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    标準氣體穩定性研究

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    标準氣體穩定性研究

    發布日期:2021-06-23 作者: 點擊:

    标準氣體是指:“具有足夠均勻并已經很好地确定某一種或多種特性的物質或材料, 用于校準儀器、評價測量方法或确定物質的量值。”标準氣體是氣體标準物質, 由于标準氣體具有一定的有效期, 因此,标準氣體的穩定性是配制和使用過程中的關鍵問題。衆所周知, 裝入高壓容器(鋼瓶) 中的标準氣體的一個重要條件是在保存和使用過程中其量值不應發生變化。實際上,标準氣體中成分氣體或不純物與容器内壁接觸時往往引起吸附、解吸、化學反應等現象, 而使其量值随時間發生變化, 在含量越低, 組成成分越複雜時, 這種變化就越大。

    标準氣體穩定性研究如下:穩定性影響因素标準氣體穩定性在很大程度上與容器的材料特性、容器内壁的預處理、氣體本身的化學特性和使用條件有着密切關系。容器選擇盛裝标準氣體的容器應由耐腐蝕、抗壓、吸附少、不生鏽、化學特性穩定、機械強度高的材料制成, 通常使用的高壓容器是鋁合金瓶, 而碳鋼瓶因其内壁不光滑、吸附大而被逐步淘汰。

    預處理盛裝标準氣體的鋼瓶使用前應進行表面清潔、塗漆處理, 然後, 将鋼瓶加溫至100 ℃左右, 同時抽真空處理約4 h。鋼瓶處理完畢後, 必須分析其H2O、O2等雜質含量, 合格後方可使用。氣體要求配制10% 的CH4/Ar 四瓶, 進行為期一年的穩定性考察, 見表1, 實驗結果表明, 由于鋁合金鋼瓶内壁比較光滑, 因此在盛裝一般永久氣體時性質穩定, 變化不大, 鋼瓶不用特殊處理, 即可滿足此類标準氣體穩定性的要求。

    在配制COS、H2S、SO2 等氣體時, 必須對鋼瓶進行KG 或CM 處理, 即為了防止容器内壁因吸附或解吸等帶來的影響。先對容器内壁進行鏡面研磨,塗上防氧化漆, 然後把高濃度氣體充入容器内并放置10d左右, 從而提高标準氣體的穩定性。用未經KG 或CM 處理的鋼瓶配制10.1 mg/m3 ,COS/N2一瓶。用經KG 處理的鋼瓶配制9.8 mg/m3 COS/N2 一瓶。

    以上實驗結果表明, 配制易吸附标準氣體時, 鋼瓶必須經KG 或CM 處理, 才能保證其穩定性可靠,否則, 組分氣的含量變化很大, 不宜作為标準氣體來使用。

    分子量當标準氣體的組分氣和稀釋氣分子量相差太大時, 如H2、He 和CO2、Ar 組成的标準氣體, 靜置時間長了容易分層, 這勢必影響其穩定性, 并且其含量越高, 影響越大。因此, 在使用這類标準氣體時, 必須先把鋼瓶進行旋轉或放倒在地上滾動, 使瓶内氣體混合均勻。否則, 其量值不準, 影響标準氣體的穩定性。

    使用條件環境條件與标準氣體的穩定性也有很大關系,溫度、濕度要适宜, 象一些液化類氣體, 必須在室溫以上使用; 在使用标準氣體時, 對系統的要求很高, 絲毫不能洩漏。因此, 用戶要嚴格按照《标準物質證書》上的要求使用, 才能保證标準氣體的量值準确, 穩定性可靠。

    使用周期标準氣體的使用有效期是根據穩定性實驗結果來加以确定的, 一般把能夠保證标準值的有效期定為半年至一年。由于當标準氣體的壓力減小時, 被吸附在容器内壁上的各種成分氣體便解吸, 其濃度值發生變化, 因此一般規定, 高壓鋼瓶标準氣體的殘壓低于0.1 M Pa 時, 應停止使用。

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