Dènyèman, ekip rechèch Xin Zhang ki soti nan Enstiti Oseyanografi, Akademi Syans Chinwa (IOCS) te fè nouvo pwogrè nan idantifikasyon in situ ak quantification izotòp kabòn metàn ki baze sou spèktroskopi Raman lazè in situ, lè l sèvi avèk diferans enpòtan nan espèk Raman. nan izotòp kabòn metàn (13CH4 ak 12CH4), ak rezilta ki gen rapò yo te pibliye dènyèman nan jounal la espektroskopi entènasyonal Spectrochimica Acta Pati A: Spectroscopy molekilè ak biomolekilè.
Sistèm idwotèmik gwo twou san fon yo lage gwo kantite CH4, H2 ak lòt gaz rediksyon ki manje byom chemosynthetic inik, ki enpòtan pou etidye orijin lavi bonè. Sepandan, sous konsantrasyon metàn sa yo toujou kontwovèsyal, pa egzanp, konsantrasyon metàn nan sistèm idrotèmal super-MgFe Rainbow a se 2.5 mmol / kg, ki pi wo pase pwodiksyon metàn nan reyaksyon dlo-wòch. nan laboratwa a.Konpozisyon izotòp kabòn nan CH4 se yon mwayen pwisan pou fè diferans ant metàn byojenik ak abyojenik, men teknik eksperimantal ki deja egziste ak metòd tès valè izotòp kabòn yo pa ka itilize pou eskli pwodiksyon metàn nan laboratwa a. Sepandan, teknik eksperimantal ki deja egziste ak metòd tès valè izotòp kabòn yo pa kapab eskli enfliyans sous kabòn background, ki afekte anpil fyab eksperimantal la. Nan dènye ane yo, devlopman rapid nan espektroskopi Raman in situ te fè li posib pou detèmine izotòp gaz in situ, men gen toujou yon mank de etid espektroskopik Raman nan izotòp kabòn metàn anba sistèm idrotèrmal segondè-tanperati ak segondè-presyon.
Pou adrese pwoblèm ki anwo yo, ekip rechèch la te envestige sistematikman karakteristik espèk Raman 13CH4 ak 12CH4 nan sistèm CH4 pi ak sistèm CH4-H2O nan tanperati ki wo ak presyon ki wo (25-400oC, {{8 }} ba) lè w itilize yon kavite transparan kapilè ki gen gwo presyon. Yo te montre pik pik karakteristik 13CH4 yo te nan ranje 2907cm-1-2912cm{-1, deplase nan pi ba nimewo vag ak ogmantasyon nan tanperati ak diminisyon presyon, pandan y ap pik yo nan pik karakteristik 12CH4 te nan ranje 2912cm-1 -2917 cm{-1, ki toujou pi wo pase 13CH4 pa 4.6-5.1 cm-1 anba menm tanperati ak presyon. , ki endike ke de la ka byen distenge pa Raman spèktroskopi (Figi 1). Anplis de sa, ekip rechèch la te etabli tou Raman modèl kalibrasyon quantitative pou konsantrasyon 13CH4 ak 12CH4 nan solisyon akeuz (figi 2), ki te montre ke diferans ki genyen nan modèl kalibrasyon Raman quantitative pou fonn 13CH4 ak 12CH4 te akòz diferans ki genyen nan la. Seksyon transvèsal Raman gaye nan 13CH4 ak 12CH4 ki fonn tèt yo, olye ke chanjman yo nan dansite molè dlo a oswa seksyon transvèsal Raman gaye nan 13CH4 ak 12CH4 fonn yo. Rezilta rechèch ki gen rapò yo bay yon sipò solid pou idantifikasyon in situ ak analiz quantitative konpozisyon izotòp kabòn metàn, ki gen yon pwospè aplikasyon laj nan tanperati ki wo ak gwo presyon idrothermal eksperyans ak fon lanmè eksplorasyon nan situ.
Premye otè papye a se Yuzhou Ge, yon etidyan doktora nan Institute of Oceanography, Chinese Academy of Sciences, ak Xin Zhang, yon chèchè, se otè korespondan atik la. Rechèch sa a te finanse ansanm pa Fondasyon Nasyonal Syans Natirèl Lachin ak Pwogram Pilòt Estratejik Klas A nan Akademi Chinwa Syans.
Rezilta ki gen rapò ak lyen yo jan sa a:
Ge, Y., Li, L., Xi, S., Zhang, Y., Luan, Z., ak Zhang, X., 2023, Konparezon nan karakteristik espèk Raman ak metòd quantitative ant 13CH4 ak 12CH4 soti nan 25 a 400 degre. ak 50 a 400 ba: Spectrochimica Acta Pati A: Spectroscopy molekilè ak biomolekilè, p. 123380.
Fig. 1 Pozisyon pik yo ak mwatye wotè ak tout lajè pik karakteristik 13CH4 ak 12CH4 nan diferan tanperati ak presyon.
Fig. 2 Modèl kalibrasyon quantitative Raman 13CH4 ak 12CH4 ki baze sou OH banday vibrasyon koube (a) ak etann bann vibrasyon (b) dlo.
