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CH4CONOSO2CO2O2推荐值500ppm500ppm50ppm500ppm500ppm100ppm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10-3≤Xi≤1（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：mi——niMiXi=————=———————ni+∑njmimj——+∑——MiMj式中i、j混合气体中组分符号：ni为质量为mi的i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10-4≤X2i≤10-2（mol）的混合气均采用二次稀释法。取质量为μ1的混合气（即在2.1.1中制备的混合气a）,用一种质量为μd1、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：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10-6≤X3i≤10-4（mol）的低浓度混合气均采用三次稀释法。取质量为μ2的混合气（即在2.1.2中制备的混合气b）,用一种质量为μd2、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：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-Ⅲ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SB1600116000g0.1g2.3.钢瓶规格2.3.18升铝合金瓶2.3.24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Pa。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H2≤0.17×10-6，O2≤1.90×10-6,H2O≤2.50×10-6,CO≤0.03×10-6,CH4≤0.06×10-6,CO2≤0.07×10-6。2.5.2氧(99.995％以上),其中Ar≤10×10-6，N2≤20×10-6,H2O≤10×10-6,总碳含量（以CH4计）≤2×10-6,CO2≤1×10-6。2.5.3CO（99.9%以上），2.5.4NO（99.9%以上），其中NO2≤18×10-6，N2O≤180×10-6,N2≤600×10-6,CO2≤98×10-6,O2≤80×10-6mol/mol。（99.9%以上），其中H2O≤300×10-6。（99.9%以上），2.6.配制压力不大于10MPa。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％）。氮气中甲烷混合气，瓶号：190245；规格：8升铝合金瓶组分：CH4N2CH4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：CH4Air19.05％CH4/N2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0.27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：CH4N219.99％CH4/N2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。空气中甲烷混合气（以2.00％氮气中...
