工业气体氖、氢、氧(氩)、氮含量的测定

1、方法提要

采用变温浓缩技术，热导色谱法测定。该法将被测组分在液氮温度下的吸附柱上定量吸附，然后于室温(水浴)下定量脱附，使样品中微量被测组分预先提浓，经色谱柱分离后，用热导池检测器进行检测。

2、仪器

本标准采用带有预浓缩系统的实验室色谱仪，色谱流程图1。仪器的其他条件如稳压电源、测量桥路等与一般色谱仪相同，记录仪量程为O～1mV，检测器为四臂钨丝热导池，S值大于1000。

3、测定条件

a.载气：高纯氦，符合本标准要求，流量40～60mL/min。

b. 浓缩柱：长约40～50cm，内径约4mm，内装粒度为0.25～0.40mm的601或TDX-01型碳分子筛3～4g。

c.色谱柱：长约3m，内径约4mm，内装约1m长的5A分子筛(粒度：0.25～0.40mm)和约2m长的椰壳

活性碳(粒度：0.25～0.40mm)。该柱经活化处理后，对各待测组分间的分离度(R)应大于1。

d. 吸附温度：-196oC(液氮温度)。脱附温度：室温(水浴)。

4、准备工作

1 将浓缩柱、色谱柱通干燥气体(浓缩柱禁止用氧气)加温活化处理。

2 将所有活塞仔细涂好活塞油，检查色谱系统无泄漏。

3 开启载气，调节流量至40～60mL，吹洗色谱系统约2h，接通仪器电源，待仪器工作稳定。

4 转动活塞，关闭浓缩柱，套上液氮浴，5min后，取下液氮浴，套上室温水浴，记录仪上无色谱峰出现为正常。

5 转动活塞，令载气通过浓缩柱，在小心防止空气倒吸的情况下，浓缩载气5min，测定色谱系统空白值，应附合3条a的要求。

5、操作步骤

            1、取样

            将待测样气瓶经针型减压阀及金属管道与仪器紧密连接，开启螺旋夹、瓶阀、针型阀，以至少3次升降压的方法用样气充分置换阀体及管道，使所取样品具有代表性。

            2、浓缩

            转动活塞6、ll、12，切断通往浓缩柱的载气，同时将样气以不高于1000mL／min的流量通过浓缩柱，吹洗3～5min后，关闭活塞12，将浓缩柱套上液氮浴，开通活塞12，样气流经鼓泡器15，由湿式流量计计量后放空。

            浓缩操作应始终保持在鼓泡器10鼓泡的情况下进行。样气的浓缩体积由仪器的检测限和待洲组分的含量选定。

            3、解吸

            浓缩完毕后，关闭活塞ll，取下液氮浴，待20～50S后，放去吸附的氦，关闭活塞12，再将浓缩柱套上水浴，旋转活塞11、12、6，令载气通过浓缩柱，而后进入色谱柱。

            读取浓缩体积(V1)。记录备待测组分的色谱流出曲线。测量色谱峰面积(A1)。

            4、标定

            将标准混合气瓶经针型阀、金属管道与仪器连接，开启瓶阀、针型阀，在用标准气体以至少3次升降压的方法充分置换，取得代表样后，切换六通阀(F)进样。记录并测量各组分色谱峰面积(A2)

            标准混合气以氦气为底气，按GB／T 5274或GB／T 10627或GB／T 10628规定配制。其中，各组分的含量约为待测组分含量的K倍(K为浓缩体积V1与六通阀量管体积V2的比值)。

            当标准混合气中各组分的含量与待测组分含量相近时，用与样品气同样的方法，经浓缩后进样标定。

6、结果处理

1、各待测组分含量按式(2)计算:

式中：Φi —样品气中待测组分i的含量(体积分数)，10-6(v／v)；

Φs—标准气中组分i的含量(体积分数)，10-6(V／V)；

V1—样品气浓缩体积，mL；

V2—标准气的进样体积或浓缩体积，mL；

A1--样品气中组分i的峰面积，mm2；

A2--标准气中组分i的峰面积，mm2；

i—代表组分氖、氢、氧(氩)、氮。

2、以两次平行测定的算术平均值为测定结果，平行测定的相对偏差不大于10％。