氢燃料电池用氢气中甲酸的测定气相色谱法

普瑞仪器GC-9280型气相色谱仪分析氢燃料电池用氢气中甲酸含量；该方法准确、可靠，便于操作。

关键词：甲酸；燃料电池；气相色谱法

  国际上对于燃料电池用氢气有国际标准（ISO 14687-2:2012)的要求中甲酸的指标为0.2umol/mol.北京普瑞分析仪器有限公司采用GC-9280型气相色谱仪配置火焰离子化检测器进行分析；该方法准确、可靠，便于操作。

原理：

气体中的甲酸用水吸收液，吸收液经处理后经色谱柱分离，氢火焰离子化检测器检测，以保留时间定性，峰高或峰面积定量。

仪器及设备

小型气泡吸收管：5ml

湿式气体流量计

微量注射器：10ul

反应瓶：10ml

水浴箱

气相色谱仪：普瑞GC-9280型配氢火焰离子化检测器

仪器操作条件：

色谱柱：2m*3mm聚乙二醇20M

柱温：120℃

汽化室温度：120℃

检测室温度：160℃

试剂

实验用水为蒸馏水

硫酸溶液0.9mol/L：取10mL硫酸慢慢加入到190mL水中。

硫酸乙醇溶液：将15mL硫酸慢慢加入到85mL95%(体积分数）乙醇中，混匀。

甲酸标准溶液：1.0mg/mL,置于冰箱保存。临用前，用硫酸溶液稀释成100ug/mL甲酸标准溶液。

吸收液：水。

仪器简介：

仪器特点

(1) 采用了技术先进的百兆/千兆以太网通信接口、并内置IP协议栈、使仪器可以通过企业内部局域网、互联网实现远距离的数据传输；方便实验室的架设、简化实验室的配置、方便分析数据的管理；

(2) 仪器内部设计3个独立的连接IP地址，可以连接到工作电脑（实验室现场）、分管电脑（如质检科、生产部等）、以及高管电脑（如环保局、技术监督局等），需要时可实时监控仪器的运行以及分析数据结果；

(3) 仪器配备的专用工作站可以同时支持多台色谱仪接入，实现数据处理以及仪器反向控制，简化文档管理；

(4) 仪器可以通过互联网连接到生产厂家，实现远程诊断、远程更新等（需用户设置）；

(5) 仪器配备的8吋彩色液晶触摸屏，支持热插拔，可作手持控制器使用；

(6) 仪器采用了多处理器并行工作方式，使仪器更加稳定可靠；可选配多种高性能检测器选择，如FID、TCD、ECD、FPD和NPD，最多可同时安装三个检测器，满足复杂样品的分析需求。
仪器采用模块化的结构设计，后期维护简单方便。

(7) 全新的微机温度控制系统，控温精度高，可靠性和抗干扰性能*；具有八路*独立的温度控制输出，可实现二十阶程序升温，具有柱箱自动后开门系统，近室温控制能力得到提高，升/降温速度更快；

(8) 色谱机内置低噪声、高分辨率24位AD电路，并具有基线存储、基线扣除的功能。

(9) 标配的工作站适于WinXP 、Win2000、Win7、Win8、Win10等操作系统。

(10) 具有*自主知识产权的色谱仪微机系统具有MODBUS/TCP的标准协议，可以对接DCS系统。

技术指标

操作显示：7寸彩色液晶触摸屏

温控区域：8路

外部事件：8路；辅助控制输出2路

进样器种类：填充柱进样、毛细管进样、六通阀气体进样、自动进样器

检测器数目：3个（最多）；FID、TCD、ECD、FPD和NPD任选

启动进样：手动、自动可选

通信接口：以太网：IEEE802.3

温度控制

柱室温度；

控温范围：室温加+3℃～399℃。

控温精度：优于±0.1℃。

温度梯度：室温加+3℃～399℃，柱室有效区域内不大于1%。

设定温度与指示温度之间偏差不大于1℃。

设定温度和实际温度之间的偏差不大于2%。

最高升温阶数：20阶。

设定升温速率：0.1～60℃/min。

线性程序升温范围：

每分种30℃时为150℃。

每分种15℃时为300℃。

每分种10℃时为350℃。

初温终温控制时间：0～600min。

程序升温的重复性不大于2%。

降温速度：由300℃降至50℃所需时间不大于10min。（其它检测器温度升至300℃）。

汽化室、检测室温度

控温精度：

汽化室：±0.1℃（室温+5℃至200℃以内），200℃以上为±0.2℃。

检测室：±0.1℃（室温+5℃至200℃以内），200℃以上为±0.2℃。

设定温度与指示温度之间的偏差不大于1℃。

阀配置系统

最多搭载8自动控制个阀，可自动序列运行(四通阀、六通阀、十通阀以及液体进样阀可选)

可装侧阀箱、独立小柱箱

辅助电子流路控制模块（可压力/流量控制模式）

零泄漏吹扫技术

高速切换电磁阀寿命长(100万次，10mS)

检测器技术指标

氢火焰离子化检测器（FID）

检测限：≤1.9pgC/s [n-C16]

基线噪声：≤1PA

基线漂移：≤1PA/30min

线性范围： ≥107(±10%)

数据采集频率100Hz

热导检测器（TCD）

检测限＜400pg丙烷/毫升，氦气

基线噪声：≤20μV

基线漂移：≤30μV/30min

线性范围： 105(±5%)

数据采集频率100Hz

电子捕获检测器(ECD)

检测限：≤1×10-13g/ml（丙体六六六-异辛烷溶液）

基线噪声：≤0.03mV

基线漂移：≤0.2mV/30min

线性范围：103

放射源：63Ni

火焰光度检测器(FPD)

检测限： (S)≤5×10^-11g/s 、(P)≤1×10^-12g/s；

基线噪声：≤3×10^-13A

基线漂移：≤2×10^-12A/30min

线性范围： 对硫≥10²、对磷≥10³

分析步骤

采样：用两只各装有2.0mL吸收液的小型气泡吸收管，以0.2-0.5L/min流量采集氢气样品20L。若解吸液中待测物浓度超过测定范围，可用解吸液稀释后测定，计算时乘以稀释倍数。

样品处理：用采过样的吸收管中 的吸收液洗涤进气管内壁3次，供测定。

3、标准曲线的绘制：

、取0、0.1、0.2、0.3、0.5mL甲酸标准溶液，分别置于反应瓶中，各加硫酸溶液至0.5mL，配成0、10、20、30、50甲酸标准系列。加 入0.5mL硫酸乙醇溶液；将反应瓶加入（55±0.5）℃的恒温水浴中，加热90min.

参照仪器操作条件，将气相色谱仪调节至最佳操作条件，在保温下，从反应瓶 中抽取0.1ml顶空进样，测定各标准系列。每个浓度重复测定3次，以测得的峰高均值对甲酸绘制标准曲线。

样品测定：取0.5mL样品和空白对照解吸液置于反应瓶中，加0.5mL硫酸乙醇溶液后，用测定标准管的操作条件测定；没得的样品峰高减去空白峰高值后，由标准曲线得甲酸含量。