氦離子化氣相色譜儀應(yīng)用于高純氣體分析標準

GB/T 8979-2008 高純氮

GB/T 4844.3-1995 高純氦

GB/T 7445-1995 純氫、高純氫、超純氫

GB/T 16942-2009 電子工業(yè)用氣體 氫

GB/T 16943-2009 電子工業(yè)用氣體 氦

這些標準規(guī)定了高純氣體中痕量雜質(zhì)的分析方法，氦離子化氣相色譜儀是主要檢測工具。

電子工業(yè)用氣體標準

GB/T 14604-2009 電子工業(yè)用氣體 氧

GB/T 14600-2009 電子工業(yè)用氣體 氧化氬氮

GB/T 18994-2003 電子工業(yè)用氣體 高純氯

這些標準適用于半導體、電子制造行業(yè)，要求使用氦離子化氣相色譜儀檢測ppb級雜質(zhì)

氦離子化氣相色譜儀工作原理

氦作為載氣與電離源：

高純氦氣在高壓電場或放射性源（如β射線）激發(fā)下，產(chǎn)生高能亞穩(wěn)態(tài)氦原子（He*）或氦離子（He?）。

當被測氣體分子與這些高能粒子碰撞時，發(fā)生電離，產(chǎn)生電子和正離子，形成電流信號。

信號強度與氣體濃度成正比。

檢測模式：

脈沖放電模式（PDHID）：通過脈沖放電產(chǎn)生高能氦等離子體，靈敏度高且無需放射性源。

傳統(tǒng)模式：依賴放射性同位素（如3H或?3Ni）激發(fā)氦氣，現(xiàn)已較少使用。

核心特點

超高靈敏度：

檢測限可達ppb級（甚至更低），特別適合痕量氣體分析。

對H?、O?、N?、CO、CO?等氣體響應(yīng)優(yōu)異

寬線性范圍：

信號與濃度在多個數(shù)量級內(nèi)呈線性關(guān)系，適合不同濃度樣品的分析。

通用性：

可檢測幾乎所有氣體（包括惰性氣體），但對復雜有機物的靈敏度較低。

主要應(yīng)用領(lǐng)域

環(huán)境監(jiān)測：

大氣中痕量污染物（如CO、CH?、SF?）的檢測。

溫室氣體（CO?、N?O）分析。

石油化工：

天然氣、煉廠氣、裂解氣中H?、O?、N?、CO等組分的定量分析。

高純氣體（如電子級氬氣、氮氣）中雜質(zhì)檢測。

半導體工業(yè)：

超純氣體（氦、氖、氬）中痕量雜質(zhì)的質(zhì)量控制。

科研領(lǐng)域：

地質(zhì)樣品中稀有氣體（He、Ne、Ar）分析。

化學反應(yīng)中氣體產(chǎn)物的實時監(jiān)測。

局限性

依賴高純氦氣：

氦氣成本高且資源有限，需嚴格凈化以避免雜質(zhì)干擾。

維護復雜：

系統(tǒng)需高度潔凈，避免污染導致基線漂移或噪聲。

脈沖放電模式需優(yōu)化電壓、流量等參數(shù)。

對有機物靈敏度低：

復雜有機物（如烴類）更適合用FID或MS檢測。

氦離子化氣相色譜儀與其他檢測器的對比

檢測器靈敏度適用物質(zhì)載氣要求特點

HID 惰性氣體必須用高純氦氣寬線性范圍，通用性強

TCD低通用任意載氣穩(wěn)定性好，但靈敏度低

FID高有機物氫氣/空氣對碳氫化合物響應(yīng)優(yōu)異

ECD高電負性物質(zhì)（如鹵素）氮氣/氬氣選擇性高，用于農(nóng)藥、PCB分析

注意事項

氦氣純度：建議使用99.999%以上的氦氣，并配備氣體凈化器。

系統(tǒng)泄漏：微小泄漏會導致基線不穩(wěn)定，需定期檢漏。

色譜柱選擇：常用分子篩、PLOT柱或毛細管柱分離氣體