化碳同位素分析在环境和生态系统、地质研究、全球碳平衡研究等领域具有广泛的实际应用需求。自然界中碳稳定同位素有12C13C两种,丰度分别为98.89% 1.11%,为了实现CO2同位素分析在相关领域的实际应用,CO2气体同位素分析仪需要达到非常高的检测精度。量子级联激光器是中远红外波段最具竞争力的激光光源,而大部分气体分子的振动和振-转能量均对应于中红外波段,这就使得量子级联激光器在需要高灵敏度气体检测的同位素分析领域具有天然的优势。中国科学院半导体研究所半导体材料科学重点实验室在量子级联激光器技术研究基础上,以量子级联激光器为光源研制开发了高灵敏度二氧化碳同位素分析仪,该仪器能够以高精度和灵敏响应时间进行CO2同位素比δ13C的原位持续检测,打破进口产品垄断,填补国内空白,满足相关领域广泛应用需求。

技术特点:

本产品显著的技术特点是以中红外量子级联激光器为激光光源。中红外波段是激光领域具有较大技术难度的波段,可实用化激光光源很少,量子级联激光器具有小型化、高功率、可调谐的特点,是中红外波段最理想的激光光源;气体分子的振动和振-转的基频吸收峰位于中红外波段,在近红外波段为倍频吸收峰,因此中红外波段吸收峰强度比在近红外波段强23个量级,采用中红外量子级联激光器作为激光光源,能在保证检测精度的同时,缩短光程,简化设备,降低成本。

专利情况:

在同位素分析仪及相关的量子级联激光器技术应用方面获得授权专利2项。

市场分析及应用情况:

随着稳定同位素学科的发展,二氧化碳同位素分析仪越来越广泛的应用于生态环境、地质能源、大气气候和全球碳循环等科研领域。而目前国内市场全部为进口仪器,主要有Thermo Scientific Delta Ray稳定同位素比红外光谱仪、Picarro G2131-I CO2同位素分析仪和LGR CCIA-46R-EP CO2同位素分析,这些进口产品市场需求旺盛,但进口设备价格贵(平均售价在50100万人民币),维护和维修不方便,很大程度上限制国内同位素研究领域的发展,本产品的研制成功和产业化推广能够打破进口产品垄断,填补国内空白,满足相领域广泛应用需求。

合作方式:可采用技术开发、技术转让、技术服务方式。

产业化所需条件:企业提供技术开发相关配套资源等。

 

                         二氧化碳气体同位素分析仪样机(左)和测试结果(右)

 

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