准确测定高纯二氧化碳中的氮气含量,是确保产品符合国家强制性质量标准的核心环节。新版《高纯二氧化碳》标准 GB/T 23938—2021 对氮气检测提出了明确技术路径:必须依据 GB/T 28726《气体分析 氦离子化气相色谱法》进行。
本文将从原理、设备、操作到数据处理,系统解析这一标准方法的实操要点。
首先,氦离子化气相色谱法(HID-GC)利用高能氦等离子体将气体分子电离,通过检测离子电流强度来定量各组分。该方法对N₂、O₂、H₂、CO等无机气体灵敏度高(可达0.1 ppm以下),且无需复杂前处理,非常适合高纯CO₂中痕量氮气的快速分析。
在仪器配置上,需配备专用色谱柱(如分子筛柱)实现N₂与CO₂的有效分离。由于CO₂主峰巨大,可能掩盖微量N₂峰,因此需优化载气流速、柱温程序及进样量,避免峰重叠。标准建议采用定体积进样阀,确保进样重复性。
采样环节同样关键。根据附录A,若采用直接采样法(适用于气瓶或杜瓦罐),需通过汽化器将液态CO₂完全气化,并用样品气充分吹扫管路至少3次,以排除空气残留(空气中含78% N₂!)。
若采用间接采样(如槽车取样),则需使用经钝化处理的不锈钢采样钢瓶,并严格控制预留40%气相空间,防止液体膨胀导致压力异常。
数据分析时,应使用经认证的标准气体进行校准,建立N₂浓度-响应值的标准曲线。检测结果需保留至少两位有效数字,并与标准限值比对。若结果接近临界值,建议重复测定或送第三方实验室复核。
最后,标准强调:当对检测结果有异议时,以 GB/T 28726 方法为仲裁依据。因此,企业实验室应定期参与能力验证,确保检测能力持续符合国标要求。

