[发明专利]一种运用增强等离子色谱法分析氢中硫化物和总硫的方法

说明书

本发明属于分析测试技术领域，具体涉及氢中硫化物和总硫的分析方法。本发明采用增强等离子色谱法直接进样(不经过样品浓缩)，快速、准确测定氢中常见形态硫含量，对硫化氢的最低检出限可达0.001μmol/mol(即1ppb)以下。本发明采用硫转化炉，将形态硫全部转化为硫化氢和二氧化硫组分后用增强等离子色谱仪进行检测，通过转化后的硫化氢和二氧化硫组分总量得出总硫含量；此法具有准确可靠，检测效率高，操作简单，适用性强等优点。

技术领域

本发明属于分析测试技术领域，具体涉及一种运用增强等离子色谱法分析氢中硫化物和总硫的方法。

背景技术

氢气中的微量杂质严重影响燃料电池的使用性能，尤其是硫化物会不可逆地吸附在电极表面并导致燃料电池性能永久性降低。国内外相继制定了燃料电池车用氢气的质量指标要求，国家标准《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》(GB/T37244-2018)和国际标准ISO14687:2019(E)中明确要求燃料电池车用氢气中的总硫不得大于0.004μmol/mol(即4ppbv)。因此，燃料电池车用氢气中痕量形态硫和总硫是关键和难以准确检测的指标。

GB/T 37244提出总硫按ASTMD7652给出的方法进行，即用浓缩解吸+硫化学发光法(SCD)。该方法能够满足检出限的要求，但设备价格较高，辅助设备较多。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种运用增强等离子色谱法分析氢中硫化物和总硫的方法。本发明采用硫转化炉，将形态硫全部转化为硫化氢和二氧化硫组分后用增强等离子色谱仪进行检测，通过转化后的硫化氢和二氧化硫组分总量得出总硫含量；此法具有准确可靠，检测效率高，操作简单，适用性强等优点。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种运用增强等离子法分析氢中硫化物和总硫的方法，包括以下步骤：

1)选择色谱柱；

2)设置增强等离子放电检测器条件；

3)接通电源、气路，打开增强等离子放电检测器开关；

氢中形态硫测试时，进样，待样品气经载气带入色谱柱，样品气中的硫化物在色谱柱依次分离并流出，进入增强等离子放电检测器检测；利用放电池样品气和氦气进行放电离子化，采用滤光片使样品离子化后的特征波长通过，通过光电二极管和放大板收集样品电信号，将检测器收集到的光电信号送入色谱工作站计算分析结果；

或，氢中总硫测试时，将样品气通入硫转化炉，样品气中的形态硫全部转化为硫化氢和二氧化硫组分后，按照氢中形态硫测试进行检测，即将转化成的硫化氢和二氧化硫组分作为样品气送入色谱柱，样品气中的硫化物在色谱柱依次分离并流出，进入增强等离子检测器检测，利用放电池样品气和氦气进行放电离子化，采用滤光片使样品离子化后的特征波长通过，通过光电二极管和放大板收集样品电信号，将检测器收集到的光电信号送入色谱工作站计算分析结果。

进一步地，选用的色谱柱为Restek-XL Sulfur；1mmx1mmx1m 1/16；微填充柱。

进一步地，所述的载气为氦气，该载气在使用前经净化器净化，净化器温度为350℃。

进一步地，色谱柱条件为：进样口初始温度为30℃,保持1.5min，温度梯度75℃/min，最终色谱柱温度230℃，保持2min，冷却至30℃，保持3min。

进一步地，增强等离子色谱仪采用高纯氦经两级净化后作载气，采用氮气作为阀门驱动气。

进一步地，增强等离子色谱仪柱前压21psi恒压，初始柱流量19mL/min，渗透管流量10mL/min，阀吹扫5mL/min。