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Readily Constructed Glass Piston Pump for Gas Recirculation.
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2020-07-02 , DOI: 10.1021/acsomega.0c00742 Adam C Nielander 1 , Sarah J Blair 1 , Joshua M McEnaney 1 , Jay A Schwalbe 1 , Tom Adams 2 , Sawson Taheri 3 , Lei Wang 1 , Sungeun Yang 4 , Matteo Cargnello 1 , Thomas F Jaramillo 1
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2020-07-02 , DOI: 10.1021/acsomega.0c00742 Adam C Nielander 1 , Sarah J Blair 1 , Joshua M McEnaney 1 , Jay A Schwalbe 1 , Tom Adams 2 , Sawson Taheri 3 , Lei Wang 1 , Sungeun Yang 4 , Matteo Cargnello 1 , Thomas F Jaramillo 1
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The recirculation of gases in a sealed reactor system is a broadly useful method in catalytic and electrocatalytic studies. It is especially relevant when a reactant gas reacts slowly with respect to residence time in a catalytic reaction zone and when mass transport control through the reaction zone is necessary. This need is well illustrated in the field of electrocatalytic N2 reduction, where the need for recirculation of 15N2 has recently become more apparent. Herein, we describe the design, fabrication, use, and specifications of a lubricant-free, readily constructed recirculating pump fabricated entirely from glass and inert polymer (poly(ether ether ketone) (PEEK), poly(tetrafluoroethylene) (PTFE)) components. Using these glass and polymer components ensures chemical compatibility between the piston pump and a wide range of chemical environments, including strongly acidic and organic electrolytes often employed in studies of electrocatalytic N2 reduction. The lubricant-free nature of the pump and the presence of components made exclusively of glass and PEEK/PTFE mitigate contamination concerns associated with recirculating gases saturated with corrosive or reactive vapors for extended periods. The gas recirculating glass pump achieved a flow rate of >500 mL min–1 N2 against atmospheric pressure at 15 W peak power input and >100 mL min–1 N2 against a differential pressure of +6 in. H2O (∼15 mbar) at 10 W peak power input.
中文翻译：
现成的玻璃活塞泵，用于气体再循环。
密封反应器系统中的气体再循环是催化和电催化研究中广泛使用的方法。当反应气体相对于在催化反应区中的停留时间缓慢反应并且需要通过反应区的传质控制时，这尤其重要。在电催化还原N 2的领域已经很好地说明了这一需求，在该领域中需要再循环15 N 2最近变得更加明显。在这里，我们描述了一种完全由玻璃和惰性聚合物（聚醚醚酮（PEEK），聚四氟乙烯（PTFE））成分制成的无润滑剂，易于构造的循环泵的设计，制造，用途和规格。 。使用这些玻璃和聚合物成分可确保活塞泵与各种化学环境之间的化学相容性，其中包括在电催化N 2研究中经常使用的强酸性和有机电解质减少。泵的无润滑剂特性以及仅由玻璃和PEEK / PTFE制成的组件的存在减轻了与长期被腐蚀性或反应性蒸汽饱和的再循环气体相关的污染问题。在15 W峰值功率输入下，气体循环玻璃泵在大气压力下的流量达到> 500 mL min –1 N 2，在+6 in。H 2 O的压差下达到> 100 mL min –1 N 2（〜在10 W峰值功率输入时为15 mbar）。
更新日期：2020-07-14
中文翻译：
现成的玻璃活塞泵，用于气体再循环。
密封反应器系统中的气体再循环是催化和电催化研究中广泛使用的方法。当反应气体相对于在催化反应区中的停留时间缓慢反应并且需要通过反应区的传质控制时，这尤其重要。在电催化还原N 2的领域已经很好地说明了这一需求，在该领域中需要再循环15 N 2最近变得更加明显。在这里，我们描述了一种完全由玻璃和惰性聚合物（聚醚醚酮（PEEK），聚四氟乙烯（PTFE））成分制成的无润滑剂，易于构造的循环泵的设计，制造，用途和规格。 。使用这些玻璃和聚合物成分可确保活塞泵与各种化学环境之间的化学相容性，其中包括在电催化N 2研究中经常使用的强酸性和有机电解质减少。泵的无润滑剂特性以及仅由玻璃和PEEK / PTFE制成的组件的存在减轻了与长期被腐蚀性或反应性蒸汽饱和的再循环气体相关的污染问题。在15 W峰值功率输入下，气体循环玻璃泵在大气压力下的流量达到> 500 mL min –1 N 2，在+6 in。H 2 O的压差下达到> 100 mL min –1 N 2（〜在10 W峰值功率输入时为15 mbar）。
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