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一氧化碳的檢測方法及其原理
空氣中一氧化碳的檢測方法
一。不分光紅外氣體分析法
1 原理
一氧化碳對不分光紅外箱具有選擇性的吸收。在一定范圍內(nèi)，吸手值與一氧化碳濃度呈線性關(guān)系。根據(jù)吸收值確定樣品中一氧化碳的濃度。
2 試劑和材料
2. 1 變色硅膠：于120℃下干燥2h
2. 2 無水氯鈣：分析純。
2. 3 高純氮氣：純度99.99%。
2. 4 霍加拉特（Hopcalite）氧化劑：10~20目顆粒。霍加拉特氧化劑主要成分為霍化猛（M n O）和氧化銅（CuO）它 作用是講空氣中的一氧化碳氧化成二氧化碳，用于儀器調(diào)零。此氧化劑在100℃以下的氧化效率應(yīng)達到100%。為保證其氧化效率，在使用存放過程中應(yīng)保持干燥。
2. 5 一氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣體：貯于鋁合金瓶中。
3 儀器和設(shè)備
3.1 一氧化碳不分光紅外線氣體分析儀。
3.1 .1儀器主要性能如下：
測量范圍：0~30ppm;0~100ppm兩檔
重現(xiàn)性：≤0.5%（滿刻度）
零點漂移：≤±2%滿刻度/4h
跨度漂移：≤±2%滿刻度/4h
線性偏差：≤±1.5%滿刻度
啟動時間：30min~1h
抽汽流量：0.5L/min左右
響應(yīng)時間：指針指示或數(shù)值顯示到滿刻度90%＜15S
3.2 記錄儀0~10mV
4 采樣
用聚乙烯薄膜采樣袋，抽取現(xiàn)場空氣沖洗3~4次，采氣0.5L 或1.0L， 密封進氣口帶回實驗室分析。也可以將儀器帶到現(xiàn)成間歇進樣，或連續(xù)測定空氣中的一氧化碳濃度。
5分析步驟
5.1 儀器啟動和校準(zhǔn)
5.1.1 啟動的零點校準(zhǔn)：儀器接通電源穩(wěn)定30min~1h后用高純氮空氣加霍加拉特氧化管和干燥管進入儀器進氣口進行零點校準(zhǔn)。
5.1.2 終點校準(zhǔn)：用一氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣（如30ppm）進入儀器進樣口，進行終點校準(zhǔn)。
5.1.3 零點和終點校準(zhǔn)復(fù)復(fù)2~3次，使儀器處于正常工作狀態(tài)。
5.2 樣品測定
將空氣樣品的聚乙烯采樣袋接在裝有變色硅膠或無水氯化鈣的過濾器于儀器進氣口相連接，樣品被自動抽到氣室里，表頭指出一氧化碳的濃度（ppm）。如果儀器帶到現(xiàn)場使用，可直接測定現(xiàn)場空氣中的一氧化碳的濃度。儀器接上記錄儀表，可長期監(jiān)測空氣中一氧化碳的濃度。
6 結(jié)果計算
一氧化碳體積濃度PPM.可按下列公式換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下質(zhì)量濃度mg/m3. mg/m3=ppm/B×28 式中：B--標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體摩爾體積。當(dāng)0℃（101Kpa）時，B=22.41 當(dāng)25℃（101Kpa）時，B=22.46 28--一氧化碳分子量
7 測量范圍，精密度和準(zhǔn)確度
7.1測量范圍
0~30PPPM; 0~100PPM兩檔
7.2檢出下限
zuidi 檢出濃度為0.1PPM
7.3干擾和排除
環(huán)境空氣中非待測組分，如甲烷，二氧化碳，水蒸氣等能影響測定結(jié)果。但是采用串聯(lián)式紅外檢測器，可以大部分消除以上非待測組分的干擾。
7.4 重現(xiàn)性小于1%，漂移4h小于4%。
7.5 準(zhǔn)確度取決于標(biāo)準(zhǔn)氣的不確定度（小于2%）和儀器的穩(wěn)定性誤差（小于4%）
二 氣相色譜法
1原理
一氧化碳在色譜柱與空氣的其他成分*分離后，進入轉(zhuǎn)化爐，在360℃鎳觸媒催化作用下，與氫氣反應(yīng)，生成甲烷，用氫火焰離子化檢測器測定。CO+3 H2 在360℃高溫下，用Ni催化成CH4+C2O
2試劑
2.1 碳分子篩：TDX-01 60目-80目 ，作為寄存定相。
2.2純空氣：不含一氧化碳或氧化碳含量低于本方法檢測下限。
2.3 鎳觸媒：30-40目 當(dāng)CO＜180mg/m3,CO2＜0.4%時，轉(zhuǎn)化率＞95%
2.4 一氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣：一氧化碳含量10~40PPM（鋁合金鋼瓶裝）以氮氣為本底氣。
3儀器與設(shè)備
3.1氣象色譜儀：配備氫火焰離子化 檢測器的氣相色譜儀。
3.2轉(zhuǎn)化爐：可控溫360±1%℃。
3.3注射器：2ml, 5ml , 10ml .100ml. 體積誤差＜±1%。
3.4兼鋁箔復(fù)合膜采樣袋：容積400-600ml.
3.5色譜柱：長2M 內(nèi)徑2MM 不銹鋼 管內(nèi)填充TDX-0.1碳分子篩，柱管兩端填充玻璃棉。新裝的色譜柱在使用前，應(yīng)在柱溫150℃，檢測器溫度180℃，通氫氣60ml/min條件下，老化處理10h.
3.6 轉(zhuǎn)化住：長15cm內(nèi)徑4mm不銹鋼內(nèi)，填充鎳觸媒（30~40目）柱管兩端填充玻璃棉。轉(zhuǎn)化住裝在轉(zhuǎn)化爐內(nèi)，一端與色譜柱連通，另一端與檢測器相連。使用前，轉(zhuǎn)化住應(yīng)在爐溫36℃，通氫氣60ml/min條件下，活化10h. 轉(zhuǎn)化住與色譜柱老化同步進行。當(dāng)CO＜180mg/m3 時，轉(zhuǎn)化率＞95%
4采樣
用橡膠二連球，將現(xiàn)場空氣打入采樣袋內(nèi)，使之脹滿后放掉。如此反復(fù)四次，最后一次打滿后，密封進樣口，并寫上標(biāo)簽，注明采樣地點和時間等。
5分析步驟
5.1色譜分析條件
由于色譜分析條件常因?qū)嵤l件不同而有差異，所以應(yīng)根據(jù)說適用的色譜儀型號和性能，制定能分析一氧化碳的最佳的色譜分析條件。附錄附列舉色譜分析條件上一個實例。
5.2繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線和測定校正因子
在做樣品分析是的相同條件下，繪制標(biāo)準(zhǔn)線或測定校正因子。
5.2.1 配置標(biāo)準(zhǔn)氣
在5支100mL注射器中，用純空氣江已知濃度的一氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣體，稀釋成0.4~40ppm (0.5~50mg/m3)范圍的4個濃度點的氣體。另取純空氣作為零濃度氣體。
5.2.2 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線
每個濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體，分別通過色譜儀的流通進樣閥，量取1ml進樣，得到各濃度的色譜峰和保留時間。每個濃度做三次，測量色譜峰高的平均值。以逢高（mm）作縱坐標(biāo)，濃度（ppm）做橫坐標(biāo)。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并計算中心回歸的斜率，以斜率書B g (ppm/mm）做樣品測定的計算因子。
5.2.3 測定校正因子
用單點校正法求校正因子。去與樣品空氣中含一氧化碳濃度相近的標(biāo)準(zhǔn)氣體。按 6.2.2項操作，測量色譜的平均峰高（cm）和保留時間。用公式（1）計算校正因子（f）:f=h/c (1) 式中： f 校正因子，ppm/mm
C 標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度（ppm)
h 平均峰高， m m
5.3 樣品分析
通過色譜儀六項進樣閥，進樣品空氣1ml. 按6.2.2項操作，以保留時間定性，測量一氧化碳的峰高。每個樣品做三次分析，求峰高的平均值。并記錄分析是的氣溫和大氣壓力。高濃度樣品，應(yīng)用清潔空氣稀釋至小于40ppm（50mg/mm)z）
再分析。
6計算結(jié)果
6.1用標(biāo)準(zhǔn)曲線法查標(biāo)準(zhǔn)曲線定量，或有公式（2）計算空氣中一氧化碳濃度、
C=h×Bg (2)
式中：C 樣品空氣中一氧化碳濃度ppm
6.2 用校正因子公式（3）計算濃度
C=h×f (3)
式中：C 樣品空氣中一氧化碳濃度ppm
h 平均峰高mm
f 有6.2.3項得到的校正因子，ppm/mm。
6.3一氧化碳濃度ppm可按公式（4）換算成保證狀態(tài)下的質(zhì)量濃度mg/m3; mg/m3=ppm/B×28 (4)
7 測量范圍，精密度和準(zhǔn)確度
7.1測量范圍
進樣1ml時，測定濃度濕0.5~50mg/m3
7.2檢出下限
進樣1ml時，測定濃度濕0.5/m3
7.3干擾和排除
由于采用了氣相色譜分離技術(shù)，空氣，甲烷，二氧化碳及其他有機物均不干擾測定。
7.4重現(xiàn)性
一氧化碳濃度在6mg/m3. 10次進樣分析，變異系數(shù)為2%。
7.5回收率
一氧化碳濃度在3~25mg/m3時，回收率為94~104%
附錄
氣相色譜分析空氣中一氧化碳的實例
A.1 色譜分析條件
色譜柱溫度--78℃;
轉(zhuǎn)化住溫度--360℃;
載氣--H2 78ml /min;
氮氣--130ml/min;
空氣--750ml/min;
記錄儀滿載量10mA 流速 5mm/min;
靜電放大器--高阻10；
進量樣--用六通進樣閥進樣1ml;
A.2按A1色譜分析條件所得到的標(biāo)準(zhǔn)氣和樣品氣色譜圖。