再談中國氣體標準物質(標準氣體)

原作者：孫福楠，王秋娥，吳江紅
出處：(光明化工研究設計院，遼寧大連甘井子116031)
詳細介紹了我國標準氣體製備過程中存在的諸多問題，對如何解決這些問題提出了具體方案。中國標準氣體行業自改革開放以來，發展極為迅猛，從業人數不斷增加，為了縮短我國標準氣體同發達國家的差距，廣大特種氣體工作者應從理論到實際，認真把握標準氣體製備過程中的每個環節，使我國標準氣體質量發生質的飛躍。

1前言

  標準氣體(ti) 是儀(yi) 器、儀(yi) 表評價(jia) 標準過程中必不可少的基量物質，它具有複現、保存和量值傳(chuan) 遞等基本功能。改革開放以來，我國高科技事業(ye) 發展迅猛，極大地推動了我國計量標準物質的發展，尤其是我國幾大乙烯工程的相繼開車投產(chan) ，對各種標準氣體(ti) 的需求量激增。由於(yu) 標準氣體(ti) 製造具有投資少、見效極快的行業(ye) 特點，因此，目前我國進入該領域的人數逐年增多，使得標準氣體(ti) 市場出現了空前的競爭(zheng) 勢頭，並且這種情況愈演愈烈。競爭(zheng) 的結果使廣大標準氣體(ti) 使用者能主動、方便地購買(mai) 到價(jia) 格十分低廉的国产传媒在线，但同時也造成了本行業(ye) 利潤下滑，質量受到不同程度的影響。筆者在以往的文章中曾就我國標準氣體(ti) 生產(chan) 過程中存在的若幹問題進行過論述(詳見《低溫與(yu) 特氣》2002年第六期33頁)。本文根據當今的市場特點，再次就我國標準氣體(ti) 存在的問題進行論述，希望得到廣大讀者的共鳴，以推動中國特氣行業(ye) 健康、穩定、有序地發展。

2我國標準氣體(ti) 存在的問題

2．1  標準氣體(ti) 生產(chan) 資質審批較鬆

    標準氣體(ti) 製備包括氣體(ti) 分析檢測、氣瓶處理、高純原料氣的生產(chan) 與(yu) 純化(或采購)、標準氣體(ti) 的製備等多個(ge) 環節。每一個(ge) 環節發生細微的錯誤，都將導致標準氣體(ti) 的質量失準。因此，國際許多知名氣體(ti) 公司認為(wei) ，工業(ye) 氣體(ti) 屬資本投入，而特種氣體(ti) 中的標準氣體(ti) 比拚的是技術。一瓶高難度的標準氣體(ti) 其價(jia) 格通常會(hui) 超過一卡車瓶裝工業(ye) 氣體(ti) (有的地方每瓶工業(ye) 氧僅(jin) 賣6元錢)，而從(cong) 國外進口標準氣體(ti) 其價(jia) 格是十分昂貴的。由於(yu) 標準氣體(ti) 具有溯源功能，屬國家計量控製的範疇，在質量爭(zheng) 議中，它具有仲裁作用。因此，生產(chan) 製備標準氣體(ti) 所需的工具應具有相當高的靈敏度，同時需要一係列的訓練有素的專(zhuan) 業(ye) 技術人才。所以，標氣製備看起來容

易，但真正做到準確、穩定、可靠，卻並非易事。然而，我國目前標準氣體(ti) 準入門檻太低，僅(jin) 靠一份研製報告，就會(hui) 輕鬆獲得標準氣體(ti) 生產(chan) 許可證。從(cong) 我國的標準物質目錄上可以看到，我國標準物質品種很多，並且品種製備難度很大。這些所謂的標準物質真正含金量有多高，同國外標氣的準確度有多大差別，即使是組分相同，由不同廠家生產(chan) 的相同濃度的標氣能否比對成功，廣大從(cong) 業(ye) 者心知肚明。

筆者建議：在審查標準物質資質時，有關(guan) 部門在標準方麵要控製得嚴(yan) 格些，對申請單位的人力資源、基礎設施要有嚴(yan) 密的考核措施，這些考核的條款、考查的方式要公開、公平、公正、有效、透明，唯有如此，才能從(cong) 源頭把關(guan) ，使我國的標準氣體(ti) 生產(chan) 有一個(ge) 較高的起點。同時，政府的相關(guan) 部門能負起責任，加強監督我國的標氣生產(chan) ，而不是出了問題再抓再管。

2．2高純原料氣體(ti) 難找

    高純原料氣體(ti) 的質量對標準氣體(ti) 製備的準確性，起著至關(guan) 重要的作用。原料氣的不確定度是構成標準氣體(ti) 合成不確定度的極為(wei) 重要部分，因此，沒有高質量的高純原料氣，就根本製備不出高準度的標準氣體(ti) 。也正因如此，我國早在20世紀80年代，為(wei) 了標準氣體(ti) 製備的需要，原化工部對我國的高純氣體(ti) 研製給予了多年的資金支持，廣大特氣工作者為(wei) 此進行了氣體(ti) 合成、淨化、分析等係列工作，取得了驕人的成績。因此，国产av资源從(cong) 標準物質目錄上可以找到多種早期批準的高純氣體(ti) 標準物質。

由於(yu) 高純氣體(ti) (如：高純有機氣體(ti) )用量小，品種雜，要求純度極高，且為(wei) 避免各淨化裝置相互玷汙，又不能相互合並共用，因此，在一切以市場為(wei) 中心的環境下，真正能靜下心搞好每種高純氣體(ti) 並非易事。近年來，由於(yu) 標準氣體(ti) 行業(ye) 競爭(zheng) 加劇，利潤下滑，標氣生產(chan) 廠對所用的高純原料氣進價(jia) 也十分計較，大量低價(jia) 的劣質原料氣也隨之出現，如將工業(ye) 硫化氫當成高純硫化氫出售。其實目前市麵所常見的硫化氫多為(wei) 硫加氫(S+H2一H2S)幹法合成的工業(ye) 級H2S，其中含有3％～5％的H2，如此高的雜質含量，對配製含H2S組分的標氣的影響是顯而易見的。市場上有用工業(ye) 溶解乙炔當作高純乙炔來配氣，由於(yu) 溶解乙炔含大量的溶劑——丙酮，因此，用戶時常抱怨乙炔標準氣不準。其實．乙炔中含丙酮多少取決(jue) 於(yu) 環境溫度，也就是說冬夏兩(liang) 季乙炔中含的丙酮差距較大，這就是客戶在冬夏兩(liang) 季采用相同濃度的兩(liang) 瓶標氣，卻存在很大誤差的原因。其結果是，用戶一直會(hui) 將不合格的国产传媒在线當成合格品，而真遇到合格品他們(men) 卻認為(wei) 是假貨。

2．3分析檢測儀(yi) 器不足

    標準氣體(ti) 在配製前後，都需要分析檢測。近幾年標準氣體(ti) 組分正由“10-6向“lO-9發展，國產(chan) 儀(yi) 器、儀(yi) 表等價(jia) 格相對不高，但可靠性較差；進口儀(yi) 器質量稍好，但其價(jia) 格較為(wei) 昂貴，並且更新較快。標氣生產(chan) 時需要多種專(zhuan) 用的檢測儀(yi) 器，國外氣體(ti) 公司都擁有大量先進的檢測儀(yi) 器，因此，國外氣體(ti) 配氣程序中經常可以看到采用注射的方法。實際上，他們(men) 在配製時，為(wei) 避免多次稀釋造成的人力、物力的浪費，多采用上述方法配製，然後用高靈敏度的儀(yi) 器進行分析，而所用的儀(yi) 器是被有證標準物質(CaM)進行校準的。這種方法時常在N2-O2標氣製備中使用。如何解決(jue) 國內(nei) 標氣生產(chan) 廠因資金不足，導致儀(yi) 器匱乏的問題將是一個(ge) 長期難以解決(jue) 的問題。目前標氣市場競爭(zheng) 加劇，市場難做，奢想花上百萬(wan) 購買(mai) 進口儀(yi) 器，不是一般公司能做到的。儀(yi) 器不足或分析技術不過關(guan) ，是導致我國許多標準氣體(ti) 質量不高的重要原因之一。

2 4活性組分急需解決(jue) 氣瓶處理技術

    近幾年，催化劑活性越來越高，人們(men) 對所生活和工作的環境越來越重視，這要求活性標準物質如含硫、含氯、含氟、含氰化氫(HCN)、含氨的標準氣濃度越來越低。由於(yu) 這些氣體(ti) 化學活性極高，在一般氣瓶中，其穩定性很差。發達國家對氣瓶處理技術十分重視，各種處理技術各有特點。如：鍍鎳、鍍金、塗覆有機高分子。而我國僅(jin) 在“八五”期間開展過此方麵的工作，但時至今日，有些處理技術仍滿足不了市場的需求，如N2～10×10一C12以下濃度標氣的穩定性急需解決(jue) 。有許多標氣配製人員，對氣瓶處理重視不夠，加之用戶對此認識不清，這樣該換白鋼閥門的不換，該做塗層的也不做。這樣的標氣用於(yu) 校準報警儀(yi) 器，雖然一般情況下，看不出有問題，但這樣的報警儀(yi) 器無疑形同虛設。有的人認為(wei) 隻要進行所謂的預報和，就會(hui) 避免組分破“吃”的問題，但是，假如不進行配後的分析，有時仍將導致組分含量劇增。因此，盡早地進行氣瓶處理是配製穩定可靠活性標氣的重要前提。

2．5標準氣體(ti) 的定值

    標準氣體(ti) 按重量法或其它方法製備後，需要采用分析進行複核或定值，尤其對於(yu) 那些在製備過程可能會(hui) 造成汙染、組分在高壓狀態下易被瓶壁吸附、組分之間可能相互作用的標氣。配製穩定後，對其含量進行評價(jia) 或再次定值是標氣製備過程中必不可少的重要過程。有的氣體(ti) 通過儀(yi) 器可以直接定值，如：氧分析儀(yi) 、水分析儀(yi) ，這些分析儀(yi) 器必須被法定計量較準，但有些組分必須用準確、可靠的

標準物質定值。通常的做法是選用上一級標準物質來標定，如用一級標物來校準二級標物，或采購在本行業(ye) 有一定影響和資質，實力較強的單位的国产传媒在线來定值。由於(yu) 一級標物數量、品種較少，價(jia) 格昂貴，因此，在實際操作中，除為(wei) 了獲證的需要，廣大標氣同行很少購買(mai) 一級標物。由於(yu) 標氣品種繁雜，凡是有一定儀(yi) 器和經驗的氣體(ti) 生產(chan) 單位和技術人員，基本上都采用自定的方法來校準自配的標氣，有些單位用重量法配製的標氣來定值自配的標氣，采用這種方法實際上沒有太大的價(jia) 值。早在20世紀80年代，我國各大實驗室基本上都采用靜態容積法來配製標準氣體(ti) ，這種方法用來標定某些氣體(ti) 在今天仍有很大的意義(yi) 。国产av资源曾多次對CO，

CH，OH、丙烯腈、乙腈等組分標氣進行靜態容積法配製，效果不錯。同以往不同的是，在采用玻璃大球配氣時，對組分氣国产av资源采用精密的注射法同差壓計相結合，而對平衡氣如：N2H2、Ar、He，国产av资源則采用重量法，因為(wei) 大球的體(ti) 積多為(wei) 5000 mL以上，因此采用高精密天平，可以大大降低稱量誤差。重量法、靜態容積法，具有操作簡便、安全可靠、數值準確的優(you) 點，是一種十分值得推廣的定值

方法。

3結論

    通過廣大從(cong) 業(ye) 者的艱辛努力，中國標準氣體(ti) 取得了長足的發展，但同發達國家相比，仍有一定的差距，這些問題，需要政府有關(guan) 部門和廣大的科技工作者相互合作，共同解決(jue) 。唯有如此，中國的標氣行業(ye) 才能健康有序地發展。