1、- 1 -空气中甲烷、氮气中一氧化碳、氮气中一氧化氮、氮气中二氧化硫、氮气中二氧化碳、氮气中氧气体标准物质研制前 言空气中甲烷、氮气中一氧化碳、氮气中一氧化氮、氮气中二氧化硫、氮气中二氧化碳、氮气中氧标准气体广泛应用于石化、化工、冶金等行业。该标准气体用于安全报警仪及氧分析仪的校准和检测。该标准气体采用国际通用的称量法配制，采用气相色谱法对标准气体进行稳定性、均匀性实验，确保标准气体的量值准确可靠。一、 标准气体浓度气体标准物质中，气体成分浓度(mol/mol)范围应在推荐值 20%以内。气体成分 空气中 甲烷 氮气中一氧化碳 氮气中一氧化氮 氮气中二氧化硫 氮气中二氧化碳 氮气中氧分子式 C
2、H4 CO NO SO2 CO2 O2推荐值 500ppm 500ppm 50ppm 500ppm 500ppm 100ppm推荐值 3.00% 5.00% 0.500% 2.00% 5.00% 2.00%二、 标准气体制备方法的研究2.1.原理配制方法采用 ISO6142-1982 或国家标准 GB/T5274-1985 称量法来制备混合气体方法。2.11 一次稀释法其中浓度范围在 10-3X i1 （mol）的混合气均采用一次稀释法。其摩尔浓度由下列公式计算：mini MiXi = = ni+n j mi mj + Mi Mj式中 i、j 混合气体中组分符号：ni 为质量为 mi 的 i
3、组分的摩尔数。nj 为质量为 mj 的 j 组分的摩尔数。2.12 二次稀释法其中浓度范围在 10-4X 2i10 -2（mol）的混合气均采用二次稀释法。取质量为 1 的混合气（即在 2.1.1 中制备的混合气 a）,用一种质量为 d1、摩尔质量为 Md 的气体进行稀释。稀释所得混合气（混合气 b）中，组分 i 的浓度由下列公式计算： 1ni . mX2i = 1 d 1n. + m Md 式中 i 混合气体中组分符号： ni 为质量为 mi 的 i 组分的摩尔数。2.13 三次稀释法其中浓度范围在 10-6X 3i10 -4（mol）的低浓度混合气均采用三次稀释法。取质量为- 2 -2 的
4、混合气（即在 2.1.2 中制备的混合气 b）,用一种质量为 d2、摩尔质量为 Md 的气体进行稀释。稀释所得混合气（混合气 c）中，组分 i 其摩尔浓度由下列公式计算： 2N2i . ms2X3i = 2 d 2Ns2. + ms2 Md式中 i 混合气体中组分符号： n2i 为质量为 m2i 的 i 组分的摩尔数。2.2 配气装置SX-型混合气体配气装置，其中称量天平规格见下表：生产厂商 型号 最大称量 感量梅特勒.托利多 SB16001 16000g 0.1g2.3.钢瓶规格2.3.1 8 升铝合金瓶2.3.2 4 升铝合金瓶(用于色谱分析校准气配制 )2.4.配置过程2.4.1 铝合金
5、气瓶的预处理铝合金钢瓶在配制前需要进行清洗、干燥、抽真空等过程的预处理。2.4.2 铝合金钢瓶用高纯氮气进行多次置换。2.4.3 经置换过的气瓶在 100烘箱内抽真空 48 小时，冷却至室温。2.4.4 其瓶内压力应维持在 110-3Pa。2.5 原料气纯度制备上述标准气体需要的原料气为高纯氮气、氧气、气体。经分析，原料气的纯度为2.5.1 高纯氮（99.9993以上） ，其中 H20.1710 -6，O 21.9010 -6 ,H2O2.5010 -6, CO0.0310 -6, CH40.06 10-6, CO20.0710 -6。2.5.2 氧(99.995以上), 其中 Ar1010
6、-6，N 22010 -6 ,H2O1010 -6, 总碳含量（以CH4 计）210 -6, CO21 10-6。2.5.3CO（99.9%以上） ，其他 TCH0.0110 -2。2.5.4NO（99.9%以上） ，其中 NO21810 -6，N 2O18010 -6 ,N260010 -6, CO29810 -6,O28010 -6mol/mol。2.5.5SO2（99.9%以上） ，其中 H2O30010 -6。2.5.6CO2（99.9%以上） ，其他 TCH0.1010 -2。2.5.7CH4（99.99%以上） ，其他 TCH0.1010 -2。2.6.配制压力不大于 10M Pa
7、。三、 空气中甲烷3.1 配制实例3.1.1 由于甲烷分子量比较低，如果制备 3的空气中甲烷，只能称量 16 克，称量克数太少，因此先制备一个氮气中甲烷的中间瓶（该中间瓶浓度为 20.0） 。- 3 -氮气中甲烷混合气，瓶号：190245；规格：8 升铝合金瓶组分： CH4 N2浓度要求： 20.0% 余加入组分 气瓶称量值(g) 加入质量(g) 组分摩尔数(mol) 含量 (%)空瓶 8736.9 - - -CH4 8842.2 105.3 6.56075 19.05N2 9623.2 781 27.8829034.44365配制完成后放置在滚动装置上滚动 24 小时，中间瓶制备即告完成。空
8、气中甲烷混合气（以 19.99氮气中甲烷混合气加以氧气、氮气进行混合）瓶号：978155；规格：8 升铝合金瓶组分： CH4 Air浓度要求： 3.00% 余加入组分 气瓶称量值(g) 加入质量（g）(g)组分摩尔数 (mol) 含量(%)空瓶 8705.9 - - - -19.05CH 4/N2 8835.5 129.6 5.03692 0.95953 3.00N2 9409.8 574.3 20.50339O2 9615.8 206 6.43750 31.97781配制完成后放置在滚动装置上滚动 24 小时，制备即告完成。3.1.2 同理如果制备 500ppm 的空气中甲烷，只能称量 0.
9、27 克，称量克数太少，因此先制备两个氮气中甲烷的中间瓶。因之前已经制备了一个浓度为 19.05的氮气中甲烷，在这基础上再制备一个更低浓度的中间瓶（该中间瓶浓度为 2.00） 。氮气中甲烷混合气，瓶号：190091；规格：8 升铝合金瓶组分： CH4 N2浓度要求： 2.00% 余加入组分 气瓶称量值(g) 加入质量(g) 组分摩尔数(mol) 含量(%)空瓶 8283.7 - - - -19.99CH 4/N2 8370.5 86.8 3.38956 0.67757 2.00N2 9224.3 853.8 30.4819733.87153配制完成后放置在滚动装置上滚动 24 小时，中间瓶制备
10、即告完成。空气中甲烷混合气（以 2.00氮气中甲烷混合气加以氧气、氮气进行混合）瓶号：352880；规格：8 升铝合金瓶组分： CH4 Air浓度要求： 500ppm 余加入组分 气瓶称量值(g) 加入质量(g) 组分摩尔数(mol) 含量(ppm)空瓶 8310.3 - - - -2.00CH 4/N2 8334 23.7 0.85344 0.01707 500ppmN2 9067.0 733 26.16922- 4 -O2 9295.4 228.4 7.13750 34.16016配制完成后放置在滚动装置上滚动 24 小时，制备即告完成。3.2 空气甲烷气体标准物质的研究。3.2.1 实验
11、条件的选择空气中甲烷气体标准物质的组分测定：空气中甲烷采用 HP6890 气相色谱仪，FID 检测器。实验条件选择如下表：标准气体名称 空气中甲烷检测仪器 HP6890 气相色谱仪检测器 FID色谱柱 Al2O3/KCL柱温 100载气 氮气3.2.2 典型色谱图的色谱分离结果采用 FID 检测器，氮气作载气，对甲烷有响应，上述实验条件下出峰时间短，峰形好，灵敏度高。 （色谱图详见附件）3.3.标准气体的性能评价3.3.1 标准气体的均匀性考察气瓶内混合气体由于气体分子量、沸点不同，会引起分层或液化现象，虽然预先作了分压计算，并加以保险系数，规定了最高配制压力，并进行了长时间滚动，但还必须进行
12、均匀性试验。均匀性试验采用配制完成半小时至六小时，二周后至一年逐步减压取样分析来观察，数据结果见表 12。表 1 （空气中甲烷标气配制完成后半小时至六小时，压力由 9.5M Pa 逐步减压至 3.5M Pa的数据 mol/mol）气瓶内压力（ Mpa） 配制完成后的时间353976CH4 500（单位ppm）352868CH4 3.01(单位)9.5 半小时 500 3.008.5 1 小时 499 3.017.5 2 小时 502 3.016.5 3 小时 500 2.995.5 4 小时 501 3.004.5 5 小时 500 3.003.5 6 小时 503 3.01平均值 501 3
13、.00标准偏差 0.04 0.07表 2 （空气中甲烷标气配制完成后两周后至一年，压力由 9.5M Pa 逐步减压至 0.5M Pa 的数据 mol/mol）气瓶内压力（ Mpa）353909CH 4 502（单位ppm）353896CH 4 3.00 (单位)- 5 -9.5 500 3.008.5 499 3.017.5 505 3.016.5 502 2.995.5 501 3.004.5 500 3.013.5 503 3.012.5 502 3.011.5 502 2.990.5 503 3.00平均值 502 3.00标准偏差 0.17 0.08经气相色谱法测定结果表明，空气中甲烷
14、标准气体组分含量随压力的变化在允许范围内，由此可知，在不同压力下，组分含量浓度稳定，使用压力下限为 0.50Mpa。3.3.2 标准气体随时间的稳定性作为空气中甲烷气体标准物质，一个主要指标必须在较长时间内是稳定的，其各组分含量不允许发生变化，为此必须作长时间稳定性考察。稳定性考察采用色谱分析每隔一月检测一次，共进行了十二个月，数据结果见表 3。表 3 （ 甲烷每隔一月检测一次，共进行了十二个月的数据 mol/mol）检测日期 978155CH 4 3.00(单位) 270364CH 4499（单位ppm）06.10 3.00 50006.11 3.01 50006.12 3.00 49907
15、.01 3.00 49907.02 3.01 50307.03 2.99 50007.04 3.00 49907.05 2.99 50107.06 2.99 50107.07 3.00 49807.08 3.00 50007.09 3.01 499平均值 3.00 500标准偏差 0.07 0.13四、 氮气中一氧化碳4.1 配制实例4.1.1 氮气中一氧化碳混合气，瓶号：00329；规格：8 升铝合金瓶组分： CO N2浓度要求： 5.00% 余- 6 -加入组分 气瓶称量值(g) 加入质量(g) 组分摩尔数(mol) 含量 (%)空瓶 8319.9 - - -CO 8369.2 49.3
16、1.76009 4.99N2 9306.4 937.2 33.4595035.21959配制完成后放置在滚动装置上滚动 24 小时，制备即告完成。4.1.2 同理如果制备 500ppm 的氮气中一氧化碳，只能称量 0.47 克，称量克数太少，因此先制备两个氮气中一氧化碳的中间瓶。因之前已经制备了一个浓度为 4.99的氮气中一氧化碳，在这基础上再制备一个更低浓度的中间瓶（该中间瓶浓度为 4995ppm） 。氮气中一氧化碳混合气，瓶号：357665；规格：8 升铝合金瓶组分： CO N2浓度要求： 5000ppm 余加入组分 气瓶称量值(g) 加入质量(g) 组分摩尔数(mol) 含量(ppm)空
17、瓶 8293.7 - - - -4.99CO/N 2 8391.9 98.2 3.505891 0.17494 4995 N2 9274.7 882.8 31.51731 35.02326配制完成后放置在滚动装置上滚动 24 小时，中间瓶制备即告完成。氮气中一氧化碳混合气（以 4995 ppm 氮气中一氧化碳混合气加氮气进行混合）瓶号：04139；规格：8 升铝合金瓶组分： CO N2浓度要求： 500ppm 余加入组分 气瓶称量值(g) 加入质量(g) 组分摩尔数(mol) 含量(ppm)空瓶 8315.4 - - - -4995ppmCH4/N2 8413.7 98.3 3.51699 0
18、.01757 502N2 9295.7 882 31.4887534.99821配制完成后放置在滚动装置上滚动 24 小时，制备即告完成。4.2 氮气中一氧化碳标准物质的研究。4.2.1 实验条件的选择氮气中一氧化碳气体标准物质的组分测定：氮气中一氧化碳 5000ppm 及以下采用 HP6890气相色谱仪，配镍转化炉，FID 检测器；氮气中一氧化碳 5000ppm 以上采用 GC8800 气相色谱仪 TCD 检测器。实验条件选择如下表：标准气体名称 氮气中一氧化碳(5000ppm) 氮气中一氧化碳(5000ppm) 检测仪器 HP6890 气相色谱仪带镍转化炉GC8800 气相色谱仪检测器 F
19、ID TCD色谱柱 PORPAK Q 13X 分子筛柱温 50 50- 7 -载气 氮气 氦气4.2.2 典型色谱图的色谱分离结果采用 FID 检测器，镍转化炉氮气作载气，对 CO 有响应，上述实验条件下出峰时间短，峰形好，灵敏度高。采用 TCD 检测器，氦气作载气，对 CO 及氮气都有响应，上述实验条件下峰分离较好，灵敏度高。 （色谱图详见附件）4.3.标准气体的性能评价4.3.1 标准气体的均匀性考察气瓶内混合气体由于气体分子量、沸点不同，会引起分层或液化现象，虽然预先作了分压计算，并加以保险系数，规定了最高配制压力，并进行了长时间滚动，但还必须进行均匀性试验。均匀性试验采用配制完成半小时
20、至六小时，二周后至一年逐步减压取样分析来观察，数据结果见表 45。表 4 （氮气中一氧化碳标气配制完成后半小时至六小时，压力由 9.5M Pa 逐步减压至 3.5M Pa 的数据 mol/mol）气瓶内压力（Mpa）配制完成后的时间352865CO 501（单位ppm）353976CO 4.99(单位)9.5 半小时 500 4.978.5 1 小时 501 4.997.5 2 小时 502 4.976.5 3 小时 500 4.985.5 4 小时 501 4.994.5 5 小时 505 4.983.5 6 小时 503 4.99平均值 502 4.98标准偏差 0.18 0.09表 5
21、（氮气中一氧化碳标气配制完成后两周后至一年，压力由 9.5M Pa 逐步减压至 0.5M Pa的数据 mol/mol）气瓶内压力（ Mpa）353914CO 500（单位 ppm）353973CO 5.00(单位)9.5 501 4.998.5 501 57.5 502 4.986.5 500 4.985.5 498 54.5 497 4.993.5 503 4.992.5 502 4.981.5 503 4.980.5 502 5.01平均值 501 4.99标准偏差 0.20 0.09- 8 -经气相色谱法测定结果表明，氮气中一氧化碳标准气体组分含量随压力的变化在允许范围内，由此可知，在不
22、同压力下，组分含量浓度稳定，使用压力下限为 0.50Mpa。4.4 标准气体随时间的稳定性作为氮气中一氧化碳气体标准物质，一个主要指标必须在较长时间内是稳定的，其各组分含量不允许发生变化，为此必须作长时间稳定性考察。稳定性考察采用色谱分析每隔一月检测一次，共进行了十二个月，数据结果见表 6。表 6 （ 一氧化碳每隔一月检测一次，共进行了十二个月的数据 mol/mol）检测日期 04139 CO 502（单位 ppm） 00329 CO 5.00(单位)06.10 501 4.9706.11 501 5.0206.12 502 4.9707.01 500 4.9807.02 498 5.0007
23、.03 497 4.9907.04 503 4.9907.05 502 4.9807.06 503 4.9807.07 502 4.9707.08 502 4.9707.09 501 4.97平均值 501 4.98标准偏差 0.18 0.09五、 氮气中一氧化氮5.1 配制实例5.1.1 由于一氧化氮分子量比较低，如果制备 5000ppm 的氮气中一氧化氮，只能称量 5.1 克，称量克数太少，因此先制备一个氮气中一氧化氮的中间瓶（该中间瓶浓度为 3.00） 。氮气中一氧化氮混合气，瓶号：190331；规格：8 升铝合金瓶组分： NO N2浓度要求： 3.00% 余加入组分 气瓶称量值(g)
24、加入质量(g) 组分摩尔数(mol) 含量 (%)空瓶 8297.4 - - -CH4 8328.9 31.5 1.05000 3.00N2 9280.5 951.6 33.9735834.02358配制完成后放置在滚动装置上滚动 24 小时，中间瓶制备即告完成。氮气中一氧化氮混合气（以 3.00氮气中一氧化氮混合气加氮气进行混合）瓶号：02153；规格：8 升铝合金瓶组分： NO N2浓度要求： 5000ppm 余加入组分 气瓶称量值(g) 加入质量(g) 组分摩尔数(mol) 含量(ppm)- 9 -空瓶 8831.5 - - - -3.00NO/N 2 8958.4 126.9 4.52
25、084 0.13562 4801N2 9623.1 664.7 23.73081 28.25165配制完成后放置在滚动装置上滚动 24 小时，制备即告完成。5.1.2 同理如果制备 50ppm 的氮气中一氧化氮，只能称量 0.051 克，称量克数太少，因此先制备两个氮气中一氧化氮的中间瓶。氮气中一氧化氮混合气，瓶号：352934；规格：8 升铝合金瓶组分： NO N2浓度要求： 2500ppm 余加入组分 气瓶称量值(g) 加入质量(g) 组分摩尔数(mol) 含量(ppm)空瓶 8315.7 - - - -NO 8397.9 82.2 2.92839 0.087852 2499N2 9300
26、.6 902.7 32.22778 35.15616氮气中一氧化氮混合气（以 2499ppm 氮气中一氧化氮混合气加氮气进行混合） ，瓶号：02670；规格：8 升铝合金瓶组分： NO N2浓度要求：50PPM 余加入组分 气瓶称量值(g) 加入质量(g) 组分摩尔数(mol) 含量(ppm)空瓶 8325.7 - - - -2499ppmNO/N2 8346.9 21.2 0.75687 0.00189 53N2 9336.9 990.0 35.3445 36.10137配制完成后放置在滚动装置上滚动 24 小时，制备即告完成。5.2 氮气中一氧化氮气体标准物质的研究。5.2.1 实验条件的
27、选择氮气中一氧化氮气体标准物质的组分测定：氮气中一氧化氮采用 42C 氮氧化物分析仪。实验条件选择如下表：标准气体名称 氮气中一氧化氮检测仪器 42 C 氮氧化物分析仪流量 200 ml/min53.标准气体的性能评价5.3.1 标准气体的均匀性考察气瓶内混合气体由于气体分子量、沸点不同，会引起分层或液化现象，虽然预先作了分压计算，并加以保险系数，规定了最高配制压力，并进行了长时间滚动，但还必须进行均匀性试验。均匀性试验采用配制完成半小时至六小时，二周后至一年逐步减压取样分析来观察，数据结果见表 78。表 7 （氮气中一氧化氮标气配制完成后半小时至六小时，压力由 9.5M Pa 逐步减压至 3
28、.5M Pa 的数据 mol/mol）- 10 -气瓶内压力（Mpa）配制完成后的时间353438NO 50（单位 ppm）353977NO 4997(单位 ppm)9.5 半小时 49 49908.5 1 小时 49 49837.5 2 小时 50 49826.5 3 小时 50 49975.5 4 小时 48 49804.5 5 小时 50 49903.5 6 小时 52 4985平均值 49.7 4986标准偏差 0.13 0.06表 8 （氮气中一氧化氮标气配制完成后两周后至一年，压力由 9.5M Pa 逐步减压至 0.5M Pa的数据 mol/mol）气瓶内压力（Mpa）353497
29、NO 51（单位 ppm）353397NO 5002(单位 ppm)9.5 51 50008.5 49 49817.5 51 50096.5 50 50105.5 48 49924.5 49 50053.5 50 49932.5 50 49961.5 51 50030.5 52 4989平均值 50.1 4998标准偏差 0.12 0.09经化学发光法测定结果表明，氮气中一氧化氮标准气体组分含量随压力的变化在允许范围内，由此可知，在不同压力下，组分含量浓度稳定，使用压力下限为 0.50Mpa。5.3.2 标准气体随时间的稳定性作为氮气中一氧化氮气体标准物质，一个主要指标必须在较长时间内是稳定的
30、，其各组分含量不允许发生变化，为此必须作长时间稳定性考察。稳定性考察采用色谱分析每隔一月检测一次，共进行了十二个月，数据结果见表 9。表 9 （ 一氧化氮每隔一月检测一次，共进行了十二个月的数据 mol/mol）检测日期 02670 NO 53(单位 ppm) 02153 NO 4801（单位ppm）06.10 52 479506.11 50 479106.12 52 479907.01 49 4810- 11 -07.02 51 478607.03 53 480207.04 52 478107.05 50 479907.06 51 480607.07 48 480507.08 49 4800
31、07.09 50 4792平均值 50.6 4797标准偏差 0.15 0.08六、 氮气中二氧化硫6.1 配制实例6.1.1 氮气中二氧化硫混合气，瓶号：0040；规格：8 升铝合金瓶组分： SO2 N2浓度要求： 2.00% 余加入组分 气瓶称量值(g) 加入质量(g) 组分摩尔数(mol) 含量 (%)空瓶 8289.9 - - -SO2 8334.5 44.6 0.69687 2.00N2 9291.9 957.4 34.1806534.87752配制完成后放置在滚动装置上滚动 24 小时，制备即告完成。6.1.2 同理如果制备 500ppm 的氮气中二氧化硫，只能称量 1.09 克，
32、称量克数太少，因此需先制备一个氮气中二氧化硫的中间瓶。因之前已经制备了一个浓度为 2.00的氮气中二氧化硫，在这里也可以把它当中间瓶使用。氮气中二氧化硫混合气，瓶号：04151；规格：8 升铝合金瓶组分： SO2 N2浓度要求： 500ppm 余加入组分 气瓶称量值(g) 加入质量(g) 组分摩尔数(mol) 含量(ppm)空瓶 8277.4 - - - -2.00SO 2/N2 8302.9 25.5 0.88757 0.017751 499 N2 9273.9 971 34.66619 35.55376配制完成后放置在滚动装置上滚动 24 小时，制备即告完成。6.2 氮气中二氧化硫标准物质
33、的研究。6.2.1 实验条件的选择氮气中二氧化硫气体标准物质的组分测定：氮气中二氧化硫采用 HP6890 气相色谱仪，配 FPD 检测器。实验条件选择如下表：标准气体名称 氮气中二氧化硫- 12 -检测仪器 HP6890 气相色谱仪检测器 FPD色谱柱 HP-5柱温 50载气 氮气6.2.2 典型色谱图的色谱分离结果采用 FPD 检测器，氮气作载气，对 SO2 有响应，上述实验条件下出峰时间短，峰形好，灵敏度高（色谱图详见附件）.6.3.标准气体的性能评价6.3.1 标准气体的均匀性考察气瓶内混合气体由于气体分子量、沸点不同，会引起分层或液化现象，虽然预先作了分压计算，并加以保险系数，规定了最
34、高配制压力，并进行了长时间滚动，但还必须进行均匀性试验。均匀性试验采用配制完成半小时至六小时，二周后至一年逐步减压取样分析来观察，数据结果见表 1011。表 10（氮气中二氧化硫标气配制完成后半小时至六小时，压力由 9.5M Pa 逐步减压至 3.5M Pa 的数据 mol/mol）气瓶内压力（Mpa）配制完成后的时间353434SO2 499（单位ppm）353594SO2 2.00(单位)9.5 半小时 501 1.998.5 1 小时 501 2.007.5 2 小时 496 2.006.5 3 小时 500 1.995.5 4 小时 499 2.004.5 5 小时 498 2.013
35、.5 6 小时 503 2.00平均值 499.7 2.00标准偏差 0.20 0.69表 11 （氮气中二氧化硫标气配制完成后两周后至一年，压力由 9.5M Pa 逐步减压至 0.5M Pa 的数据 mol/mol）气瓶内压力（ Mpa）353434SO 2 499（单位ppm）353594SO 2 2.00(单位)9.5 498 2.008.5 500 1.997.5 502 1.996.5 495 1.995.5 498 1.994.5 497 1.993.5 494 2.012.5 496 2.011.5 493 1.99- 13 -0.5 498 2.00平均值 497 1.99标准
36、偏差 0.27 0.84经气相色谱法测定结果表明，氮气中二氧化硫标准气体组分含量随压力的变化在允许范围内，由此可知，在不同压力下，组分含量浓度稳定，使用压力下限为 0.50Mpa。6.4 标准气体随时间的稳定性作为氮气中二氧化硫气体标准物质，一个主要指标必须在较长时间内是稳定的，其各组分含量不允许发生变化，为此必须作长时间稳定性考察。稳定性考察采用色谱分析每隔一月检测一次，共进行了十二个月，数据结果见表 12。表 12 （二氧化硫每隔一月检测一次，共进行了十二个月的数据 mol/mol）检测日期 04151 SO2 513（单位ppm）0040SO 2 2.00(单位)06.10 507 2.
37、0006.11 502 1.9806.12 500 1.9807.01 503 1.9907.02 502 2.0107.03 505 1.9907.04 509 1.9907.05 506 2.0007.06 505 2.0007.07 506 1.9907.08 508 2.0107.09 502 2.00平均值 505 2.00标准偏差 0.28 0.10七、 氮气中二氧化碳7.1 配制实例7.1.1 氮气中二氧化碳混合气，瓶号：196697；规格：8 升铝合金瓶组分： CO2 N2浓度要求： 5.00% 余加入组分 气瓶称量值(g) 加入质量(g) 组分摩尔数(mol) 含量 (%)空
38、瓶 8221.3 - - -CO2 8298.9 77.6 1.76363 5.03N2 9230.9 932 33.2738335.03746配制完成后放置在滚动装置上滚动 24 小时，制备即告完成。7.1.2 同理如果制备 500ppm 的氮气中二氧化碳，只能称量 0.49 克，称量克数太少，因此先制备两个氮气中二氧化碳的中间瓶。因之前已经制备了一个浓度为 4.99的氮气中二氧化碳，在这里也可以把它当中间瓶使用。- 14 -氮气中二氧化碳混合气，瓶号：177287；规格：8 升铝合金瓶组分： CO2 N2浓度要求： 1.00% 余加入组分 气瓶称量值(g) 加入质量(g) 组分摩尔数(mo
39、l) 含量(%)空瓶 8199.4 - - - -5.03CO2/N2 8409.5 203.1 7.04963 0.35178 0.99N2 9200.1 797.6 28.4755435.52517氮气中二氧化碳混合气（以 0.99%氮气中二氧化碳混合气加氮气进行混合） ，瓶号：352884；规格：8 升铝合金瓶组分： CO2 N2浓度要求：500PPM 余加入组分 气瓶称量值(g) 加入质量(g) 组分摩尔数(mol) 含量(ppm)空瓶 8178.5 - - - -0.99%CO2/N2 8228.9 50.4 1.78914 0.017712 503N2 9165.9 937 33.
40、45234 35.24148配制完成后放置在滚动装置上滚动 24 小时，制备即告完成。7.2 氮气中二氧化碳气体标准物质的研究。7.2.1 实验条件的选择氮气中二氧化碳气体标准物质的组分测定：氮气中二氧化碳 5000ppm 及以下采用HP6890 气相色谱仪，FID 检测器；氮气中二氧化碳 5000ppm 以上采用 GC8800 气相色谱仪TCD 检测器。实验条件选择如下表：标准气体名称 氮气中二氧化碳(5000ppm) 氮气中二氧化碳(5000ppm) 检测仪器 HP6890 气相色谱仪带镍转化炉GC8800 气相色谱仪检测器 FID TCD色谱柱 PORAPAK Q 13X 分子筛柱温 5
41、0 50载气 氮气 氦气7.2.2 典型色谱图的色谱分离结果采用 FID 检测器，镍转化炉，氮气作载气，对 CO2 有响应，上述实验条件下出峰时间短，峰形好，灵敏度高。采用 TCD 检测器，氦气作载气，对 CO2 及氮气都有响应，上述实验条件下峰分离较好，灵敏度高。 （色谱图详见附件）73.标准气体的性能评价7.3.1 标准气体的均匀性考察气瓶内混合气体由于气体分子量、沸点不同，会引起分层或液化现象，虽然预先作了分压计算，并加以保险系数，规定了最高配制压力，并进行了长时间滚动，但还必须进行均匀性试验。均匀性试验采用配制完成半小时至六小时，二周后至一年逐步减压取样分析来观察，数据结果见表 131
42、4。表 13 （氮气中二氧化碳标气配制完成后半小时至六小时，压力由 9.5M Pa 逐步减压至- 15 -3.5M Pa 的数据 mol/mol）气瓶内压力（Mpa）配制完成后的时间352884CO2 503（单位ppm）353509CO2 5.03(单位%)9.5 半小时 505 5.028.5 1 小时 504 5.037.5 2 小时 506 5.026.5 3 小时 506 5.015.5 4 小时 505 5.024.5 5 小时 502 5.013.5 6 小时 501 5.03平均值 504 5.02标准偏差 0.19 0.81表 14 （氮气中二氧化碳标气配制完成后两周后至一年
43、，压力由 9.5M Pa 逐步减压至 0.5M Pa 的数据 mol/mol）气瓶内压力（Mpa）354929CO 2 501（单位ppm）353948CO 2 5.00 (单位%)9.5 501 5.008.5 505 5.027.5 500 5.016.5 499 4.995.5 498 4.994.5 502 5.013.5 500 5.002.5 501 5.021.5 498 5.010.5 498 5.01平均值 500 5.01标准偏差 0.20 0.11经气相色谱法测定结果表明，氮气中二氧化碳标准气体组分含量随压力的变化在允许范围内，由此可知，在不同压力下，组分含量浓度稳定，使
44、用压力下限为 0.50Mpa。7.4 标准气体随时间的稳定性作为氮气中二氧化碳气体标准物质，一个主要指标必须在较长时间内是稳定的，其各组分含量不允许发生变化，为此必须作长时间稳定性考察。稳定性考察采用色谱分析每隔一月检测一次，共进行了十二个月，数据结果见表 15。表 15 （二氧化碳每隔一月检测一次，共进行了十二个月的数据 mol/mol）检测日期 045190CO 2 500（单位 ppm） 0040 CO2 5.02 (单位)06.10 500 5.0206.11 502 5.0406.12 500 5.04- 16 -07.01 503 5.0207.02 502 5.0307.03 5
45、05 5.0107.04 504 5.0207.05 506 5.0007.06 505 5.0307.07 506 5.0107.08 504 5.0207.09 502 5.03平均值 505 5.03标准偏差 0.21 0.13八、 氮气中氧8.1 配制实例8.1.1 由于浓度为 2%氮气中氧混合气已经于今年申请并通过了标准物质鉴定，在此只考虑 50ppm 氮气中氧混合气。8.1.2 如果制备 50ppm 的氮气中氧，只能称量 0.054 克，称量克数太少，因此必需先制备两个氮气中氧的中间瓶。因之前已经制备了一个浓度为 2.00的氮气中氧，在这里也可以把它当中间瓶使用。氮气中氧混合气，瓶
46、号：177323；规格：8 升铝合金瓶组分： O2 N2浓度要求： 0.100% 余加入组分 气瓶称量值(g) 加入质量(g) 组分摩尔数(mol) 含量(%)空瓶 8201.1 - - - -2.00O 2/N2 8248.7 47.6 1.69818 0.03396 0.100N2 9152.4 903.7 32.26347 33.96165氮气中氧混合气（以 0.100%氮气中氧混合气加氮气进行混合） ，瓶号：001939；规格：8升铝合金瓶组分： O2 N2浓度要求：100ppm 余加入组分 气瓶称量值(g)加入质量(g) 组分摩尔数(mol) 含量(ppm)空瓶 8198.2 - -
47、 - -0.100% CO2/N2 8293.4 95.2 3.39878 0.003398 100N2 9150.0 856.6 30.58193 33.98071配制完成后放置在滚动装置上滚动 24 小时，制备即告完成。8.2 氮气中氧气体标准物质的研究。8.2.1 实验条件的选择氮气中氧气体标准物质的组分测定：氮气中氧采用 Delta F 微量氧分析仪检测。83.标准气体的性能评价- 17 -8.3.1 标准气体的均匀性考察气瓶内混合气体由于气体分子量、沸点不同，会引起分层或液化现象，虽然预先作了分压计算，并加以保险系数，规定了最高配制压力，并进行了长时间滚动，但还必须进行均匀性试验。均
48、匀性试验采用配制完成半小时至六小时，二周后至一年逐步减压取样分析来观察，数据结果见表 1617。表 16 （氮气中氧标气配制完成后半小时至六小时，压力由 9.5M Pa 逐步减压至 3.5M Pa 的数据 mol/mol）气瓶内压力（ Mpa） 配制完成后的时间 001939O 2 100（单位 ppm）9.5 半小时 1028.5 1 小时 1047.5 2 小时 1036.5 3 小时 1045.5 4 小时 1024.5 5 小时 1033.5 6 小时 103平均值 103标准偏差 0.81表 17 （氮气中氧标气配制完成后两周后至一年，压力由 9.5M Pa 逐步减压至 0.5M Pa 的数据 mol/mol）气瓶内压力（ Mpa） 06653 O2 104（单位 ppm）9.5 1068.5 1077.5 1056.5 1075.5 1064.5 1063.5 1072.5 1061.5 1070.5 107平均值 106标准偏差 0.70由上表实验数据表明，空气中甲烷、氮气中一氧化碳、氮气中一氧化氮、氮气中二氧化硫、氮气中二氧化碳、氮气中氧气体标准物质组分含量，随时
