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中华人民共和国国家标准
GB 7445-87
氢 气 检 验 方 法
本标准适用于氢气的检验，规定了氢气含量及氧、氮、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、水分等杂质含量的测定方法。
1 氢含量的测定
氢的体积百分含量(c)用差减法计算求得，按式(1)计算：
式中：c1--氧的体积含量，ppm；
c2--氮的体积含量；ppm；
c3--一氧化碳的体积含量，ppm；
c4--二氧化碳的体积含量，ppm；
c5--甲烷的体积含量，ppm。
2 氧和氮含量的测定
2.1 方法和原则
采用变温浓缩色谱技术，以热导检测器检测。首先使被测组分在液氮温度下的浓缩柱上定量吸附，然后升温定量脱附，再经色谱柱分离后检测。被测组分进入热导检测器引起桥路阻值的变化与氧、氮含量成比例，由此可定氧、氮含量。
2.2 仪器
气相色谱仪及配套的浓缩进样装置，其示意流程图的如附录A中图A1所示。要求仪器对氧、氮的最低检测浓度分别不高于4ppm、8ppm。色谱仪的安装和调试及浓缩操作按规定要求进行。
2.3 测定条件
a. 检测器：热导池；
b. 桥路电流：150～200mA;
c. 载气纯度：不低于99.999%的高纯氢，应符合GB 7445-87《氢气》要求；
d. 载气流速：40～60ml/min
e. 浓缩时样品流速：1.0～1.5ml/min；
f. 色谱柱：长100cm，内径3mm，内装活化后的40～60目5分子筛，柱温为室温；
g. 浓缩柱：长30cm，内径4mm，内装活化后的40～60目5分子筛，吸附温度为-196℃(液氮浴)，脱附温度为室温(水浴)。
2.4 测定步骤
2.4.1 色普仪启动
按气相色谱仪使用说明书启动仪器。开启载气，充分置换色谱系统，纯化载气，调整流速至规定值，接通热导池电源，调整仪器各部位达测定条件，待仪器工作稳定。
2.4.2 测定
2.4.2.1 空白：关闭浓缩柱，套上液氮浴5min后，取下液氨浴，在室温下浴下令载气通过浓缩柱，以记录仪上无色谱峰出现为正常：再令载气通过浓缩 ，在小心严防空气倒吸的情况下，浓缩载气5min，测定色谱系统空白值符合2.3条c项要求为正常。
2.4.2.2 置换：将样品气钢瓶经采样阀及管道与仪器相连，然后3次升降压并用约20倍以上管道体积的样品气充分置换进入浓缩柱前的连接管和阀体，使所取样品具有代表性。
2.4.2.3 浓缩：令样品气以1.0～1.5L/min流速通过浓缩柱，置换2～3min后关闭浓缩柱出口，然后将浓缩柱缓慢套上液氮浴，待垫气结束后打开浓缩柱出口，样品气流经湿式流量计后放空。
样品气的浓缩体积数积数由被测组分含量和仪器灵敏度决定。
2.4.2.4 进样：浓缩完毕，关闭浓缩柱入口，取下液氨浴后在室温下浴下放掉解吸的氢，关闭浓缩柱出口，迅速转动六通阀。令载气通过浓缩柱将被测组分带入色谱柱，在湿式流量计上读到样品体积数。
2.4.2.5 测量：记录各被测组分的色谱流出曲线，分别测量各组分峰面积A1。
2.4.3 定标
用指数稀释法配制的标准气定标。定标方法见GB4815-84《氦气检验方法》附录C。
将标准气直接进样测定出标准气中氧和氮的色谱峰面积A2。
标准气是以99.999%的氢为底气，用空气经稀释配制而成的，定标时各组分的已知浓度应与样品气浓缩后各相尖组分浓度相近。
2.4.4 纯氢的测定
纯氢中氮的测定，无需进行浓缩操作，其他步骤同上。采用1～5ml定体积量管接进样即可计算方法式(2)中的V1和V2分别代表样品气和标准气的进样体积，氧的测定按GB 6285-86《气体中微量氧的测定 电化学法》进行。
2.5 结果处理
2.5.1 以两次平行测定的算术平均值为测定结果，平行测定的相对偏差：超纯氢、高纯氢、纯氢分别不大于50%、20%、10%。
2.5.2 氢中被测组分的含量按式(2)计算：
式中：C1--样品气中被测组分的含量，ppm；
C2--标准气中被测组分的含量，ppm；
A1--样品气中被测组分的峰面积，mm2；
A2--标准气中被测组分的峰面积，mm2；
V1--样品气浓缩体积，ml；
V2--标准气进样体积，ml。
3 一氧化碳、二氧化碳、甲烷含量的测定
3.1 方法和原理
采用变温浓缩化色谱技术，以氢火焰离子化检测器检测。首先将样品气中一氧化碳、二氧化碳、甲烷经浓缩柱浓缩，然后经色谱柱分离，再经转化柱将一氧化碳、二氧化碳、转化为甲烷，依次进入离子室，在火焰中生成离子，离子数与被测组分的含量成正比，从而定一氧化碳、二氧化碳、甲烷的含量。
3.2 仪器
用氢焰气相色相谱仪及配套的浓缩、进样、转化等装置，其示意流程图如附录A中图A2所示。仪器对甲烷的甲低检测浓度不大于0.2ppm，镍触媒的转化率不低于90%。仪器的其他条件与一般色谱仪相同。
3.3 测定条件
a. 检测器：氢火焰离子化检测器；
b. 色谱柱：长50cm，内径4mm，内装40～80目TDX-01型碳分子筛。柱温约90℃；
c. 浓缩柱：长40cm，内径4mm，内装40～60目变色硅胶。吸附温度-196℃(液氮浴)，脱附温度约100℃(沸水浴)；
d. 转化柱：长30cm，内径4mm，内装40～80目镍触媒，转化温度为370±10℃；
e. 载气：氮气或氩气，流速30ml/min，其中各被测组分均不大于0.5ppm；
f. 燃气(氢气)：流速20ml/min；
g. 助燃气(空气)：流速400～500ml/min；
h. 转化气(氢气)：流速10ml/min。
3.4 操作步骤
3.4.1 按色谱仪使用说明书启动仪器。先开启载气，燃气及助燃气，以充分置换色谱系统。然后接通仪器电源，调整仪器各部达测定条件，待记录仪基线稳定。
3.4.2 将样品气钢瓶经采样阀及管道与仪器相连，然后3次升降压并用约20倍以上管道体积的样品气充分置换进入浓缩柱前的连接管道，使所取样品具有代表性。
3.4.3 将浓缩柱用沸水浴解析合，令样品气以不大于1L/min的流速通过浓缩柱，置换2～3min后关闭浓缩柱出口，再将浓缩柱缓慢套上液氮浴，待垫气结束后打开浓缩柱出口，样品气经湿式流量计后放空。
样品气的浓缩体积数由被测组分含量和仪器灵敏度决定。
3.4.4 浓缩完毕，关闭浓缩柱入口，取下液氮浴，在室温下放掉的氢后关闭浓缩柱出口，再将浓缩柱套上沸水浴，迅速转动旋塞，令载气通过浓缩柱将被测组分带入色谱柱和转化柱并依次进入氢焰检测器，在湿式流量计上读取浓缩体积数。
3.4.5 记录各被测组分的色谱流出曲线，分别测量峰面积A1。
3.4.6 采用静态法，重量法或指数稀释法配制的标准气定标。指数稀释法的标定方法见GB 4845-84(氮气检验方法)附录C。
将标准气直接进样测量各被测组分的色谱峰面积A2。
标准气是以99.999%的氢为底气，用纯一氧化碳、二氧化碳、甲烷经稀释配制而成的，其中各组分的已知浓度应与样品气浓缩后各相应组分浓度相近。
3.4.7 离纯氢和纯氢的测定无需进行浓缩操作。其他步骤同上，采用1～3ml定体积量管直接进样。计算方法式(2)中的V1和V2分别代表样品气和标准气的进样体积。
3.5 结果处理
测定结果按2.5处理。
氢中一氧化碳、二氧化碳、甲烷的含量按式(2)计算求得。
4 水分含量的测定
水分含量采用露点法测定，按GB 5832.2-86《气体中微量水分的测定 露点法》。
对露点低于-70℃的产品，两次平行测定的露点之差不大于2.5℃。
附 录（略）A气相色谱示意流程图(参考件)
图A1 变温浓缩色谱示意流程图
图A2 转化氢焰色谱示意流程图
本标准由中华人民共和国化学工业部提出，由化学工业部西南化工研究院归口。
本标准由化学工业部光明化工研究所负责起草。
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