[发明专利]一种氢气中硫化物含量的检测方法

说明书

本发明公开一种氢气中硫化物含量的检测方法，包括以下步骤：（1）选择色谱柱；（2）设置气相色谱仪器条件；（3）设置ICP‑MS仪器条件（4）进样，根据得到的峰面积计算待测样品中硫化物含量。本发明相比于现有技术节省了氢气预浓缩的步骤，其在不加任何预浓缩的前提下，检测精度上可达到ppt级别。

技术领域

本发明属于气体分析领域，具体涉及一种氢气中硫化物含量的检测方法。

背景技术

近年来全球氢能源技术快速发展，氢能源的应用越来越广泛，特别是氢燃料电池汽车是当前氢能源技术发展的重点领域。然而，氢燃料中的痕量硫化物会导致氢燃料电池催化剂中毒，使得燃料电池性能发生不可逆的衰减。在GB/T 37244《质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气》对氢燃料中的硫化物总含量进行了严格的限制。然而，由于氢燃料中的硫化物含量极低，直接采用常用的测定硫化物的检测器如热导检测器（TCD）、火焰光度检测器（FPD）、脉冲火焰光度检测器（PFPD）、原子发射检测器（AED）、电化学检测器（ED）和质量选择性检测器（MSD）等均无法直接进行分析，而需要进行浓缩的预处理，待测样品的预浓缩步骤大大降低了检测效率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种氢气中硫化物含量的检测方法，用于氢气中硫化物的测定，实现氢气中痕量总硫和硫化物形态的分析。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种氢气中硫化物含量的检测方法，包括以下步骤：

（1）选择色谱柱；

（2）设置气相色谱仪器条件；

（3）设置ICP-MS仪器条件；

（4）进样，待分析样品经载气带入气相色谱，经过色谱柱的作用，进入ICP-MS/MS系统，经过离子源离子化、离子镜的筛选，特定荷质比的元素离子进入检测器进行分析定量，根据得到的峰面积计算待测样品中硫化物含量。

进一步的，气相色谱中所用载气为氦气或氮气。

进一步的，当测定氢气中硫化物总量时，选用的色谱柱为内壁未涂覆的熔融石英毛细柱，气相色谱条件为进样口温度150 ℃，柱箱温度140℃，保持10min；ICP-MS仪器条件为RF功率为500w，载气流量为1L/min。

进一步的，当测定氢气中硫化物的形态和含量时，选用的色谱柱为内壁涂覆有非极性甲基聚硅氧烷的熔融石英毛细柱，气相色谱条件为进样口为150℃；采用分流模式进样，分流比为10:1；以高纯氮为载气，流速为3mL/min，升温程序：初始温度为30℃，持续5分钟，以2℃/min的升温速度升至45℃，保持1min，再以5℃/min的升温速度升至80℃，保持2min，再以10℃/min的升温速度升至140℃，保持7min；ICP-MS仪器条件为RF功率为500w，载气流量为1L/min。

本申请所用GC-ICP-MS/MS联用仪，包括气相色谱系统和ICP-MS/MS仪器，所述气相色谱系统和ICP-MS/MS仪器氢通过接口连接，待测样品从气相色谱系统进入，通过色谱柱的作用，进入ICP-MS/MS仪器，依次经过ICP-MS/MS仪器内部的离子源、离子镜、分析器，最后进入检测器。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）本发明相较于现有技术的其他分析方法，节省了氢气预浓缩的步骤，直接将待测氢气样品用于检测痕量硫化物，其在不加任何预浓缩的前提下，检测精度上可达到ppt级别；该方法主要应用于微痕量硫化物的定性和定量分析。以硫化氢为例，本发明方法的检测限为0.01ppb，而其他常用的硫化物分析方法检测限：GC-μTCD（微热导气相色谱）检测限500ppb，GC-SCD（硫化学发光气相色谱）检测限20ppb。因此，本发明的检测精度大大提高。