氫氣中一氧化碳、二氧化碳的測(cè)定 氣相色譜 氦離子化檢測(cè)器法-征求意見稿

ICS27.010

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CECA-G00XX—2021

氫氣中一氧化碳、二氧化碳的測(cè)定氣相色

譜-氦離子化檢測(cè)器法

Determinationofcarbonmonoxideandcarbondioxidein

hydrogen—Gaschromatography-heliumionizationdetector

method

（征求意見稿）

2021-XX-XX發(fā)布2021-XX-XX實(shí)施

中國(guó)節(jié)能協(xié)會(huì)發(fā)布

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》

的規(guī)定起草。

本文件由中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院提出。

本文件由中國(guó)節(jié)能協(xié)會(huì)歸口。

本文件起草單位：

本文件主要起草人：

2

氫氣中一氧化碳、二氧化碳的測(cè)定氣相色譜-氦離子化檢測(cè)器

法

1范圍

本文件規(guī)定了采用氣相色譜-氦離子化檢測(cè)器法測(cè)定氫氣中一氧化碳、二氧化碳的試驗(yàn)

方法。

本文件適用于質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用氫氣中一氧化碳、二氧化碳含量的測(cè)定。同時(shí)

也適用各類用途氫氣中一氧化碳含量不低于0.05μmol/mol，二氧化碳含量不低于

0.05μmol/mol組分測(cè)定。

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

的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括

所有的修改單）適用于本文件。

GB/T3634.1氫氣第1部分：工業(yè)氫

GB/T3634.2氫氣第2部分：純氫、高純氫和超純氫

3方法概要

將氫氣樣品通入氣相色譜，樣品中各組分經(jīng)色譜柱分離后進(jìn)入氦離子化檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。

與校正樣品中響應(yīng)值進(jìn)行比較，采用外標(biāo)法得到氫氣中一氧化碳和二氧化碳的含量。

4試劑與材料

4.1儀器用氣

載氣：氦氣，純度99.9999%以上。應(yīng)提供足夠壓力以保證系統(tǒng)獲得穩(wěn)定的載氣流量。

驅(qū)動(dòng)氣和閥體保護(hù)氣：氦氣，純度99.999%以上。

4.2校正樣品

用于氫氣樣品中一氧化碳、二氧化碳定性及定量的標(biāo)準(zhǔn)氣樣，需由有國(guó)家資質(zhì)認(rèn)可的配

氣單位配制。必要時(shí)，需采用氣體稀釋儀對(duì)校正樣品進(jìn)行稀釋，使校正樣品含量與待測(cè)樣品

含量接近。

5儀器與設(shè)備

5.1氣相色譜儀

3

任何有質(zhì)量保證，可配置閥進(jìn)樣裝置和氦離子化檢測(cè)器滿足分析需求的氣相色譜儀均可

使用，典型的氣相色譜系統(tǒng)流程圖參見圖1。

氦氣2

氫氣放空色譜柱3

氦氣1

色譜柱1阻尼閥

氦離子化檢測(cè)器

色譜柱2連接管

樣品入樣品放空

閥1閥2閥3

圖1典型氣相色譜流程圖

5.2色譜柱

色譜柱1：預(yù)分離柱，用于非檢測(cè)目標(biāo)組分反吹，推薦采用長(zhǎng)30m，內(nèi)徑0.53mm的PLOT

Q色譜柱，或其它滿足要求的色譜柱。

色譜柱2：推薦采用長(zhǎng)30m，內(nèi)徑0.53mm的PLOTQ色譜柱

色譜柱3：用于一氧化碳分離，推薦采用長(zhǎng)30m，內(nèi)徑0.53mm的分子篩柱，或其它滿

足要求的色譜柱。

連接柱：閥與檢測(cè)器連接管線。推薦采用不銹鋼管，長(zhǎng)度0.5m-0.8m,內(nèi)徑0.010英寸，

外徑0.0625英寸。

5.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

色譜工作站應(yīng)具備下列數(shù)據(jù)處理能力：顯示色譜圖，記錄色譜峰面積值，通過保留時(shí)間、

相對(duì)保留時(shí)間或同時(shí)使用二者定性，可采用響應(yīng)因子進(jìn)行計(jì)算，可采用外標(biāo)法給出分析結(jié)果。

5.4氣體稀釋儀

可將校正樣品按一定比例進(jìn)行稀釋。

6儀器準(zhǔn)備

6.1色譜分離的典型條件

調(diào)整氣相色譜儀的操作條件，許多操作條件可用于氫氣中一氧化碳、二氧化碳的分析。

典型的色譜條件如表1所示。根據(jù)氣體校正樣品中一氧化碳、二氧化碳峰保留時(shí)間值定性。

典型一氧化碳、二氧化碳色譜圖見圖2。

表1典型色譜條件

參數(shù)設(shè)定值

定量環(huán)0.5mL

色譜柱升溫程序35℃恒溫，9.6min

色譜柱控制模式恒定流量15mL/min

4

檢測(cè)器氦離化檢測(cè)器

溫度，100℃

氦氣流速30mL/min

閥事件

閥10.01min開啟

閥10.5min關(guān)閉

閥21.1min開啟

閥23.2min關(guān)閉

閥34.5min開啟

閥35min關(guān)閉

載氣氦氣

圖2典型氫氣中一氧化碳、二氧化碳色譜圖

7試驗(yàn)步驟

7.1按色譜制造商的使用說明書開啟色譜儀。

7.2參照表1設(shè)置色譜條件。按照表1的規(guī)定調(diào)整儀器操作參數(shù)。

7.3觸發(fā)氦離子化檢測(cè)器為開。系統(tǒng)穩(wěn)定至檢測(cè)器響應(yīng)值低于1000pA。

7.4空白分析。采用通過純化器的氦氣（純度優(yōu)于99.9999%）或氫氣（純度優(yōu)于99.9999%）

進(jìn)行儀器空白檢測(cè)，至CO、CO2峰流出時(shí)，基線信號(hào)波動(dòng)不影響檢測(cè)。

7.5校正樣品分析。用校正樣品置換管路（至少60s）后開始檢測(cè)，平行測(cè)定至少兩次，直

至相鄰兩次測(cè)定組分的色譜峰面積響應(yīng)值相對(duì)偏差不大于5%，取其平均值。

7.6再次空白分析。重復(fù)7.4。

7.7樣品分析。用樣品置換管路（至少60s），在與校正樣品完全相同的測(cè)試條件下進(jìn)行樣品

分析，平行測(cè)定樣品氣至少兩次，直至相鄰兩次測(cè)定待測(cè)組分的色譜峰面積響應(yīng)值相對(duì)偏差

不大于5%，取其平均值作為響應(yīng)值，按8.1給出的方法計(jì)算樣品中一氧化碳、二氧化碳的

含量。

8結(jié)果計(jì)算

8.1計(jì)算

5

采用外標(biāo)法進(jìn)行定量分析。首先通過式（1）計(jì)算組分的響應(yīng)因子：

CS

FS...................................................................................(1)

AS

式中：

FS——組分的響應(yīng)因子；

CS——標(biāo)準(zhǔn)樣品中一氧化碳、二氧化碳標(biāo)稱值，μmol/mol；

AS——標(biāo)準(zhǔn)樣品中一氧化碳、二氧化碳色譜峰面積。

樣品檢測(cè)時(shí)可根據(jù)組分色譜峰面積值和測(cè)得的響應(yīng)因子，按照公式（2）計(jì)算一氧化

碳、二氧化碳含量。。

Ai

Ci....................................................................................(2)

FS

式中：

Ci——樣品中一氧化碳、二氧化碳的含量，μmol/mol；

Ai——樣品中一氧化碳、二氧化碳的色譜峰面積；

FS——組分的響應(yīng)因子。

8.2結(jié)果表示

設(shè)定合適的積分參數(shù)，以保證含量大于0.05μmol/mol待測(cè)組分可以被積分。精確到

0.050μmol/mol。

9重復(fù)性

在同一實(shí)驗(yàn)室，同一操作者使用同一儀器，對(duì)同一試樣連續(xù)測(cè)定所得的兩個(gè)試驗(yàn)結(jié)果相

對(duì)偏差不大于±5%。

10報(bào)告

報(bào)告應(yīng)說明

a)樣品信息的全部說明，例如名稱、批號(hào)、采樣地點(diǎn)、采樣時(shí)間、采樣量、采樣壓力

等；

b)測(cè)定中觀察到的任何異常現(xiàn)象及其說明；

c)測(cè)定結(jié)果；

d)本標(biāo)準(zhǔn)中未列出的任何操作細(xì)節(jié)。

6

附錄A

(資料性)

7

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》

的規(guī)定起草。

本文件由中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院提出。

本文件由中國(guó)節(jié)能協(xié)會(huì)歸口。

本文件起草單位：

本文件主要起草人：

2

氫氣中一氧化碳、二氧化碳的測(cè)定氣相色譜-氦離子化檢測(cè)器

法

1范圍

本文件規(guī)定了采用氣相色譜-氦離子化檢測(cè)器法測(cè)定氫氣中一氧化碳、二氧化碳的試驗(yàn)

方法。

本文件適用于質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用氫氣中一氧化碳、二氧化碳含量的測(cè)定。同時(shí)

也適用各類用途氫氣中一氧化碳含量不低于0.05μmol/mol，二氧化碳含量不低于

0.05μmol/mol組分測(cè)定。

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

的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括

所有的修改單）適用于本文件。

GB/T3634.1氫氣第1部分：工業(yè)氫

GB/T3634.2氫氣第2部分：純氫、高純氫和超純氫

3方法概要

將氫氣樣品通入氣相色譜，樣品中各組分經(jīng)色譜柱分離后進(jìn)入氦離子化檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。

與校正樣品中響應(yīng)值進(jìn)行比較，采用外標(biāo)法得到氫氣中一氧化碳和二氧化碳的含量。

4試劑與材料

4.1儀器用氣

載氣：氦氣，純度99.9999%以上。應(yīng)提供足夠壓力以保證系統(tǒng)獲得穩(wěn)定的載氣流量。

驅(qū)動(dòng)氣和閥體保護(hù)氣：氦氣，純度99.999%以上。

4.2校正樣品

用于氫氣樣品中一氧化碳、二氧化碳定性及定量的標(biāo)準(zhǔn)氣樣，需由有國(guó)家資質(zhì)認(rèn)可的配

氣單位配制。必要時(shí)，需采用氣體稀釋儀對(duì)校正樣品進(jìn)行稀釋，使校正樣品含量與待測(cè)樣品

含量接近。

5儀器與設(shè)備

5.1氣相色譜儀

3

任何有質(zhì)量保證，可配置閥進(jìn)樣裝置和氦離子化檢測(cè)器滿足分析需求的氣相色譜儀均可

使用，典型的氣相色譜系統(tǒng)流程圖參見圖1。

氦氣2

氫氣放空色譜柱3

氦氣1

色譜柱1阻尼閥

氦離子化檢測(cè)器

色譜柱2連接管

樣品入樣品放空

閥1閥2閥3

圖1典型氣相色譜流程圖

5.2色譜柱

色譜柱1：預(yù)分離柱，用于非檢測(cè)目標(biāo)組分反吹，推薦采用長(zhǎng)30m，內(nèi)徑0.53mm的PLOT

Q色譜柱，或其它滿足要求的色譜柱。

色譜柱2：推薦采用長(zhǎng)30