氣相色譜中的氫氣發(fā)生器

時間：2024-12-26作者：杭州川一實(shí)驗(yàn)儀器有限公司瀏覽：176

由于氫氣具有分子量小，分子半徑大，熱導(dǎo)系數(shù)大，粘度小等特點(diǎn)， 在氣相色譜的使用過程中，氫氣的用途主要有以下幾種：一方面使用氫氣作為氣相色譜分析的載氣，進(jìn)行樣品分離和分析；另一方面，當(dāng)使用毛細(xì)柱進(jìn)行分析時，一般需要使用與載氣相同的氣體作為尾吹氣；再則，使用FID、FPD和NPD做檢測器時候，需要使用氫氣作為燃?xì)?，和空氣燃燒以提供火焰；此外，?dāng)儀器使用轉(zhuǎn)化爐時候，需要額外的氫氣用作反應(yīng)氣體和CO、CO2發(fā)生反應(yīng)生成甲烷。
常用的氫氣供給方式包括使用鋼瓶氫氣和使用氫氣發(fā)生器來提供，但由于氫氣鋼瓶使用或存放不當(dāng)易燃易爆，故目前氫氣發(fā)生器的使用較為。
1、氫氣發(fā)生器組成
氫氣發(fā)生器由電解池、氫/水分離器、收集器、干燥器、傳感器、壓力調(diào)節(jié)閥等部件組成。電解池是用來盛放水溶液，并發(fā)生電解反應(yīng)的器皿；氫/ 水分離器是將電解產(chǎn)生的氫氣從水中分離出來，并通過干燥器去除其中夾雜的水分，后進(jìn)入收集器以備使用；壓力調(diào)節(jié)閥通過調(diào)節(jié)反應(yīng)器里的壓力來控制反應(yīng)的速率和程度。氫氣易燃易爆，使用時，應(yīng)注意避開火源，以防爆炸。
儀器特點(diǎn)：
1.操作簡便，可靠，一次性加堿，日常使用只需補(bǔ)充蒸餾水，啟動電源開關(guān)即可產(chǎn)氫。
2.氣路部分全部采用不銹鋼管，（電解拋光，聲清洗），設(shè)有過壓保護(hù)裝置，兩級凈化。
3.特的防返液裝置，確保儀器絕無返液現(xiàn)象。
4.筒式電解池，電解材料選用進(jìn)口特制貴金屬，有效的提高電解效率，恒定池體溫度，促使電解池使用壽命大大提高。
5.輸出流量穩(wěn)定，自動跟蹤，純度**減，可連續(xù)使用。
氫氣發(fā)生器適用于國內(nèi)外各種型號的色譜儀，戶外分析實(shí)驗(yàn)，替代傳統(tǒng)的高壓鋼瓶，使氣源儀器化。儀器具有運(yùn)用便利、、安穩(wěn)等特點(diǎn)。產(chǎn)品應(yīng)用于化工、環(huán)保、石油、造紙、電力、食物、制藥、科研等范疇。
2、氫氣發(fā)生器的電解槽原理
氫氣發(fā)生器從原理上來講都屬于電解制氫，具體的區(qū)別在于部件電解槽的類型，即：堿性電解槽、基于離子交換技術(shù)的聚合物薄膜電解槽和固體氧化物電解槽。
在實(shí)驗(yàn)室中使用的一般有堿性電解槽制氫和聚合物薄膜電解槽制氫。
1 使用堿性電解槽制氫
堿性電解槽是常用、技術(shù)成熟、也經(jīng)濟(jì)的電解槽，并且易于操作，在目前使用，但缺點(diǎn)是其效率低。堿性電解槽主要由電源、電解槽箱體、電解液、陰、陽和橫隔膜組成。電解液都是氫氧化鉀溶液(KOH)，濃度為20％～30％；橫隔膜主要由石棉組成，主要起分離氣體的作用，而兩個電則主要由金屬合金組成。
其工作的主要原理是：在陰，水分子被分解為氫離子（H+）和氫氧根離子（OH-），氫離子得到電子生成氫原子，并進(jìn)一步生成氫分子（H2）；氫氧根離子（OH-）則在陰、陽之間的電場力作用下穿過多孔的橫隔膜，到達(dá)陽，在陽失去電子生成一個水分子和氧分子。
堿性電解槽制氫的特點(diǎn)是：氫氧根離子（OH-）在陰、陽之間的電場力作用下穿過多孔的橫隔膜。
2 聚合物薄膜電解槽制氫
聚合物薄膜電解槽制氫（PEM），一些地方也稱之為固體聚合物電解質(zhì)（SPE）水電解制氫。該種原理不需電解液，只需純水，比堿性電解槽，電解槽的效率可以達(dá)到85％或以上，但由于在電處使用鉑等貴重金屬，薄膜材料也是昂貴的材料，故PEM電解槽目前還難以投人大規(guī)模的使用。
其工作的主要原理是：去離子水被供到膜一電組件上，在陽側(cè)反應(yīng)析出氧氣、氫離子和電子；電子通過電路傳遞到陰，氫離子以水合的形式(H+·XH20)通過離子交換膜到陰；在陰，氫離子和電子重新結(jié)合形成氫氣，同時，部分水也帶到了陰。
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