《吸濕厭氧有機(jī)物中碳、氫、氮元素含量測定 元素分析儀法》

ICSXX.XXX.XX

CCSXXXX

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CSTMXXXXX—202X

吸濕厭氧類有機(jī)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(shí)施

中關(guān)村材料試驗(yàn)技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布

T/CSTMXXXXX—202X

吸濕厭氧類有機(jī)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(yīng)有正規(guī)實(shí)驗(yàn)室工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文件并未指出所有可能

的安全問題。使用者有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧?，并保證符合國家有關(guān)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(jī)物中碳（C）、氫（H）和氮（N）元

素含量進(jìn)行定量分析的試驗(yàn)方法。

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

厭氧類有機(jī)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(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/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(shù)語

JJF1001-2011通用計量術(shù)語及定義

3術(shù)語及定義

GB/T13966-2013界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

吸濕厭氧類有機(jī)物moisturesensitiveoroxygensensitiveorganics

在水或氧存在下元素含量會發(fā)生變化的有機(jī)物。

3.2

儀器操作規(guī)程instrumentoperatingprocedures

正確操作儀器的相關(guān)程序和規(guī)定。

3.3

系統(tǒng)空白systemblank

2

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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(zhǔn)因子calibrationfactor

在樣品測定條件下，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算值與測量值的比值。

3.5

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)standardmaterial

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

[來源：GB/T13966-2013，2.41]

3.6

標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)standardreferencematerial

某些具有確定含量的組分，在實(shí)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(biāo)準(zhǔn)的一類物質(zhì)，通過用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量值溯源后的物質(zhì)。

3.7

標(biāo)準(zhǔn)曲線calibrationcurve

在規(guī)定條件下，表示被測量值與儀器實(shí)測值之間的關(guān)系曲線。

[來源：GB/T13966-2013，2.89]

3.8

準(zhǔn)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(fù)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(fù)性repeatability

在一組重復(fù)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(fù)參數(shù)。

[來源：JJF1001-2011，5.18]

4方法原理

3

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試樣無水無氧條件下制備完成后進(jìn)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(zhuǎn)變成二氧化碳（CO2）、水蒸氣（H2O、）和氮?dú)猓∟2），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(dǎo)檢測器分別檢測，由儀器

控制軟件計算出各元素的質(zhì)量分?jǐn)?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?jǐn)?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?jǐn)?shù)≥99.995%）。

5.3氮?dú)?/p>

氮?dú)夥螱B/T8979-2008中高純氮的要求（即氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?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?jǐn)?shù)≥99.999%）。

5.5標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)

表1列舉了部分元素分析用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)，也可以用其他合適的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

或標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)。

表1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)單位：×10-2（質(zhì)量分?jǐn)?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(yīng)保證

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

作規(guī)程的要求。

6設(shè)備

4

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6.1元素分析儀

由進(jìn)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?xì)?。其中，氧?還原系統(tǒng)用于樣品中被測元素的定量轉(zhuǎn)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?dú)獾臋z測，由

熱導(dǎo)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(zhǔn)處理等程序。

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

度有機(jī)溶劑蒸氣或腐蝕性氣體；周圍無強(qiáng)烈機(jī)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(yīng)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(yīng)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(hù)裝置

用于制樣過程中對樣品的保護(hù)，如手套箱。氬氣（或氮?dú)猓夥障?，氧氣含量控制?/p>

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(jī)玻璃制成，表面有凹孔，凹孔大小應(yīng)正好可以放置相應(yīng)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(zhǔn)

應(yīng)有計劃地檢定或校準(zhǔn)元素分析儀和對檢測分析結(jié)果的準(zhǔn)確性或有效性有顯著影響的

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

檢定或校準(zhǔn)應(yīng)按有關(guān)檢定規(guī)程、校準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行。

8測定

8.1樣品要求

樣品應(yīng)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(yīng)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(hù)。

8.2試樣制備

5

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將已準(zhǔn)確稱定質(zhì)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(hù)裝置中將樣

品轉(zhuǎn)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?yàn)榘椒Q量容器中的樣

品保護(hù)裝置的保護(hù)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(yīng)保持一致。

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

確稱量裝有樣品的容器質(zhì)量，用減量法得到樣品的質(zhì)量。

8.3實(shí)驗(yàn)步驟

8.3.1開機(jī)

打開并調(diào)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(jī)、

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

8.3.2系統(tǒng)空白

進(jìn)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(dá)到要求之后，使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)，參照樣品分析方法進(jìn)行

兩次或以上條件化分析，使儀器達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

8.3.4標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

根據(jù)儀器操作規(guī)程的規(guī)定繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制應(yīng)滿足被測元素含量的范圍，

標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)應(yīng)滿足檢測的要求。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線時，可以采用單一標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，多次稱

取不同質(zhì)量，也可以采用多種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，稱取相同質(zhì)量。以標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的絕對質(zhì)量和對應(yīng)的信

號值繪制校準(zhǔn)曲線。所得標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量，單位為毫克（mg）；

Ai——i元素對應(yīng)產(chǎn)物的信號值；

a、a1、a2、a3、···、an——擬合系數(shù)，當(dāng)a2、a3、···、an均為0時標(biāo)準(zhǔn)曲線為

線性。

8.3.5校準(zhǔn)因子的測定

元素在校準(zhǔn)曲線上測得的質(zhì)量分?jǐn)?shù)M按式（2）計算：

y

Mi100··················（2）

im

式中：

-2

Mi——i元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位為×10；

yi——i元素的絕對質(zhì)量，單位為毫克（mg）；

m——樣品的稱取質(zhì)量，單位為毫克（mg）。

在樣品測定條件下，對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行兩次到三次平行測定，校準(zhǔn)因子K按式（3）計算：

6

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X

i,標(biāo)···················（）

Ki3

Mi,標(biāo)

式中：

Ki——i元素的校準(zhǔn)因子；

-2

Xi，標(biāo)——標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中i元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算值，單位為×10；

-2

Mi，標(biāo)——標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中i元素在校準(zhǔn)曲線上測得的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位為×10。

注：校準(zhǔn)時，校準(zhǔn)因子應(yīng)在0.9和1.1之間，否則需要繪制新的標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行兩次或三次平行測定。在測定期間，

每進(jìn)行一批樣品測定（建議10次）后應(yīng)再次測定兩次標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)，要求測定

值與定值的絕對誤差不大于0.30×10-2，否則應(yīng)重新測定此批樣品。用再次測定的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

或標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)校準(zhǔn)儀器，進(jìn)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(zhì)量分?jǐn)?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(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位為×10；

yi,樣——由校準(zhǔn)曲線得到的樣品中i元素的絕對質(zhì)量，單位為毫克（mg）；

m——樣品的稱取質(zhì)量，單位為毫克（mg）；

Ki——i元素的校準(zhǔn)因子。

注：校準(zhǔn)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(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)曲線儲

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

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(jié)果。若兩次

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

測后三次結(jié)果之間的差值均大于0.50×10-2，則報告三次結(jié)果。

8.3.9結(jié)果表述

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

定的測試結(jié)果。

9分析方法與測量結(jié)果的評價

9.1定量限

方法規(guī)定定量限為各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.50×10-2。

9.2準(zhǔn)確度

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本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定精密度和正確度均不大于0.50×10-2。

本標(biāo)準(zhǔn)的精密度已在3個含量水平下由10個實(shí)驗(yàn)室完成了試驗(yàn)驗(yàn)證，精密度原始數(shù)據(jù)

見附件A。碳、氫、氮元素含量和試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性限（r）和再現(xiàn)性限（R）見表2。

表2重復(fù)性限（r）和再現(xiàn)性限（R）單位：×10-2

元素含量范圍重復(fù)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(jìn)行分

析結(jié)果測量不確定度的評定與表示。

10結(jié)果報告

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

檢測方法（依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)）、檢測結(jié)果、檢測人、校核人、批準(zhǔn)人、檢測日期等。必要和可行時

可給出定量分析方法和結(jié)果的評價信息。

11安全注意事項

11.1依照化學(xué)品安全技術(shù)說明書（MSDS）中的相關(guān)規(guī)定操作所有的化學(xué)試劑。

11.2應(yīng)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(yīng)排放至室外或通風(fēng)處。

11.4注意安全用電。

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附件A

（資料性）

精密度原始數(shù)據(jù)

本文件的精密度是結(jié)合10組實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證的結(jié)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(fù)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(fù)性限r(nóng)重現(xiàn)性限R

7.860.2140.415

9.450.1790.429

9.830.2500.306