《吸濕厭氧有機物中碳、氫、氮元素含量測定 元素分析儀法》

ICSXX.XXX.XX

CCSXXXX

團體標準

T/CSTMXXXXX—202X

吸濕厭氧類有機物中碳、氫、氮元素含量

測定元素分析儀法

DeterminationofCarbon,Hydrogen,andNitrogeninMoistureSensitiveor

OxygenSensitiveOrganics

ElementalAnalyzer

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實施

中關村材料試驗技術聯(lián)盟發(fā)布

T/CSTMXXXXX—202X

吸濕厭氧類有機物中碳、氫、氮元素含量測定

元素分析儀法

警示——使用本文件的人員應有正規(guī)實驗室工作的實踐經(jīng)驗。本文件并未指出所有可能

的安全問題。使用者有責任采取適當?shù)陌踩徒】荡胧?，并保證符合國家有關法規(guī)規(guī)定的條

件。

1范圍

本文件規(guī)定了采用元素分析儀對吸濕厭氧類有機物中碳（C）、氫（H）和氮（N）元

素含量進行定量分析的試驗方法。

本文件適用于碳（C）、氫（H）和氮（N）元素的質量分數(shù)均不小于0.50×10-2的吸濕

厭氧類有機物。

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，僅該日期對應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/T4844-2011純氦、高純氦和超純氦

GB/T14599-2008純氧、高純氧和超純氧

GB/T8979-2008純氮、高純氮和超純氮

GB/T4842-2017氬

GB/T13966-2013分析儀器術語

JJF1001-2011通用計量術語及定義

3術語及定義

GB/T13966-2013界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

吸濕厭氧類有機物moisturesensitiveoroxygensensitiveorganics

在水或氧存在下元素含量會發(fā)生變化的有機物。

3.2

儀器操作規(guī)程instrumentoperatingprocedures

正確操作儀器的相關程序和規(guī)定。

3.3

系統(tǒng)空白systemblank

2

T/CSTMXXXXX—202X

系統(tǒng)空白分成系統(tǒng)不加氧空白和系統(tǒng)加氧空白，指在儀器操作規(guī)程規(guī)定的條件下，只通

載氣或通載氣同時加氧氣時測得的系統(tǒng)背景信號。

3.4

校準因子calibrationfactor

在樣品測定條件下，標準物質元素質量分數(shù)的計算值與測量值的比值。

3.5

標準物質standardmaterial

具有足夠的準確度，可用以校準或檢定儀器、評定測量方法，或給其他物質賦值的物質。

[來源：GB/T13966-2013，2.41]

3.6

標準參考物質standardreferencematerial

某些具有確定含量的組分，在實際樣品定量測定中用作計算被測組分含量的直接或間接

的參照標準的一類物質，通過用有證標準物質量值溯源后的物質。

3.7

標準曲線calibrationcurve

在規(guī)定條件下，表示被測量值與儀器實測值之間的關系曲線。

[來源：GB/T13966-2013，2.89]

3.8

準確度accuracy

被測量的測得值與其真值的一致性程度。

[來源：JJF1001-2011，5.8]

3.9

精密度precision

在規(guī)定條件下，對同一或類似被測對象重復測量所得示值或測得值間的一致程度。

[來源：JJF1001-2011，5.10]

3.10

重復性repeatability

在一組重復測量條件下的測量精密度。

[來源：JJF1001-2011，5.13]

3.11

不確定度uncertainty

根據(jù)所用到的信息，表征賦予被測量量值分散性的非負參數(shù)。

[來源：JJF1001-2011，5.18]

4方法原理

3

T/CSTMXXXXX—202X

試樣無水無氧條件下制備完成后進入元素分析儀。試樣中的碳（C）、氫（H）和氮（N）

元素經(jīng)催化氧化-還原后分別轉變成二氧化碳（CO2）、水蒸氣（H2O、）和氮氣（N2），混

合氣體在載氣的推動下經(jīng)色譜柱或吸附-解吸柱分離后，通過熱導檢測器分別檢測，由儀器

控制軟件計算出各元素的質量分數(shù)。

5試劑和材料

5.1氦氣

氦氣符合GB/T4844-2011中高純氦的要求（即氦氣的體積分數(shù)≥99.999%）。

5.2氧氣

氧氣符合GB/T14599-2008中高純氧的要求（即氧氣的體積分數(shù)≥99.995%）。

5.3氮氣

氮氣符合GB/T8979-2008中高純氮的要求（即氮氣的體積分數(shù)≥99.999%）。

5.4氬氣

氬氣符合GB/T4842-2017中高純氬的要求（即氬氣的體積分數(shù)≥99.999%）。

5.5標準物質/標準參考物質

表1列舉了部分元素分析用標準物質或標準參考物質，也可以用其他合適的標準物質

或標準參考物質。

表1標準物質/標準參考物質單位：×10-2（質量分數(shù)）

名稱CASNo.分子式CHN

乙酰苯胺103-84-4C8H9NO71.096.7110.36

煙酰胺/菸酰胺98-92-0C6H6N2O59.014.9522.94

蒽120-12-7C14H1094.345.66—

三聚氰胺108-78-1C3H6N628.574.8066.63

咪唑288-32-4C3H4N252.935.9241.15

馬尿酸495-69-2C9H9NO360.335.067.82

胱氨酸56-89-3C6H12N2O4S229.995.0311.66

對氨基苯磺酸121-57-3C6H7NO3S41.614.078.09

5.6其它

元素分析用氧化劑、還原劑、石英管、樣品包裹容器及其它試劑與材料。氧化劑應保證

樣品的完全燃燒。樣品包裹容器應能密封包裹樣品。試劑和材料應保證系統(tǒng)空白符合儀器操

作規(guī)程的要求。

6設備

4

T/CSTMXXXXX—202X

6.1元素分析儀

由進樣系統(tǒng)、氧化-還原系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。以氦氣作為載氣，

氧氣作為助燃氣。其中，氧化-還原系統(tǒng)用于樣品中被測元素的定量轉化。分離系統(tǒng)用于被

測組分的分離，由色譜柱或吸附解吸柱組成。檢測系統(tǒng)用于二氧化碳、水及氮氣的檢測，由

熱導檢測器完成?？刂葡到y(tǒng)完成儀器控制與數(shù)據(jù)處理，包括分析條件選擇、分析過程的監(jiān)控

和報警中斷、分析數(shù)據(jù)的采集、計算、校準處理等程序。

元素分析儀的工作環(huán)境應清潔無塵，無易燃易爆和腐蝕性氣體，且通風良好，避免高濃

度有機溶劑蒸氣或腐蝕性氣體；周圍無強烈機械振動和沖擊，無電磁場干擾；溫度控制在

20oC±5oC，濕度控制在75%以下；電源符合規(guī)定，供電電源的電壓及頻率應穩(wěn)定。

6.2分析天平

根據(jù)樣品稱樣量選取適合的分析天平，建議天平的最小分度值0.001mg。天平應安置在

專用的穩(wěn)定的天平臺上，并盡量減少室內(nèi)氣流對天平的影響；溫度盡可能保持穩(wěn)定，防止溫

度漂移對天平穩(wěn)定性造成影響；空氣濕度控制在45%~75%，并盡可能保持穩(wěn)定。

6.3樣品保護裝置

用于制樣過程中對樣品的保護，如手套箱。氬氣（或氮氣）氣氛下，氧氣含量控制在

1.00ppm以下，水蒸氣含量控制在1.00ppm以下。

6.4稱量容器托架

由金屬或有機玻璃制成，表面有凹孔，凹孔大小應正好可以放置相應規(guī)格的樣品包裹容

器。

6.5封口器

用于封閉樣品包裹容器開口的專用工具。

7檢定或校準

應有計劃地檢定或校準元素分析儀和對檢測分析結果的準確性或有效性有顯著影響的

設備，包括用于測量環(huán)境條件等輔助測量設備，以確保使用的儀器設備滿足檢測分析的要求。

檢定或校準應按有關檢定規(guī)程、校準規(guī)范進行。

8測定

8.1樣品要求

樣品應為干燥或含溶劑量確定且溶劑不易損失的均勻固體或液體，且有足夠的量，以滿

足方法和儀器的線性和靈敏度要求。樣品如用玻璃封管保存，則玻璃管應有一定厚度，以避

免開管時玻璃屑散落。如裝在玻璃或塑料樣品瓶中，樣品瓶必須有無水無氧氣氛保護。

8.2試樣制備

5

T/CSTMXXXXX—202X

將已準確稱定質量的樣品包裹容器置于稱量容器托架的凹孔中，在樣品保護裝置中將樣

品轉入樣品包裹容器內(nèi)，隨即用封口器夾緊樣品包裹容器開口。因為包裹到稱量容器中的樣

品保護裝置的保護氣體會影響系統(tǒng)空白值，所以所有樣品包裹容器封口的高度應保持一致。

取樣完成后，從樣品保護裝置中取出稱量容器托架，用封口器進一步封緊樣品包裹容器。準

確稱量裝有樣品的容器質量，用減量法得到樣品的質量。

8.3實驗步驟

8.3.1開機

打開并調節(jié)氦氣和氧氣減壓閥門至儀器工作所需氣體壓力條件。按照儀器操作規(guī)程開機、

選擇適當?shù)哪Ｊ?、確認或修改儀器參數(shù)，進行系統(tǒng)檢漏，確保系統(tǒng)不漏氣。

8.3.2系統(tǒng)空白

進行系統(tǒng)空白分析，直至測定值符合儀器操作規(guī)程的要求。

8.3.3條件化分析

在系統(tǒng)空白分析達到要求之后，使用標準物質或標準參考物質，參照樣品分析方法進行

兩次或以上條件化分析，使儀器達到穩(wěn)定狀態(tài)。

8.3.4標準曲線的繪制

根據(jù)儀器操作規(guī)程的規(guī)定繪制標準曲線，標準曲線的繪制應滿足被測元素含量的范圍，

標準曲線的相關系數(shù)應滿足檢測的要求。繪制標準曲線時，可以采用單一標準物質，多次稱

取不同質量，也可以采用多種標準物質，稱取相同質量。以標準物質的絕對質量和對應的信

號值繪制校準曲線。所得標準曲線方程為式（1）：

23n

yi=a+a1Ai+a2Ai+a3Ai+···+anAi···········（1）

式中：

i——碳、氫、氮元素；

yi——i元素的絕對質量，單位為毫克（mg）；

Ai——i元素對應產(chǎn)物的信號值；

a、a1、a2、a3、···、an——擬合系數(shù)，當a2、a3、···、an均為0時標準曲線為

線性。

8.3.5校準因子的測定

元素在校準曲線上測得的質量分數(shù)M按式（2）計算：

y

Mi100··················（2）

im

式中：

-2

Mi——i元素的質量分數(shù)，單位為×10；

yi——i元素的絕對質量，單位為毫克（mg）；

m——樣品的稱取質量，單位為毫克（mg）。

在樣品測定條件下，對標準物質進行兩次到三次平行測定，校準因子K按式（3）計算：

6

T/CSTMXXXXX—202X

X

i,標···················（）

Ki3

Mi,標

式中：

Ki——i元素的校準因子；

-2

Xi，標——標準物質中i元素質量分數(shù)的計算值，單位為×10；

-2

Mi，標——標準物質中i元素在校準曲線上測得的質量分數(shù)，單位為×10。

注：校準時，校準因子應在0.9和1.1之間，否則需要繪制新的標準曲線。

8.3.6樣品分析

將按照8.2制備好的試樣按樣品測定程序連續(xù)進行兩次或三次平行測定。在測定期間，

每進行一批樣品測定（建議10次）后應再次測定兩次標準物質或標準參考物質，要求測定

值與定值的絕對誤差不大于0.30×10-2，否則應重新測定此批樣品。用再次測定的標準物質

或標準參考物質校準儀器，進行下一批次樣品的測定。

8.3.7計算

被測樣品中i元素的質量分數(shù)按照式（4）計算：

y樣

wi,K100··················（4）

i,樣mi

式中：

-2

wi,樣——被測樣品中i元素的質量分數(shù)，單位為×10；

yi,樣——由校準曲線得到的樣品中i元素的絕對質量，單位為毫克（mg）；

m——樣品的稱取質量，單位為毫克（mg）；

Ki——i元素的校準因子。

注：校準曲線與樣品同時測定時，Ki為1，即不需要對樣品中i元素的測定值進行校準。校準曲線儲

存到儀器中作為內(nèi)置校準曲線時，需要測定Ki，并對樣品中i元素的測定值進行校準。

8.3.8分析次數(shù)

每個樣品平行分析兩次，若兩次數(shù)據(jù)之差不大于0.50×10-2，則報告兩次結果。若兩次

數(shù)據(jù)之差大于0.50×10-2，補測一次，報告三次中差值不大于0.50×10-2的兩次結果。如果補

測后三次結果之間的差值均大于0.50×10-2，則報告三次結果。

8.3.9結果表述

將樣品的碳、氫和氮含量（以質量分數(shù)計，單位×10-2）修約到兩位小數(shù)，報告平行測

定的測試結果。

9分析方法與測量結果的評價

9.1定量限

方法規(guī)定定量限為各元素的質量分數(shù)0.50×10-2。

9.2準確度

7

T/CSTMXXXXX—202X

本標準規(guī)定精密度和正確度均不大于0.50×10-2。

本標準的精密度已在3個含量水平下由10個實驗室完成了試驗驗證，精密度原始數(shù)據(jù)

見附件A。碳、氫、氮元素含量和試驗結果的重復性限（r）和再現(xiàn)性限（R）見表2。

表2重復性限（r）和再現(xiàn)性限（R）單位：×10-2

元素含量范圍重復性限（r）再現(xiàn)性限（R）

C65.0~83.20.348~0.4180.534~0.820

H7.9~9.80.179~0.2500.306~0.429

N3.4~10.40.273~0.3600.381~0.609

注：其余含量可參考表中數(shù)據(jù)。

9.3不確定度評定

需要時，按JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》中的評定原則和方法進行分

析結果測量不確定度的評定與表示。

10結果報告

結果報告中可包括：委托單位信息、樣品信息、儀器設備信息、環(huán)境條件、制樣方法、

檢測方法（依據(jù)標準）、檢測結果、檢測人、校核人、批準人、檢測日期等。必要和可行時

可給出定量分析方法和結果的評價信息。

11安全注意事項

11.1依照化學品安全技術說明書（MSDS）中的相關規(guī)定操作所有的化學試劑。

11.2應按高壓鋼瓶安全操作規(guī)定使用高壓氣體鋼瓶。

11.3儀器出口氣體應排放至室外或通風處。

11.4注意安全用電。

8

T/CSTMXXXXX—202X

附件A

（資料性）

精密度原始數(shù)據(jù)

本文件的精密度是結合10組實驗室驗證的結果給出的，精密度的原始數(shù)據(jù)見表

B1.1-B1.3。

表B1.1精密度單位：×10-2

碳含量（×10-2）重復性限r(nóng)重現(xiàn)性限R

65.040.3480.534

66.940.4180.784

83.180.4160.820

表B1.2精密度單位：×10-2

氫含量（×10-2）重復性限r(nóng)重現(xiàn)性限R

7.860.2140.415

9.450.1790.429

9.830.2500.306