帶有脈沖放電氦離子檢測(cè)器的氣相色譜儀在高純二氧化碳中的應(yīng)用

1、帶有脈沖放電氦離子檢測(cè)器(PDD的氣相色譜儀在高純二氧化碳?xì)怏w分析中的應(yīng)用上海華愛色譜分析技術(shù)有限公司 李朝清摘要 介紹帶有脈沖放電氦離子檢測(cè)器的氣相色譜儀檢測(cè)高純氣體中的痕量雜質(zhì),并通過具體實(shí)例對(duì)高純氣體中雜質(zhì)的定量分析時(shí)可能遇到的問題進(jìn)行討論。關(guān)鍵詞 脈沖放電氦離子;高純二氧化碳;痕量雜質(zhì);定量分析1前言氦離子化檢測(cè)器至1960年采用以來,作為現(xiàn)行氣相色譜法最靈敏檢測(cè)器之一已被人們普遍承認(rèn)。PDHID是惟一能檢測(cè)到 ng/ g 級(jí)的通用型檢測(cè)器之一,它對(duì)無機(jī)和有機(jī)化合物均有響應(yīng),是非破壞性的濃度型檢測(cè)器,特別適用于永久性氣體的分析。高(超純氣體的分析是一個(gè)復(fù)雜的過程,僅有高靈敏的檢測(cè)器是不

2、夠的,還要考慮樣品本身的特性及其背景,如系統(tǒng)吸附,取樣及分析過程中是否有空氣混入,系統(tǒng)的密閉性等等環(huán)節(jié)。不同種類的高純氣分析很難在一臺(tái)分析儀器上實(shí)現(xiàn), 這對(duì)生產(chǎn)氣體的廠家是一個(gè)棘手問題, GC9560HG 分析儀可實(shí)現(xiàn)幾種高純氣及其不同底氣的配氣分析, 該系統(tǒng)采用前切、后切及中心切割來實(shí)現(xiàn)不同高純氣的雜質(zhì)分析。2分析系統(tǒng)的原理、構(gòu)造2.1檢測(cè)器工作原理用一個(gè)穩(wěn)定的,低能耗的脈沖直流電源,使氦氣電離,形成離子源。樣品經(jīng)色譜柱分離進(jìn)入電離區(qū)域的離子源中,產(chǎn)生光離子化,產(chǎn)生的電子聚集在收集電極周圍,從而產(chǎn)生電流信號(hào),通過放大板處理產(chǎn)生電壓信號(hào)。2.2 分析系統(tǒng)的構(gòu)造GC9560氣相色譜儀、 配有高頻

3、脈沖氦離子放電檢測(cè)器(PDD ;HP-2氦氣純化器;GC9560(4.0超低噪音色譜工作站;雙級(jí)不銹鋼減壓器;色譜柱1/8不銹鋼柱Porapak Q 2 根;5A 3根; HC-1 1根標(biāo)準(zhǔn)氣為從大連大特氣體有限公司購(gòu)買的不同底氣的混合標(biāo)準(zhǔn)氣載氣、放電氣、吹掃氣及驅(qū)動(dòng)氣為高純氦氣(純度為99.999%3.分析條件溫度設(shè)定: 檢測(cè)器(PDD溫度為120 ; 柱溫為60 、載氣流速為35ml/ min; 放電流速為30 ml/ min; 進(jìn)樣體積為1ml。3.二氧化碳?xì)庵械幕旌蠘?biāo)準(zhǔn)氣分析標(biāo)氣濃度:(umol/mol組分 H2 N2 CH4 CO O2 CO2含量 15.2 20 21 15.3 1

4、5.2 底氣 表 4:二氧化碳中的混合標(biāo)準(zhǔn)氣中各組分峰面積的平均值和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差H2 (uV*s N2(uV*sCH4(uV*sCO(uV*sO2(uV*s1 517258 5043678 7631352 3563773 43653722 510552 5057890 7598348 3517934 42278563 515032 5143674 7631156 3498236 43066744 520245 5078943 7587942 3524578 42877835 515354 5126887 7616783 3515759 43105736 526389 5124563 76045

5、78 3604788 4363693平均值 517472 5095939 7611693 337511 4310325相對(duì)偏差 1.0 0.8 0.2 1.1 1.25結(jié)果與討論5.1應(yīng)滿足的技術(shù)要點(diǎn):5.1.1氣相色譜儀配備了PDD檢測(cè)器,確保檢測(cè)限能夠完全滿足高(超純氣體的檢測(cè)需求5.1.2大量的底氣進(jìn)入檢測(cè)器,會(huì)影響相鄰痕量組分的分析,系統(tǒng)采用閥切割技術(shù),具備切割、反吹、吸附氧和對(duì)柱子進(jìn)行特殊處理的功能5.1.3閥轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,為了避免空氣滲入閥體,采用帶吹掃屋的吹掃型氣動(dòng)閥,才能確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠性5.1.4痕量分析時(shí),避免載氣本底痕量雜質(zhì)對(duì)結(jié)果的影響,配備載氣純化器,經(jīng)純化后的高純氦氣

6、經(jīng)H2、O2、CH4、CH4、CO CO2的含量小于10ppb,并避免載氣與銅材質(zhì)的管路接觸5.1.5避免系統(tǒng)對(duì)痕量雜質(zhì)的吸附,連接管道和色譜柱管采用內(nèi)壁拋光和鈍化處理316L材質(zhì)的不銹鋼管,連接采用無死體積卡套式接頭5.1.6對(duì)色譜柱中擔(dān)體進(jìn)行特殊處理,避免對(duì)樣品中痕量的氧和一氧化碳的吸附5.1.7取樣閥采用放空型針閥,避免進(jìn)樣管路對(duì)結(jié)果的影響;樣品氣的出口安裝流量計(jì),控制求每次流過定量管的氣體流量保持一致5.1.8帶有脈沖放電氦離子檢測(cè)器的氣相色譜儀檢測(cè)組分為痕量組分,工作站噪音應(yīng)小于2uv,閥切換事件能夠靈活的控制,反應(yīng)時(shí)間小于0.1秒 5.2系統(tǒng)擴(kuò)展性的提高:系統(tǒng)采用閥切換系統(tǒng),可以靈活設(shè)定時(shí)間程序進(jìn)行閥的切換,擴(kuò)大了特種氣體的使范圍,如氪氣、氙氣、硅烷、硼烷、磷烷等等的分析5.3結(jié)論:隨著工藝對(duì)氣體純度要求的越來越高,在稀有高純氣體以及電子用高純氣體中的雜質(zhì)分析等方面 ,帶有脈沖放電氦離子檢測(cè)器(PDD的氣相色譜儀應(yīng)用普及化。參考文獻(xiàn)1