環(huán)境中氮氧化物的測(cè)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工分析化驗(yàn)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種環(huán)境中氮氧化物的測(cè)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工業(yè)化生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，氮氧化合物的存在對(duì)環(huán)境、人類具有嚴(yán)重的危害性， 同時(shí)對(duì)安全生產(chǎn)造成了一定的影響。例如，在空分空壓裝置中，當(dāng)一氧化氮通過(guò)空氣壓縮機(jī) 時(shí)，會(huì)聚合或局部氧化，進(jìn)而導(dǎo)致有機(jī)碳?xì)浠衔镌谏罾涞囊嚎罩幸怨腆w析出后懸浮在液 空表面，在湍急的液空表面激烈的撞擊、摩擦打火會(huì)產(chǎn)生爆炸危險(xiǎn)。不同來(lái)源的氮氧化合物 濃度不同，對(duì)其進(jìn)行分析測(cè)定所采用的手段也不盡相同。目前，測(cè)定氣體中氮氧化合物的方 法主要有：氣相色譜法、化學(xué)發(fā)光法、紅外光譜法、溶液吸收法、固體吸收法等方法。
[0003] 然而，上述方法存在諸多缺點(diǎn)，例如操作繁瑣、成本高、用時(shí)長(zhǎng)、準(zhǔn)確度低、檢測(cè)器 靈敏度較低等，不能滿足現(xiàn)代企業(yè)快速生產(chǎn)的要求。因此，如何建立一種新型、快速、準(zhǔn)確測(cè) 定氮氧化合物的方法，以適應(yīng)環(huán)?？諝獗O(jiān)測(cè)、空分裝置液氮產(chǎn)品和廢氣中氮氧化物測(cè)定要 求，成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種環(huán)境中氮氧化物的測(cè)定方法，以建立一種快速、 準(zhǔn)確測(cè)定氮氧化合物的方法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種環(huán)境中氮氧化物的測(cè)定方法，該測(cè)定方法 包括以下步驟：利用放電離子化檢測(cè)器并通過(guò)隔離、切割反吹步驟讓標(biāo)準(zhǔn)樣品中的氮氧化 物進(jìn)入色譜測(cè)試柱進(jìn)行，得到標(biāo)準(zhǔn)樣品中各氮氧化物的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)色譜圖得到 標(biāo)準(zhǔn)樣品中各氮氧化物的峰面積，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣品中各氮氧化物的峰面積和標(biāo)準(zhǔn)樣品中各 氮氧化物的濃度，計(jì)算出各氮氧化物的校正因子；利用與標(biāo)準(zhǔn)樣品相同的氣相色譜測(cè)試條 件對(duì)待測(cè)氣體進(jìn)行測(cè)試，得到待測(cè)空氣中各氮氧化物的測(cè)試色譜圖，并根據(jù)此測(cè)試側(cè)譜圖 中各氮氧化物的峰面積，計(jì)算出待測(cè)樣品中每個(gè)氮氧化物的濃度=校正因子X(jué)待測(cè)氣體 中相應(yīng)的氮氧化物的峰面積。
[0006] 進(jìn)一步地，標(biāo)準(zhǔn)樣品由多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣體組成，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣體由NO、N2O和He組成。
[0007] 進(jìn)一步地，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣體中，NO的濃度為0· 1~10ppm，N20的濃度為0· 1~lOppm。
[0008] 進(jìn)一步地，得到標(biāo)準(zhǔn)樣品中各氮氧化物的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖的步驟包括：將各標(biāo)準(zhǔn)氣體 按照氮氧化物濃度由低到高的順序分別注入到氣相色譜儀中，并利用氣相色譜儀中放電離 子化檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)得到標(biāo)準(zhǔn)色譜圖。
[0009] 進(jìn)一步地，得到標(biāo)準(zhǔn)樣品中各氮氧化物的濃度的步驟包括：利用氣相色譜儀對(duì)標(biāo) 準(zhǔn)樣品重復(fù)測(cè)定η次，得到標(biāo)準(zhǔn)樣品中各氮氧化物的濃度測(cè)定值，η多2 ;將標(biāo)準(zhǔn)樣品中每 個(gè)氮氧化物的η個(gè)濃度測(cè)定值取平均值，并將平均值作為標(biāo)準(zhǔn)樣品中相應(yīng)的氮氧化物的濃 度。
[0010] 進(jìn)一步地，標(biāo)準(zhǔn)樣品由第一標(biāo)準(zhǔn)氣體和第二標(biāo)準(zhǔn)氣體以1:1的體積比組成；第一 標(biāo)準(zhǔn)氣體中NO的濃度為5ppm，N2O的濃度為5ppm ;第二標(biāo)準(zhǔn)氣體中NO的濃度為lppm，N2O 的濃度為Ippm ;2 < η彡5。
[0011] 進(jìn)一步地，各氮氧化物的校正因子=標(biāo)準(zhǔn)樣品中每個(gè)氮氧化物的濃度/標(biāo)準(zhǔn)樣品 中相應(yīng)的氮氧化物的峰面積。
[0012] 進(jìn)一步地，待測(cè)氣體包括氫氣、氧氣和一氧化碳、甲烷、二氧化碳、氮氧化物和碳?xì)?化合物；對(duì)待測(cè)氣體進(jìn)行測(cè)試得到測(cè)試色譜圖的步驟包括：將待測(cè)氣體通入到氣相色譜儀 的預(yù)柱中，利用中心切割原理使得待測(cè)氣體進(jìn)入預(yù)柱后進(jìn)行組份分離，且出峰順序?yàn)闅錃狻?氧氣和一氧化碳、甲烷、二氧化碳、氮氧化物和碳?xì)浠衔?，?dāng)?shù)趸飶念A(yù)柱流出進(jìn)入分 離柱后，將其它組分從放空閥放空；利用氣相色譜儀中的分離柱及放電離子化檢測(cè)器分離、 檢測(cè)出待測(cè)氣體中的氮氧化物，并得到測(cè)試色譜圖。
[0013] 進(jìn)一步地，對(duì)待測(cè)氣體進(jìn)行測(cè)試得到測(cè)試色譜圖的步驟包括的步驟包括：步驟 S1、打開進(jìn)樣閥門，使待測(cè)氣體中的各組分流入預(yù)柱，使各組分進(jìn)行預(yù)分離；步驟S2、待待 測(cè)氣體中的各氮氧化物從預(yù)柱中流出，流入分離柱后切換閥，使其它雜質(zhì)組分反吹放空；按 照步驟Sl和步驟S2的方法依次分離、檢測(cè)出待測(cè)氣體中的各氮氧化物，得到各氮氧化物的 測(cè)試色譜圖。
[0014] 進(jìn)一步地，氣相色譜儀的靈敏度小于10mg/m3。
[0015] 應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明提供的測(cè)定方法只需配制標(biāo)準(zhǔn)氣標(biāo)定的校正因 子，即可計(jì)算待測(cè)樣品中每個(gè)氮氧化物的濃度=校正因子X(jué)待測(cè)氣體中相應(yīng)的氮氧化物 的峰面積，且該測(cè)定方法具有采樣過(guò)程簡(jiǎn)單、快捷、準(zhǔn)確定高、檢出限低等優(yōu)點(diǎn)。該測(cè)定方法 色譜法僅需10分鐘就可出結(jié)果，這個(gè)時(shí)間比色法等其他方法是無(wú)法比擬的。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示 意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0017] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供的環(huán)境中氮氧化物的測(cè)定方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本申請(qǐng)。
[0019] 需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述【具體實(shí)施方式】，而非意圖限制根 據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式 也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書中使用術(shù)語(yǔ)"包含"和/或"包 括"時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0020] 由【背景技術(shù)】可知，現(xiàn)有境中氮氧化物的測(cè)定方法存在諸多缺點(diǎn)，例如操作繁瑣、成 本高、用時(shí)長(zhǎng)、準(zhǔn)確度低、檢測(cè)器靈敏度較低等，不能滿足現(xiàn)代企業(yè)快速生產(chǎn)的要求。本發(fā)明 的發(fā)明人針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行研究，提出了一種環(huán)境中氮氧化物的測(cè)定方法。如圖1所示，該 測(cè)定方法包括以下步驟：利用放電離子化檢測(cè)器并通過(guò)隔離、切割反吹等步驟讓標(biāo)準(zhǔn)樣品 中的氮氧化物進(jìn)入色譜測(cè)試柱進(jìn)行，得到標(biāo)準(zhǔn)樣品中各氮氧化物的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 色譜圖得到標(biāo)準(zhǔn)樣品中各氮氧化物的峰面積，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣品中各氮氧化物的峰面積和標(biāo) 準(zhǔn)樣品中各氮氧化物的濃度，計(jì)算出各氮氧化物的校正因子；利用與標(biāo)準(zhǔn)樣品相同的氣相 色譜測(cè)試條件對(duì)待測(cè)氣體進(jìn)行測(cè)試，得到待測(cè)空氣中各氮氧化物的測(cè)試色譜圖，并根據(jù)此 測(cè)試側(cè)譜圖中各氮氧化物的峰面積，計(jì)算出待測(cè)樣品中每個(gè)氮氧化物的濃度=校正因子X(jué) 待測(cè)氣體中相應(yīng)的氮氧化物的峰面積。
[0021] 本發(fā)明提供的測(cè)定方法只需配制標(biāo)準(zhǔn)氣標(biāo)定的校正因子，即可計(jì)算待測(cè)樣品中每 個(gè)氮氧化物的濃度=校正因子X(jué)待測(cè)氣體中相應(yīng)的氮氧化物的峰面積，且該測(cè)定方法具 有采樣過(guò)程簡(jiǎn)單、快捷、準(zhǔn)確定高、檢出限低等優(yōu)點(diǎn)。該測(cè)定方法色譜法僅需10分鐘就可出 結(jié)果，這個(gè)時(shí)間比色法等其他方法是無(wú)法比擬的。
[0022] 本發(fā)明提供的測(cè)定方法中，氣相色譜儀可以采用美國(guó)高邁公司，且該氣相色譜儀 配置有氦放電離子化檢測(cè)器（DID)。標(biāo)準(zhǔn)樣品中所采用的氦氣優(yōu)選為高純氦氣（純度為 99. 99999% )。不銹鋼采樣鋼瓶的容積可以為1000ml，內(nèi)部惰化處理。
[0023] 上述氦放電離子化檢測(cè)器（DID)中，在放電室內(nèi)的放電電極上施以適當(dāng)?shù)碾妷寒a(chǎn) 生放電，獲得一束高能紫外光；電極放電將高純氦氣中的He激發(fā)至亞穩(wěn)態(tài)He* ;亞穩(wěn)態(tài)He* 通過(guò)狹縫被引入電離室，將樣品氣中各組分電離，離子被電離室內(nèi)的極化電極收集，經(jīng)過(guò)放 大即得到相應(yīng)的譜峰。DID檢測(cè)器應(yīng)用于高純氣的痕量雜質(zhì)分析，具有很高的靈敏度。為了 保證整個(gè)分系統(tǒng)檢測(cè)的準(zhǔn)確性及低檢出限，整個(gè)系統(tǒng)材料全部選用內(nèi)拋光管線和無(wú)死體積 的VCR管件接頭，保證了高純氣體痕量分析的準(zhǔn)確性，其靈敏度小于10mg/m3。
[0024] 應(yīng)用氣相色譜儀的檢出限計(jì)算方法為：最低檢出限=3X噪音X濃度/峰高，當(dāng) 基線平穩(wěn)后，從譜圖讀出噪音為0. 0466,計(jì)算出N2O最低檢出限0. 010mg/L，NO最低檢出限 0. 004mg/L〇
[0025] 下面將更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明提供的環(huán)境中氮氧化物的測(cè)定方法的示例性實(shí) 施方式。然而，這些示例性實(shí)施方式可以由多種不同的形式來(lái)實(shí)施，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為只 限于這里所闡述的實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)理解的是，提供這些實(shí)施方式是為了使得本申請(qǐng)的公開 徹底且完整，并且將這些示例性實(shí)施方式的構(gòu)思充分傳達(dá)給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。
[0026] 首先，利用放電離子化檢測(cè)器并通過(guò)隔離、切割反吹等步驟讓標(biāo)準(zhǔn)樣品中的氮氧 化物進(jìn)入色譜測(cè)試柱進(jìn)行，得到標(biāo)準(zhǔn)樣品中各氮氧化物的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖。
[0027] 其中，標(biāo)準(zhǔn)樣品由多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣體組成，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣體優(yōu)選由NO、N2O和He組成。優(yōu) 選地，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣體中，NO的濃度為0· 1~lOppm，N2O的濃度為0· 1~lOppm。優(yōu)選地，標(biāo) 準(zhǔn)樣品由第一標(biāo)準(zhǔn)氣體和第二標(biāo)準(zhǔn)氣體以1:1的體積比組成；第一標(biāo)準(zhǔn)氣體中NO的濃度為 5ppm，N20的濃度為5ppm ;第二標(biāo)準(zhǔn)氣體中NO的濃度為lppm，N20的濃度為Ippm ;2 < η彡5。 更為優(yōu)選地，標(biāo)準(zhǔn)樣品由4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣體組成，其濃度請(qǐng)見表1。需要注意的是，表1中的標(biāo)準(zhǔn) 1、 標(biāo)準(zhǔn)2、標(biāo)準(zhǔn)3和標(biāo)準(zhǔn)4分別代表一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣體。
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