一、標準氣體(ti)的概念理解

1、定(ding)義：標準氣(qi)體(ti)是帶有證書的具有計量(liang)溯源(yuan)性的一種(zhong)或多(duo)種(zhong)準確(que)特性量(liang)值，用于校(xiao)準儀(yi)器， 評價測量(liang)方法或給物質賦值的氣(qi)體(ti)。

2、特性(xing)：

1）穩(wen)(wen)定(ding)性：在(zai)(zai)規(gui)定(ding)的(de)時間間隔和環境(jing)條件(jian)下， 標(biao)準氣(qi)體的(de)特性量值保持在(zai)(zai)規(gui)定(ding)的(de)范圍內的(de)特性、標(biao)準氣(qi)體的(de)穩(wen)(wen)定(ding)性表(biao)現在(zai)(zai)氣(qi)體對氣(qi)瓶和閥(fa)門(men)不產生吸(xi)附和反應， 氣(qi)體組分之間不發生化學(xue)反應。

2） 均(jun)勻性(xing)(xing)(xing)：均(jun)勻性(xing)(xing)(xing)是物質的(de)一種或幾(ji)種特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)具(ju)有相同組(zu)分(fen)或相同結構的(de)狀態、標準(zhun)氣體的(de)均(jun)勻性(xing)(xing)(xing)表(biao)現在不(bu)同溫度(du)和壓力下(xia)各組(zu)分(fen)的(de)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)量值在規定的(de)范圍(wei)內。氣體組(zu)分(fen)不(bu)分(fen)層，無液化。

3）準(zhun)(zhun)確性：是指標準(zhun)(zhun)氣(qi)體(ti)具有準(zhun)(zhun)確計(ji)量的標準(zhun)(zhun)值。其量值可以溯(su)源。

二、標準氣(qi)體的制備過程

無論是采用壓力法(fa)，體(ti)積(ji)(ji)法(fa)或(huo)稱量法(fa)制(zhi)備瓶裝標準(zhun)(zhun)氣(qi)體(ti)， 均需通過下列(lie)過程(cheng)實現。充裝----滾動混勻----分析檢測----給出量值(zhi)(檢驗報告(gao)或(huo)標準(zhun)(zhun)物(wu)質證(zheng)書)。通過壓力法(fa)/體(ti)積(ji)(ji)法(fa)或(huo)稱量法(fa)實現混合氣(qi)體(ti)充裝已不(bu)再(zai)是難題， 只要具(ju)備高精度(du)的(de)壓力表(biao)和(he)高精度(du)的(de)天平、充裝是很(hen)容易實現的(de)。如何使標準(zhun)(zhun)氣(qi)體(ti)量值(zhi)準(zhun)(zhun)確和(he)有(you)效， 是所有(you)標準(zhun)(zhun)氣(qi)體(ti)制(zhi)造(zao)商和(he)研究機構面(mian)臨的(de)任(ren)務(wu)。

三、影響標準(zhun)氣體量值穩定(ding)的因素：

1、氣(qi)(qi)瓶和(he)閥(fa)門材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao) 在氣(qi)(qi)體充裝前， 要(yao)充分考(kao)慮到氣(qi)(qi)體各(ge)組分與氣(qi)(qi)瓶材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)， 閥(fa)門及密(mi)封材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的相容性， 作為標(biao)(biao)準(zhun)氣(qi)(qi)體的包裝容器(qi)， 碳(tan)鋼，鋁合(he)金材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)已被(bei)廣泛應用。不同濃度，不同組分的標(biao)(biao)準(zhun)氣(qi)(qi)體是否和(he)氣(qi)(qi)瓶材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)或閥(fa)門材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)相容， 直(zhi)接影響(xiang)到標(biao)(biao)準(zhun)氣(qi)(qi)體的質量(liang)。如氟(fu)化氫，氯(lv)化氫，氟(fu)氣(qi)(qi)，氯(lv)氣(qi)(qi)， 氯(lv)甲烷(wan)，氯(lv)乙烷(wan)，溴(xiu)甲烷(wan)等與鋁產生(sheng)反(fan)應， 不能用鋁合(he)金氣(qi)(qi)瓶直(zhi)接盛裝。一定濃度的腐蝕性氣(qi)(qi)體不能選(xuan)擇銅閥(fa)而(er)需(xu)要(yao)選(xuan)擇不銹(xiu)鋼閥(fa)。

2、氣(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)處(chu)理(li)(li)(li)方(fang)(fang)法(fa) 用(yong)于盛(sheng)裝標(biao)準(zhun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)， 內表(biao)(biao)(biao)面(mian)需進行常規處(chu)理(li)(li)(li)和特殊(shu)處(chu)理(li)(li)(li)， 以保證標(biao)準(zhun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)量值(zhi)的(de)穩定。處(chu)理(li)(li)(li)方(fang)(fang)法(fa)包(bao)括加熱除去氣(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)內的(de)水分， 抽真空置換除去空氣(qi)(qi)(qi)(qi)及其他(ta)雜質氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)， 內表(biao)(biao)(biao)面(mian)涂(tu)層使(shi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)內表(biao)(biao)(biao)面(mian)減少與組份氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)物理(li)(li)(li)吸附或(huo)化學反應；內表(biao)(biao)(biao)面(mian)鈍化使(shi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)內表(biao)(biao)(biao)面(mian)具有(you)好的(de)惰性， 有(you)利于活潑(po)性氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)混合物的(de)量值(zhi)穩定。對(dui)于微量活潑(po)性氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)， 正確地選擇氣(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)處(chu)理(li)(li)(li)方(fang)(fang)法(fa)是制備標(biao)準(zhun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)關鍵。

3、組(zu)(zu)成混合(he)氣體各組(zu)(zu)份(fen)原料(liao)(liao)(liao)氣的(de)(de)(de)純度(du)及雜質(zhi)(zhi)。除了材料(liao)(liao)(liao)相(xiang)容(rong)性(xing)和(he)進行適當(dang)的(de)(de)(de)氣瓶處理(li)外， 原材料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)純度(du)是另一個值(zhi)(zhi)得注意(yi)的(de)(de)(de)問題、如果(guo)原料(liao)(liao)(liao)中含(han)有和(he)配制(zhi)組(zu)(zu)份(fen)相(xiang)同的(de)(de)(de)雜質(zhi)(zhi)， 雜質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)準確(que)定量(liang)就直(zhi)接影響到組(zu)(zu)分的(de)(de)(de)量(liang)值(zhi)(zhi)、如制(zhi)備氮氣為背景氣的(de)(de)(de)1ppm二氧化(hua)碳標準氣體， 除了要知(zhi)道組(zu)(zu)分氣的(de)(de)(de)純度(du)外，還(huan)要知(zhi)道高純氮氣中CO2的(de)(de)(de)含(han)量(liang)。這樣才能給出(chu)CO2的(de)(de)(de)準確(que)量(liang)值(zhi)(zhi)。

4、氣(qi)體(ti)組分的相容性 如(ru)果(guo)配制氮(dan)氣(qi)中(zhong)NO/N2 標準氣(qi)體(ti)， 如(ru)果(guo)高純氮(dan)中(zhong)含有氧或充裝中(zhong)帶入氧， 那么混(hun)合氣(qi)體(ti)就變(bian)成了NO2/N2了、類似(si)問題可(ke)總結為以(yi)下方面(mian)：

1） 酸(suan)性(xing)(xing)氣體和堿(jian)性(xing)(xing)氣體：常見(jian)的酸(suan)性(xing)(xing)氣體包括：HCl， H2S， SO， NO2， 有(you)機酸(suan)等不(bu)能(neng)和堿(jian)性(xing)(xing)氣體如NH3及有(you)機胺充入一(yi)個(ge)氣瓶(ping)中；

2） 還原性(xing)(xing)氣體(ti)和(he)氧化(hua)性(xing)(xing)氣體(ti)不(bu)相容(rong)， 不(bu)能充裝在一個(ge)氣瓶中。如：H2S和(he)SO2， H2S和(he)NO2， H2和(he)CL2等。

3） 可(ke)燃或(huo)自燃氣(qi)體與(yu)氧(yang)化(hua)(hua)性氣(qi)體： 如果在(zai)爆炸下限(xian)以(yi)上(shang)(shang)或(huo)最小(xiao)需氧(yang)量以(yi)上(shang)(shang)將(jiang)可(ke)燃氣(qi)體和(he)氧(yang)化(hua)(hua)性氣(qi)體充入同一(yi)個氣(qi)瓶中， 會有(you)爆炸的(de)危險(xian)。碳氫化(hua)(hua)合物和(he)氫氣(qi)作為可(ke)燃氣(qi)體容易被人(ren)們(men)重(zhong)視(shi)，而一(yi)氧(yang)化(hua)(hua)碳的(de)可(ke)燃性卻常(chang)常(chang)被人(ren)們(men)忽視(shi)， 而只是(shi)關注(zhu)了它(ta)的(de)毒(du)性。氧(yang)氣(qi)是(shi)助燃氣(qi)體， 而NO、N2O、NO2、 F2、 CL2、NF3，等其它(ta)氧(yang)化(hua)(hua)性氣(qi)體同樣(yang)可(ke)以(yi)助燃，并和(he)可(ke)燃性氣(qi)體起爆炸反應。當制(zhi)(zhi)備可(ke)燃氣(qi)體和(he)氧(yang)化(hua)(hua)性氣(qi)體混和(he)氣(qi)時， 要經(jing)過嚴(yan)格的(de)計算包括制(zhi)(zhi)備濃(nong)度和(he)制(zhi)(zhi)備壓力；不僅如此， 還要制(zhi)(zhi)定嚴(yan)格的(de)制(zhi)(zhi)備工(gong)藝包括進樣(yang)順序，制(zhi)(zhi)備過程中混勻、分(fen)析等。

四、標準氣(qi)體(ti)的檢(jian)測(ce)

標準氣體的量值是否滿足要(yao)(yao)求(qiu)， 分析(xi)(xi)檢(jian)測(ce)是重要(yao)(yao)的環節之(zhi)一。按照制備方法(fa)充裝完成(cheng)后， 量值的均勻性，穩定(ding)性和(he)準確性如何， 必需靠分析(xi)(xi)檢(jian)測(ce)來完成(cheng)。氣相色譜(pu)法(fa)作(zuo)為廣泛應用(yong)的定(ding)量分析(xi)(xi)方法(fa)已被人們認同，分離柱已從填充柱發展到(dao)毛細管柱，大大優化了柱效能(neng)， 而檢(jian)測(ce)技(ji)術已從常量檢(jian)測(ce)發展到(dao)微量及(ji)痕量分析(xi)(xi)。

常用(yong)的(de)檢測器包(bao)括TCD、 FID、 ECD、FPD、 TSD、 HID、DID、PDID，化學分(fen)析(xi)作為經典(dian)分(fen)析(xi)方(fang)法也常用(yong)在(zai)腐蝕(shi)性氣體的(de)分(fen)析(xi)中(zhong)(zhong)， 紅外光譜(pu)(pu)法、可(ke)見--紫外光譜(pu)(pu)法、 色譜(pu)(pu)/質譜(pu)(pu)聯用(yong)技(ji)術也常用(yong)在(zai)氣體分(fen)析(xi)中(zhong)(zhong)。

五、標準(zhun)氣(qi)體的應用

如何更好的(de)(de)使(shi)用標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)， 是標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)制(zhi)造商關心的(de)(de)問題。通常在制(zhi)備某些微量腐蝕性(xing)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)或微量氧，氮(dan)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)時(shi)，制(zhi)備過程(cheng)可謂是充(chong)滿了(le)血和淚， 而對于客戶來說， 常常因使(shi)用不當，造成一些錯誤的(de)(de)結果、使(shi)用標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)應該(gai)做到如下幾點：

1、選(xuan)擇減壓器和輸氣(qi)管(guan)路(lu)(lu)時，一定要(yao)注意材料(liao)和氣(qi)體(ti)(ti)的相容(rong)性， 如在(zai)做微量氧(yang)，氮(dan)標準氣(qi)體(ti)(ti)時， 管(guan)路(lu)(lu)不(bu)能(neng)選(xuan)擇塑(su)料(liao)管(guan)和橡膠管(guan)路(lu)(lu)而(er)要(yao)選(xuan)擇金屬管(guan)路(lu)(lu)， 而(er)作腐蝕性氣(qi)體(ti)(ti)時，選(xuan)擇未(wei)經(jing)處理(li)的金屬管(guan)路(lu)(lu)會對組分產生吸附；

2、在合(he)適的溫度(du)(du)下(xia)存(cun)放(fang)氣(qi)瓶， 對于易(yi)液化(hua)氣(qi)體，要注意貯存(cun)溫度(du)(du)和使用溫度(du)(du)， 避免(mian)在低溫下(xia)易(yi)也化(hua)氣(qi)體成分液化(hua)；

3、取樣前，對壓力(li)調解器(qi)和(he)管路系統充(chong)分清(qing)洗，確(que)保取樣樣品和(he)氣瓶(ping)中(zhong)的組份濃度一致；

4、標準(zhun)氣(qi)(qi)體取樣(yang)完成后， 要關畢(bi)氣(qi)(qi)瓶(ping)閥(fa)， 避免空氣(qi)(qi)反擴散到氣(qi)(qi)瓶(ping)中；

5、注意標準氣體的有效期和最低允(yun)許使用壓力。