純氫氣體(如高純度氫氣,通常用于半導(dǎo)體制造、實(shí)驗(yàn)室分析、燃料電池等)的雜質(zhì)檢測是非常重要的,因?yàn)榧词故俏⒘康碾s質(zhì)也對設(shè)備性能、產(chǎn)品質(zhì)量或安全造成嚴(yán)重影響。以下是關(guān)于 純氫氣體雜質(zhì)檢測 的常見方法和標(biāo)準(zhǔn): 一、常見的雜質(zhì)種類 在高純氫氣中,常見的雜質(zhì)包括:
無機(jī)雜質(zhì) 氧氣(O?) 氮?dú)猓∟?) 二氧化碳(CO?) (CO) 水蒸氣(H?O) (H?S) (Cl?) 氬氣(Ar)
2. 有機(jī)雜質(zhì) 甲 (CH?) 乙 (C?H?) 丙 (C?H?) 烴類(如丁 、戊 等) 醇類(如 、乙醇) 酚類、醛類等
3. 金屬顆粒/微粒 微米級或亞微米級顆粒(如鐵、銅、鋁等) 二、檢測方法
1. 氣相色譜法(GC) 原理 :利用不同組分在固定相中的分配系數(shù)差異進(jìn)行分離和定量。 適用范圍 : 檢測O?、N?、CO、CO?、CH?、C?H?等。 可用于痕量雜質(zhì)檢測(ppb級)。 常用儀器 : 氣相色譜儀(GC)配氫火焰離子化檢測器(FID)、熱導(dǎo)檢測器(TCD)或電子捕獲檢測器(ECD)。
2. 質(zhì)譜法(MS) 原理 :將氣體分子電離后按質(zhì)荷比(m/z)分離。 優(yōu)點(diǎn) : 可同時檢測多種成分。 靈敏度高(ppb~ppt級)。 應(yīng)用 : 高純氫中痕量雜質(zhì)檢測(如H?O、CO、NOx等)。 常與GC聯(lián)用(GC MS)。
3. 光譜法 紅外吸收光譜(FTIR) : 適用于檢測H?O、CO?、CH?等。 可調(diào)諧二極管激光吸收光譜(TDLAS) : 用于在線實(shí)時監(jiān)測H?O、CO、CH?等。
4. 電化學(xué)傳感器 用于檢測O?、H?S、CO等。 優(yōu)點(diǎn):響應(yīng)快、成本低。 缺點(diǎn):精度有限,易受環(huán)境干擾。
5. 水分測定 露點(diǎn)儀(Dew Point Meter) : 測定氣體中的水含量(以℃為單位)。 電解法 : 通過電解反應(yīng)測量水分含量。
6. 微粒檢測 激光粒子計(jì)數(shù)器 : 用于檢測氣體中的微粒(如0.1μm以上顆粒)。 三、檢測標(biāo)準(zhǔn) 不同行業(yè)對高純氫氣的雜質(zhì)限值有所不同,以下是一些常見標(biāo)準(zhǔn): | 雜質(zhì) | 標(biāo)準(zhǔn)(ppm 或 ppb) | 應(yīng)用領(lǐng)域 | | | | | | O? | < 1 ppm | 半導(dǎo)體、燃料電池 | | N? | < 1 ppm | 實(shí)驗(yàn)室、工業(yè) | | H?O | < 1 ppm | 所有高純氫應(yīng)用 | | CO | < 0.1 ppm | 燃料電池、催化劑 | | CO? | < 0.1 ppm | 化工、實(shí)驗(yàn) | | CH? | < 0.1 ppm | 半導(dǎo)體、光伏 | 四、檢測流程示例
1. 采樣 :使用惰性材料(如不銹鋼)采樣瓶采集氣體樣品。
2. 預(yù)處理 :去除水分、油污等干擾物質(zhì)。
3. 檢測 : 使用GC、GC MS、TDLAS等方法檢測各組分。
3年