GB∕T 44238-2024 質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用氫氣 氦、氬、氮和烴類的測(cè)定 氣相色譜法

國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì) 1 13術(shù)語和定義 1 15試劑與材料 26儀器與設(shè)備 27試驗(yàn)步驟 38試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 49精密度和正確度 4 711試驗(yàn)報(bào)告 7附錄A(資料性)典型氣相色譜儀氣路流程和操作條件 8附錄B(資料性)精密度典型值 參考文獻(xiàn) TⅢGB/T44238—20241質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用氫氣警示：氫氣是一種易燃易爆氣體。本文件不涉及與其應(yīng)用有關(guān)的所有安全問題。在使用本文件本文件描述了采用氣相色譜-熱導(dǎo)檢測(cè)器/火焰離子化檢測(cè)器法測(cè)定質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T43306氣體分析采樣導(dǎo)則GB/T44262質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用氫氣采樣技術(shù)要求JJF1342標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制(生產(chǎn))機(jī)構(gòu)通用要求3術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4原理采用配置熱導(dǎo)檢測(cè)器和火焰離子化檢測(cè)器的氣相色譜儀，試樣經(jīng)進(jìn)樣管路被分成兩路，一路進(jìn)入與十通閥相連的定量環(huán)，通過調(diào)節(jié)閥的開啟和關(guān)閉時(shí)間，非目標(biāo)組分經(jīng)預(yù)分離柱反吹放空，目標(biāo)組分氦氣、氬氣和氮?dú)饨?jīng)分子篩柱被分離，并由熱導(dǎo)檢測(cè)器檢測(cè)；另一路試樣進(jìn)入與六通閥相連的定量環(huán)、三氧化二鋁色譜柱及火焰離子化檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)烴類組分的分離和檢測(cè)。采用外標(biāo)法定量。2程見附錄A中圖A.1。3采樣氣瓶應(yīng)符合GB/T44262和GB/T43306的規(guī)定。4GB/T44238—2024未進(jìn)行樣品分析時(shí)，柱箱溫度宜設(shè)定為150℃。儀器盡可能不停機(jī)，頻繁開關(guān)機(jī)會(huì)導(dǎo)致儀器狀態(tài)8試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理A,——目標(biāo)化合物x的峰面積；A,——?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中組分s的峰面積。總烴含量是所有烴類組分摩爾分?jǐn)?shù)之和。非甲烷總烴含量是除甲烷以外所有烴類組分摩爾分?jǐn)?shù)之和。對(duì)于不能定性的烴類組分，可用色譜圖中與其峰保留時(shí)間差值最小的已知含量的正構(gòu)烷烴的定量參數(shù)計(jì)算含量。9精密度和正確度密度通過8個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)6個(gè)樣品測(cè)試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算得到，C?~C?烴類組分和甲苯組分的精密度通過8個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)5個(gè)樣品的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算得到。按9.1.2和9.1.3規(guī)定判斷試驗(yàn)結(jié)果的可靠性(95%置信水平)。續(xù)試驗(yàn)結(jié)果之差不應(yīng)超過表1中重復(fù)性限值。5GB/T44238—2024組分測(cè)定范圍重復(fù)性(r)再現(xiàn)性(R)氦氣10.0≤x≤600.00.510x0.53661.12r0.5366氬氣5.0≤x≤100.00.247x0.58110.534r0.5811氮?dú)?.0≤x≤100.00.9542.59甲烷0.10≤x≤200.00.0231x0.86250.145x0.8625乙烷0.10≤x≤2.00.02580.0379丙烷0.10≤x≤2.00.0543x0.5580.0673x0.558正丁烷0.10≤x≤2.00.0354r0.43080.056.5r0.4308正戊烷0.10≤x≤2.00.0275x0.43150.0341x0.4315正己烷0.10≤x≤2.00.0318x0.44170.0649x0.4417苯0.10≤x≤2.00.0198(x—0.0001)0.3120.0222(x—0.0001)0.312甲苯0.10≤x≤2.00.048.6r0.67540.0570r0.6754注1:重復(fù)性公式中x為兩次重復(fù)試驗(yàn)結(jié)果的平均值/(μmol/mol)。注2:再現(xiàn)性公式中x為兩個(gè)單一、獨(dú)立試驗(yàn)結(jié)果的平均值/(μmol/mol)。注3:組分重復(fù)性和再現(xiàn)性典型值示例見附錄B中表B.1。組分的正確度通過7個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)5樣品進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得到，甲烷的正確度通過8個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)5個(gè)樣品6組分氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)目標(biāo)值/(μmol/mol)相對(duì)偏差范圍/%氦氣—1.72～1.32—5.18～0.54—8.23～2.91—7.56～6.38—18.64～10.80氬氣—2.53～2.39—9.91～2.8120.0—6.18～4.08—13.18～18.86—13.83～7.97氮?dú)狻?.82～3.50—3.12～1.5520.0—3.21～12.17—5.93～19.33—9.96～19.27甲烷—2.04～4.33—2.16～4.55—3.15～6.02—2.38～3.640.100—14.23～16.42乙烷—2.54～6.030.500—4.76～2.100.200—14.33～11.460.100—2.96～19.65丙烷—2.48～3.910.500—5.11～5.460.200—9.03～18.810.100—3.57～10.29正丁烷—1.25～3.120.500—2.43～5.650.200—1.98～9.050.100—3.91～12.05正戊烷3.20～0.610.500—2.19～3.890.200—5.02～6.960.100—2.89～6.677GB/T44238—2024表2正確度(續(xù))組分氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)目標(biāo)值/(μmol/mol)正己烷—5.62～1.200.500—5.96～3.880.200—7.83～11.850.100—4.01～13.85苯—1.58～2.370.500—4.65～3.960.200—1.90～4.420.100—1.39～6.16甲苯—0.51～3.460.500—4.05～4.930.200—0.30～7.730.1000.36～11.368GB/T44238—2024(資料性)典型氣相色譜儀氣路流程和操作條件A.1氣路流程示意圖典型氣相色譜儀的氣路流程見圖A.1。75534218兇933標(biāo)引序號(hào)說明：2———捕集阱(去除烴類、氧、氮?dú)?、?;3——?dú)錃廨d氣；4樣品氣入口；5——十通閥(閥1);6定量環(huán)1;7——色譜柱2;8——色譜柱1;10——熱導(dǎo)檢測(cè)器(TCD);11——六通閥(閥2);12——定量環(huán)2;13——分流/不分流進(jìn)樣口；15——樣品氣出口；16——火焰離子化檢測(cè)器(FID)。圖A.1氣路流程示意圖色譜柱1:長30m,內(nèi)徑0.53mm,膜厚15μm,固定相為鍵合聚苯乙烯-二乙烯基苯的PLOT色色譜柱2:長50m,內(nèi)徑0.53mm,膜厚50μm,固定相為5A分子篩的PLOT色譜柱。9GB/T44238—2024A.3操作條件典型色譜操作條件見表A.1。表A.1典型色譜操作條件參數(shù)設(shè)定值定量環(huán)0.5mL(定量環(huán)1),2mL(定量環(huán)2)色譜柱升溫程序30℃,保持4min,25℃/min至190℃保持5min色譜柱1、色譜柱2色譜柱3進(jìn)樣口(分流/不分流進(jìn)樣口)恒定壓力模式，壓力110.3kPa恒定流量模式，6mL/min溫度100℃,分流比10:1檢測(cè)器(TCD)溫度150℃參比氣流量25mL/min,柱流量十尾吹流量10mL/min檢測(cè)器(FID)溫度250℃氫氣流量30mL/min空氣流量350mL/min,氮?dú)饬髁?5mL/min閥事件閥10.05min開啟閥11.5min關(guān)閉閥20.01min開啟閥20.5min關(guān)閉載氣氫氣測(cè)試中發(fā)現(xiàn)樣品中含有C?以上烴類組分時(shí)，可調(diào)整分析條件并重新測(cè)試，如通過適當(dāng)延長色譜柱終溫時(shí)的平衡時(shí)間以確保樣品中所有烴類組分被檢測(cè)。A.4典型色譜圖氫氣中氦氣、氬氣和氮?dú)獾湫蜕V圖見圖A.2,氫中烴類組分典型色譜圖見圖A.3。時(shí)間/min圖A.2氫氣中氦氣、氬氣和氮?dú)獾湫蜕V圖 表B.1典型含量水平下的精密度組分重復(fù)性(r)再現(xiàn)性(R)氦氣23.9氬氣氮?dú)饧淄?.040.26乙烷0.030.04丙烷0.080.10正丁烷0.050.08正戊烷0.040.05正己烷0.040.09苯0.020.03甲苯0.080.09