澳门新葡亰app网站-娱乐场手机版官网 新葡亰器材 通过检测新生产物对目标化合物进行气相色谱定性和定量分析,泛在电力物联网概念的提出

通过检测新生产物对目标化合物进行气相色谱定性和定量分析,泛在电力物联网概念的提出



泛在电力物联网的战略意义分析以及如何落地

武汉泰特沃斯科技有限公司,是国内###的气相色谱仪供应商。主要产品包括GC2030系列气相色谱分析仪、GC966系列在线气相色谱仪、GC966便携式气相色谱仪等设备,以及相关配套设备。广泛应用于石油化工、科研教学、环境监测、食品医药安全、高纯气体行业、生命科学、司法鉴定等领域。

为了规范交直流模拟电阻器的校准方法,填补模拟电阻器校准规范的空白,近日,经国家市场监管总局批准,由浙江省计量院主持起草的国家计量技术规范JJF
1723-2018《交直流模拟电阻器校准规范》发布实施。

2019年3月7日

以下由武汉泰特沃斯科技有限公司色谱技术人员主要介绍通过对衍生化与气相色谱联用在环境监测中特别是有机污染物的应用,具体介绍了该技术在醛酮类、酚类、酸类化合物及其他有机污染物分析中的应用及反应原理,并提出了该技术的注意事项及应用展望。衍生化气相色谱法就是利用化学反应改变目标化合物分子中的原子或官能团,通过检测新生产物对目标化合物进行气相色谱定性和定量分析,具有高灵敏度、良好的分离效果和绿色环保等优点。

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一、前言

自20世纪50年代诞生以来,气相色谱作为一种经典的分析方法,在石化分析、药物分析、环境分析等领域均得到广泛应用。由于其良好的分离效能、快速灵敏的检测能力和准确有效的测定结果,极大地推动了环境监测发展,特别是在各种常规有机污染物监测分析中取得了巨大成功。但是,当待监测污染因子中含有极性较大的官能团(如羟基、氨基和羧基等)或热稳定性差等情况下,传统的气相色谱分析在灵敏度和分离度方面会遇到一定困难。在此背景下衍生化技术应运而生。

国网公司提出“泛在电力物联网”,是把它提升到企业战略高度的。虽然现在大家都在解读其技术和业务含义,最高大上的已经到了“空天地一体化”的物联通信了。个人认为,泛在电力物联网概念的提出,第一是泛在电力物联网是一个相对独立的技术和业务概念,电网公司和能源企业都可以使用和实践;第二是国网公司提出泛在电力物联,也包含了对能源行业,特别是综合能源服务以及能源互联网未来趋势的一些思考。

衍生化技术就是通过化学反应将样品中难于分析检测的目标化合物定量地转化成另一种适当的易于分析的化合物,通过后者的检测可以对目标化合物进行定性和定量分析。通俗的来说,通过采用衍生化反应,用非极性取代基封闭极性官能团,提高分析物的挥发性,将极性化合物转换成弱极性化合物,从而提高色谱检测的灵敏度及选择性。该技术被广泛应用在气相和液相色谱分析中。

这里从个人理解的角度,对泛在电力物联网的战略意义做一些解读,这个战略意义不仅仅是国网的,某种程度更多的是能源的,供大家参考,不当之处请多批评指正。

衍生气相色谱法的作用及优越性主要体现在:①改善样品的挥发性和热稳定性。将某些高沸点或热不稳定的化合物通过衍生化转化成可以汽化的或热稳定的衍生物。②提高分离检测的选择性和灵敏度,如气相色谱的电子捕获检测器对含卤素的化合物有很高的灵敏度,可以通过衍生化反应将一些化合物引入卤素基团,提高这类化合物的检出灵敏度。③提高分离性能,改善样品的峰形。含有极性基团的待测物在通用的色谱柱中不出峰或峰拖尾,经衍生化后才能改善目标化合物的气相色谱性质,得到较好的分离效果。对一些难分离的物质可选用合适的衍生化试剂,使其生成的衍生物色谱性能产生差异或只和其中1种物质发生反应,从而达到分离的目的。④具有绿色环保的优点。高沸点或不挥发的化合物通过衍生化转化成易挥发的物质后,使其适合顶空或吹扫捕集方法,可以替代传统的液-液萃取等方法,从而减少有机溶剂的使用。

二、综合能源服务的比较优势视角

1衍生气相色谱在环境监测中的应用

综合能源服务这个提法并非电网公司原创,较早提出这个概念的是发电企业,而就实践层面来说,参与者也不仅仅是电网企业,国有发电集团、新能源企业、燃气公司、节能公司,甚至很多设备供应商(比如施耐德、西门子、博世)都或多或少的参与了综合能源业务。

1.1 酚类化合物

这里就引发了一个视角:既然综合能源服务是一个完全竞争性的市场(当然综合能源服务本身是否能够作为一个“市场”,个人觉得还是值得商榷的,这里为了分析方便,暂且作为一个统一的市场概念吧),就目前的市场态势来看,并未呈现“一家独大”或者“寡头垄断”的局面。

酚类化合物是属于半挥发性有机物,其中氯酚是一类毒性强、生物降解困难、有潜在致癌性的环境污染化合物。在气相色谱中酚类化合物难挥发且极性强,尤其是水溶性好的苯酚等难以从水中萃取,故检出限较高。化学衍生化的方法能够不同程度地改善酚类化合物的理化性质和色谱行为,大大提高检测灵敏度。酚类的衍生化反应主要是修饰其苯环上的羟基,其中硅烷化和酸酐酰化是最常见的衍生化方法。

那么,要想在综合能源服务市场上取得成功,需要什么样的核心竞争力呢?这个问题的前提是需要定义什么是“成功”。站在大型能源央企的角度,并不仅仅是在市场上赚多少钱就是绝对成功,更重要的是需要带动整个行业的发展乃至转型升级。其实不单是能源央企,阿里提出的“云平台”“新零售、新制造”,腾讯的微信互联网生态,也是更多的站在产业角度去思考,并且利用优势资源提前布局卡位。

1.2 醛酮类羰基化合物

所以站在这个角度看核心竞争力,那么现有的所有技术和业务层面的综合能源服务,本质上都不太具备“颠覆性创新”的优势,而且国网南网也好,五大也好,在综合能源服务领域的细分市场上,也都只能取得一定的局部优势,没有任何一家具备压倒性的核心竞争力。

醛类化合物对人的皮肤和黏膜有刺激作用,有些甚至具有致癌危险。通常小分子的醛具有很低的沸点,有些常温下是气体。这些化合物在水中溶解性大,一般不适用直接用气相色谱法分析。现有的方法通常采用分光光度法和高效液相色谱等来测定。由于醛的结构中具有活泼的羰基,可以与亲核性的试剂进行缩合反应,经过反应后醛转化成较为稳定的、分子量较大的化合物,为气相色谱分析提供了有利条件。原本不稳定的目标化合物特别是醛,经衍生后转化为稳定的物质,使样品可以保存更长时间,同时也提高了分析的精密度和准确度。该缩合衍生法适用于大多数常见的醛酮类化合物,包括甲醛、乙醛和丙酮等脂肪族醛酮。而一些空间位阻大的芳香酮则不易进行反应。

因此这就是我个人的一个观点:未来大型能源企业在综合能源服务领域的竞争性形态,不是在某个细分市场,或者某个局部的技术进行竞争,而是一种生态平台和版图的竞争。就像现在阿里VS腾讯VS百度,不是在大数据、云平台或者AI技术、业务层面的竞争,而是一种生态体系对生态体系的竞争。

1.3 羧酸

这种竞争比拼的是网络效应的规模优势,谁的生态网络体系更丰富,谁能掌控更多的流量并吸引更多的合作方,谁能把业务的点-线-面更多的串联起来,构建生态体,谁就是赢家。虽然综合能源服务是一个万亿级别的市场,看似市场空间很大,但是就中长期来看,和万亿级别的电商市场生态体系竞争一样,能活得很好的可能只有TOP2的生态平台。

卤乙酸是饮用水中对人类健康危害较大的消毒副产物之一,具有较高的致癌风险。由于具备有机酸的强极性和水溶性等特点,直接气相色谱方法的灵敏度不能满足监测要求,而且峰形会出现明显的拖尾,从而影响分离的效果。衍生法是测定酸类的主要手段,常见的衍生法有重氮甲烷衍生法、醇酸衍生法和硫酸二甲酯衍生法3种。

我认为这可能就是电网公司综合能源战略的某种思考模式吧。

1.4 肼类

三、泛在电力物联网,未来综合能源智能商业模式的关键环节

水中肼的测定方法可采用二甲氨基苯甲醛分光光度法,但该方法除了受本身样品的浊度和颜色的影响之外,还不能避免其他肼类的干扰,因此存在一定局限性。气相色谱法则可以有效克服分光光度法的这些不足。

未来综合能源生态体系,呈现出类似阿里曾鸣老师提的“网络协同+数据智能”的双轮驱动模式。

2衍生气相色谱法注意事项

但是,要想实现类似互联网的商业生态,能源互联网有一个巨大的壁垒需要突破——数字化壁垒。这个数字化壁垒在综合能源方向上的体现就是:现在在配用电领域中,能源数字化还处于极低的水平,大量的配用电、用能设备处于傻子状态。

衍生化气相色谱法需要注意:①衍生化试剂通用易得,本身及副产物不干扰目标化合物的分析。②选择的衍生化反应需温和、快速和易操作。③反应完全,能定量进行且重复性好。④反应的选择性好,仅与目标化合物反应且产物分子量适当。

互联网经过前期几十年的发展,在通信层面有网络宽带+4G,在设备层面有PC+智能手机,所以天然的突破了消费端的数字化壁垒。特别是低价智能手机在三线以下城镇村的快速普及,结合4G的全覆盖,才有了电商行业的下沉式发展。可以说没有千元智能机,就没有拼多多。

随着环境监测工作的不断深入开展,其趋势也从微量分析向痕量甚至超痕量分析发展。这不仅需要先进的仪器分析技术,也需要其他分析手段的综合运用。衍生化方法在提高灵敏度、改善分离效果方面具有不可替代的优势,必将为环境监测中的痕量甚至超痕量分析发挥积极的作用。衍生气相色谱法将来的发展方向主要是:①开发与其他新技术的联用方法。②合成新的衍生化试剂,运用于手性化合物的分离,增加试剂的通用性。③建立新出现的污染物衍生方法。

所以泛在电力物联网是在这样的背景下提出的,就是要通过各种手段去突破配用电环节的数字化壁垒。参考互联网电商,使得商品零售的营销、获客、销售边际成本几乎降到零的水平,这种基于网络规模效应的零边际成本,对传统商业零售渠道就是一种“颠覆性杀伤”。

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数字化壁垒的突破,将会极大的降低能源服务的营销和交易成本,其特点就是低成本的采集通信控制和智能化分析,使得原来大量无法触及的能源服务成为可能,甚至快速延伸到“泛能源设备”,如果我们把大量工业用能设备看成是能源系统的最末端细胞的话,泛在电力物联网甚至可以部分承担“工业互联网”的职责——大部分的工业用户不需要那么高大上豪华版的“工业互联网”。唯有在这种数字化水平上,才能产生出类似互联网的“颠覆性杀伤”效益,或者说是对当下的“重资产模式”的综合能源服务形成“颠覆性创新”。

在泛在电力物联网的应用下,现有的能源产供销模式将会被逐步改变,比如真正意义上的灵活微电网,基于市场价格响应的需求侧管理等才成为一种商业模式和可行技术形态,整个能源产业也可能得到升级重构。

所以我认为国网公司提出泛在电力物联网,某种程度是为了构建未来的综合能源服务智慧生态平台,而需要布局的数字化基础。

四、泛在电力物联网,如何落地

在配用电领域的泛在电力物联网,是未来智慧能源商业模式的战略要地所在。那么如何从现有的一穷二白的局面逐步过渡呢?要知道互联网行业是经过了几十年的积累,突破了大量的技术壁垒(比如TCP/IP、ARM芯片、Linux等)才走到今天的。

泛在电力物联网在技术方面也需要走很长的路,当然有一定的后发优势,很多消费电子的技术都可以沿用过来,而不需要再去研发部分通用的技术。我想这也将给广大的电力二次设备制造商带来创新机会。

另一方面是需要解决谁来买单的问题,个人认为大型能源企业在这方面是有一定优势的——通过自身的项目需求去培育新技术,使其快速成熟跨越鸿沟(参考技术创新鸿沟理论),这种技术的下沉效应将会为泛在电力物联网的普及扫除一定的障碍。

当然更重要的是需要实现客户价值闭环,特别是围绕“用户侧”的泛在电力物联网,必须要有客户为数字化买单,虽然可以部分依靠行政力量,通过补贴或者试点项目投资的方式,但是绝大多数的数字化还需要通过线下的服务去推进,以不断的价值链迭代的方式逐步实现数字化。来源:鱼眼看电改

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