环境中氮氧化物的测定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工分析化验领域，具体而言，涉及一种环境中氮氧化物的测定方法。
【背景技术】
[0002] 随着工业化生产的迅猛发展，氮氧化合物的存在对环境、人类具有严重的危害性， 同时对安全生产造成了一定的影响。例如，在空分空压装置中，当一氧化氮通过空气压缩机 时，会聚合或局部氧化，进而导致有机碳氢化合物在深冷的液空中以固体析出后悬浮在液 空表面，在湍急的液空表面激烈的撞击、摩擦打火会产生爆炸危险。不同来源的氮氧化合物 浓度不同，对其进行分析测定所采用的手段也不尽相同。目前，测定气体中氮氧化合物的方 法主要有：气相色谱法、化学发光法、红外光谱法、溶液吸收法、固体吸收法等方法。
[0003] 然而，上述方法存在诸多缺点，例如操作繁琐、成本高、用时长、准确度低、检测器 灵敏度较低等，不能满足现代企业快速生产的要求。因此，如何建立一种新型、快速、准确测 定氮氧化合物的方法，以适应环保空气监测、空分装置液氮产品和废气中氮氧化物测定要 求，成为本领域亟待解决的技术难题。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的在于提供一种环境中氮氧化物的测定方法，以建立一种快速、 准确测定氮氧化合物的方法。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供了一种环境中氮氧化物的测定方法，该测定方法 包括以下步骤：利用放电离子化检测器并通过隔离、切割反吹步骤让标准样品中的氮氧化 物进入色谱测试柱进行，得到标准样品中各氮氧化物的标准色谱图；根据标准色谱图得到 标准样品中各氮氧化物的峰面积，并根据标准样品中各氮氧化物的峰面积和标准样品中各 氮氧化物的浓度，计算出各氮氧化物的校正因子；利用与标准样品相同的气相色谱测试条 件对待测气体进行测试，得到待测空气中各氮氧化物的测试色谱图，并根据此测试侧谱图 中各氮氧化物的峰面积，计算出待测样品中每个氮氧化物的浓度=校正因子X待测气体 中相应的氮氧化物的峰面积。
[0006] 进一步地，标准样品由多个标准气体组成，每个标准气体由NO、N2O和He组成。
[0007] 进一步地，每个标准气体中，NO的浓度为0· 1~10ppm，N20的浓度为0· 1~lOppm。
[0008] 进一步地，得到标准样品中各氮氧化物的标准色谱图的步骤包括：将各标准气体 按照氮氧化物浓度由低到高的顺序分别注入到气相色谱仪中，并利用气相色谱仪中放电离 子化检测器进行检测得到标准色谱图。
[0009] 进一步地，得到标准样品中各氮氧化物的浓度的步骤包括：利用气相色谱仪对标 准样品重复测定η次，得到标准样品中各氮氧化物的浓度测定值，η多2 ;将标准样品中每 个氮氧化物的η个浓度测定值取平均值，并将平均值作为标准样品中相应的氮氧化物的浓 度。
[0010] 进一步地，标准样品由第一标准气体和第二标准气体以1:1的体积比组成；第一 标准气体中NO的浓度为5ppm，N2O的浓度为5ppm ;第二标准气体中NO的浓度为lppm，N2O 的浓度为Ippm ;2 < η彡5。
[0011] 进一步地，各氮氧化物的校正因子=标准样品中每个氮氧化物的浓度/标准样品 中相应的氮氧化物的峰面积。
[0012] 进一步地，待测气体包括氢气、氧气和一氧化碳、甲烷、二氧化碳、氮氧化物和碳氢 化合物；对待测气体进行测试得到测试色谱图的步骤包括：将待测气体通入到气相色谱仪 的预柱中，利用中心切割原理使得待测气体进入预柱后进行组份分离，且出峰顺序为氢气、 氧气和一氧化碳、甲烷、二氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物，当氮氧化物从预柱流出进入分 离柱后，将其它组分从放空阀放空；利用气相色谱仪中的分离柱及放电离子化检测器分离、 检测出待测气体中的氮氧化物，并得到测试色谱图。
[0013] 进一步地，对待测气体进行测试得到测试色谱图的步骤包括的步骤包括：步骤 S1、打开进样阀门，使待测气体中的各组分流入预柱，使各组分进行预分离；步骤S2、待待 测气体中的各氮氧化物从预柱中流出，流入分离柱后切换阀，使其它杂质组分反吹放空；按 照步骤Sl和步骤S2的方法依次分离、检测出待测气体中的各氮氧化物，得到各氮氧化物的 测试色谱图。
[0014] 进一步地，气相色谱仪的灵敏度小于10mg/m3。
[0015] 应用本发明的技术方案，本发明提供的测定方法只需配制标准气标定的校正因 子，即可计算待测样品中每个氮氧化物的浓度=校正因子X待测气体中相应的氮氧化物 的峰面积，且该测定方法具有采样过程简单、快捷、准确定高、检出限低等优点。该测定方法 色谱法仅需10分钟就可出结果，这个时间比色法等其他方法是无法比拟的。
【附图说明】
[0016] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0017] 图1示出了根据本发明的实施例提供的环境中氮氧化物的测定方法的示意图。
【具体实施方式】
[0018] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0019] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根 据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式 也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语"包含"和/或"包 括"时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0020] 由【背景技术】可知，现有境中氮氧化物的测定方法存在诸多缺点，例如操作繁琐、成 本高、用时长、准确度低、检测器灵敏度较低等，不能满足现代企业快速生产的要求。本发明 的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种环境中氮氧化物的测定方法。如图1所示，该 测定方法包括以下步骤：利用放电离子化检测器并通过隔离、切割反吹等步骤让标准样品 中的氮氧化物进入色谱测试柱进行，得到标准样品中各氮氧化物的标准色谱图；根据标准 色谱图得到标准样品中各氮氧化物的峰面积，并根据标准样品中各氮氧化物的峰面积和标 准样品中各氮氧化物的浓度，计算出各氮氧化物的校正因子；利用与标准样品相同的气相 色谱测试条件对待测气体进行测试，得到待测空气中各氮氧化物的测试色谱图，并根据此 测试侧谱图中各氮氧化物的峰面积，计算出待测样品中每个氮氧化物的浓度=校正因子X 待测气体中相应的氮氧化物的峰面积。
[0021] 本发明提供的测定方法只需配制标准气标定的校正因子，即可计算待测样品中每 个氮氧化物的浓度=校正因子X待测气体中相应的氮氧化物的峰面积，且该测定方法具 有采样过程简单、快捷、准确定高、检出限低等优点。该测定方法色谱法仅需10分钟就可出 结果，这个时间比色法等其他方法是无法比拟的。
[0022] 本发明提供的测定方法中，气相色谱仪可以采用美国高迈公司，且该气相色谱仪 配置有氦放电离子化检测器（DID)。标准样品中所采用的氦气优选为高纯氦气（纯度为 99. 99999% )。不锈钢采样钢瓶的容积可以为1000ml，内部惰化处理。
[0023] 上述氦放电离子化检测器（DID)中，在放电室内的放电电极上施以适当的电压产 生放电，获得一束高能紫外光；电极放电将高纯氦气中的He激发至亚稳态He* ;亚稳态He* 通过狭缝被引入电离室，将样品气中各组分电离，离子被电离室内的极化电极收集，经过放 大即得到相应的谱峰。DID检测器应用于高纯气的痕量杂质分析，具有很高的灵敏度。为了 保证整个分系统检测的准确性及低检出限，整个系统材料全部选用内抛光管线和无死体积 的VCR管件接头，保证了高纯气体痕量分析的准确性，其灵敏度小于10mg/m3。
[0024] 应用气相色谱仪的检出限计算方法为：最低检出限=3X噪音X浓度/峰高，当 基线平稳后，从谱图读出噪音为0. 0466,计算出N2O最低检出限0. 010mg/L，NO最低检出限 0. 004mg/L〇
[0025] 下面将更详细地描述根据本发明提供的环境中氮氧化物的测定方法的示例性实 施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只 限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开 彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
[0026] 首先，利用放电离子化检测器并通过隔离、切割反吹等步骤让标准样品中的氮氧 化物进入色谱测试柱进行，得到标准样品中各氮氧化物的标准色谱图。
[0027] 其中，标准样品由多个标准气体组成，每个标准气体优选由NO、N2O和He组成。优 选地，每个标准气体中，NO的浓度为0· 1~lOppm，N2O的浓度为0· 1~lOppm。优选地，标 准样品由第一标准气体和第二标准气体以1:1的体积比组成；第一标准气体中NO的浓度为 5ppm，N20的浓度为5ppm ;第二标准气体中NO的浓度为lppm，N20的浓度为Ippm ;2 < η彡5。 更为优选地，标准样品由4个标准气体组成，其浓度请见表1。需要注意的是，表1中的标准 1、 标准2、标准3和标准4分别代表一个标准气体。
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