專利名稱：：利用吸附濃縮檢測氫中微量S0<sub>2</sub>的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種利用吸附濃縮檢測氫中微量so2的方法，屬微量氣體檢測
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：氫能是公認(rèn)的綠色清潔能源。氫的燃燒熱值高，其燃燒產(chǎn)物為水，不會帶來環(huán)境污染；氫可通過燃料電池把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能；氫能蘊(yùn)涵豐富，取之不盡、用之不竭。對于燃料電池用氫，氫氣的純度相當(dāng)重要，但一般從不同途徑制取的工業(yè)用氫都含有很多微量雜質(zhì)。這些雜質(zhì)都可能對不同的燃料電池性能產(chǎn)生不同的影響。例如，如果含有2ppm的S02，陽極采用Pt-Ru催化劑時(shí)，燃料電池在1000mA/cm2的電流密度下運(yùn)行時(shí)，電壓下降率為4.4%。H2S在2ppm時(shí)也影響燃料電池性能，同樣是采用Pt-Ru催化劑影響表現(xiàn)得明顯。雜質(zhì)CO含量為l-5ppm時(shí)對燃料電池性能沒有影響，但如果含有10ppm，電流密度為1000mA/cn^時(shí)會出現(xiàn)燃料電池停止運(yùn)行的狀況(局限于陰、陽極均用Pt做催化劑)。所以在中國要緩解能源危機(jī)和環(huán)境問題，推廣氫燃料電池，必須要研究改進(jìn)氫的檢測技術(shù)。其中，微量二氧化硫的檢測技術(shù)也是需攻克的難題之一。目前，二氧化硫的分析技術(shù)很多，但各有優(yōu)缺點(diǎn)。電導(dǎo)法和電量法是應(yīng)用較早的二氧化硫檢測法。這兩種方法的靈敏度均較高，測量范圍可低于lPPm以下，但是前者易受到其他對電導(dǎo)率有影響的物質(zhì)如硫化氫，二氧化碳等的影響，后者則對其他含硫化合物的選擇性較差。分光光度法目前多用于大氣中微量二氧化硫的檢測，其缺點(diǎn)是重復(fù)性較差。紅外吸收法操作簡單但靈敏度不高。以紫外吸收熒光原理為基礎(chǔ)的脈沖熒光法是目前較為先進(jìn)的一種監(jiān)測二氧化硫的方法。該法已成為世界衛(wèi)生組織和全球檢測系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化方法。但是我國現(xiàn)階段對紫外吸收測量二氧化硫的研究僅能適用于煙氣的測量。氣相色譜法是一種目前較為成熟的一種二氧化硫檢測技術(shù)，多用于煙氣的檢測。其優(yōu)點(diǎn)是可消除其他共存物質(zhì)的干擾，檢測快速有效。但是對低濃度的二氧化硫檢測準(zhǔn)確性不高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了彌補(bǔ)氣相色譜法存在的一些缺點(diǎn)，提高其檢測靈敏度，提供一種以氣相色譜法為基本手段的、利用吸附濃縮來檢測氫中微量二氧化硫的方法。本發(fā)明一種利用吸附濃縮檢測氫中微量S02的方法，其特征在于具有以下的步驟a.在常溫下，控制待測樣品即含微量S02的氫氣的流量，將該待測樣品氣緩緩?fù)ㄟ^裝有吸附劑高分子多孔微球GDX-502的U型管，使SCh被吸附；b.將上述U型管放于解吸加熱爐中加熱至16(TC，使被吸附的S02脫附出來，即解吸；C.將上述解吸出來的S02隨載氣N2—同進(jìn)入氣相色譜儀，啟動氣相色譜分析，色譜柱為裝有GDX-502固定相的聚四氟乙烯填充柱；當(dāng)氣相色譜出峰的基線基本平穩(wěn)后，停止色譜分析；d.按上述相同步驟對標(biāo)準(zhǔn)樣品氣，艮口5ppmS02/H2標(biāo)準(zhǔn)氣作同樣試驗(yàn)；根據(jù)兩者的色譜響應(yīng)信號，根據(jù)對應(yīng)的色譜峰面積來計(jì)算出待測樣品氣中S02的濃度。本發(fā)明的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)如下所述(1)本發(fā)明采用GDX系列吸附劑，它為高分子多孔微球，是一類以二乙烯基苯為單體，經(jīng)懸浮共聚所得的交聯(lián)多孔聚合物，具有耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于S02的富集。(2)本發(fā)明利用吸附劑在不同溫度下對S02吸附作用的不同，從而將低濃度的S02富集到氣相色譜檢測器可測的濃度范圍內(nèi)。其可檢測的濃度很低，可檢測高純氫中ppb級的S02濃度。(3)本發(fā)明改裝現(xiàn)成原有的設(shè)備儀器，不需購置新的貴重儀器，故成本和費(fèi)用均很低廉。(4)本發(fā)明方法操作簡單，實(shí)用性強(qiáng)。圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中的試樣的吸附濃縮檢測氣相色譜圖。具體實(shí)施方式現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。實(shí)施例一本實(shí)施例中的試驗(yàn)條件如下標(biāo)準(zhǔn)氣5ppmS02/H2的標(biāo)準(zhǔn)氣，待測樣品氣含有微量S02的高純氫，儀器國產(chǎn)GC900，吸附進(jìn)樣裝置及熱解吸爐色譜柱固定相為GDX-502的聚四氟乙烯填充柱，檢測器FPD，即火陷光度檢測器，吸附劑GDX-502色譜條件載氣N260ml/min,柱箱溫度IO(TC，汽化室溫度160°C，吸附溫度常溫，解吸溫度160°C本實(shí)施例的檢測過程和步驟如下(1)在常溫下，控制待測樣品即含微量S02的氫氣的流量在7ml/min左右，將該待測樣品氣緩緩?fù)ㄟ^裝有吸附劑高分子多孔微球GDX-502的U型管，使S02被吸附；被吸附富集的樣品為70ml;(2)將上述U型管放于解吸加熱爐中加熱至160°C，使被吸附的S02脫附出來，即解吸；(3)將上述解吸出來的S02隨載氣N2—同進(jìn)入氣相色譜儀，N2的流量為60ml/min;啟動氣相色譜分析，色譜柱為裝有GDX-502固定相的聚四氟乙烯填充柱；當(dāng)氣相色譜出峰的基線基本平穩(wěn)后，停止色譜分析；(4)按上述相同步驟對標(biāo)準(zhǔn)樣品氣，即5ppmS02/H2標(biāo)準(zhǔn)氣作同樣試驗(yàn)；根據(jù)兩者的色譜響應(yīng)信號，根據(jù)對應(yīng)的色譜峰面積來計(jì)算出待測樣品氣中S02的濃度。標(biāo)準(zhǔn)樣品氣的流量為6ml/min，被吸附富集的樣品為36ml。由于氣相色譜儀中FPD檢測器(火焰光度檢測器)中存在如下反應(yīng)2S02+8H—2S+4H20s+s—s2*色譜的響應(yīng)信號正比于S2*，故可根據(jù)色譜峰面積來計(jì)算S02的濃度。分析結(jié)果見表1。表l檢測結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本實(shí)施例測試樣品的吸附濃縮檢測氣相色譜圖見圖1。通過實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明可以檢測高純氫中的低濃度二氧化硫，故有一定實(shí)用意義。權(quán)利要求1.一種利用吸附濃縮檢測氫中微量SO2的方法，其特征在于具有以下的步驟a.在常溫下，控制待測樣品即含微量SO2的氫氣的流量，將該待測樣品氣緩緩?fù)ㄟ^裝有吸附劑高分子多孔微球GDX-502的U型管，使SO2被吸附；b.將上述U型管放于解吸加熱爐中加熱至160℃，使被吸附的SO2脫附出來，即解吸；c.將上述解吸出來的SO2隨載氣N2一同進(jìn)入氣相色譜儀，啟動氣相色譜分析，色譜柱為裝有GDX-502固定相的聚四氟乙烯填充柱；當(dāng)氣相色譜出峰的基線基本平穩(wěn)后，停止色譜分析；d.按上述相同步驟對標(biāo)準(zhǔn)樣品氣，即5ppmSO2/H2標(biāo)準(zhǔn)氣作同樣試驗(yàn)；根據(jù)兩者的色譜響應(yīng)信號，根據(jù)對應(yīng)的色譜峰面積來計(jì)算出待測樣品氣中SO2的濃度。全文摘要本發(fā)明涉及一種利用吸附濃縮檢測氫中微量SO<sub>2</sub>的方法，屬微量氣體檢測
技術(shù)領(lǐng)域：
。本發(fā)明方法利用吸附濃縮的方法，并以氣相色譜法為基本檢測手段。本發(fā)明的特點(diǎn)是利用GDX系列的吸附劑，它是一種以二乙烯基苯為單體的高分子多孔微球，利用該吸附劑在不同溫度下對二氧化硫的吸附作用的不同，從而將低濃度的二氧化硫富集到氣相色譜檢測器可測濃度范圍內(nèi)。本發(fā)明方法可以檢測高純氫中ppb級的二氧化硫濃度，另外其檢測成本費(fèi)用低，操作簡單，實(shí)用性強(qiáng)。文檔編號G01N30/02GK101275931SQ20081003410公開日2008年10月1日申請日期2008年2月29日優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日發(fā)明者劉國杰,麗周,儉孫,森時(shí),李衛(wèi)清,慧王申請人:上海大學(xué)