氢燃料电池用高纯氢气中关键杂质色谱分析方法的研究
发布时间：2023-03-12 00:27
氢气品质的优劣与氢燃料电池的寿命密切相关。与汽油发动机相比,燃料电池汽车需要更高纯度的燃料来防止燃料电池系统退化,因此对氢燃料电池中氢气纯度的检测尤为重要。为健全我国氢能与燃料电池分析的标准体系,进行对氢气中杂质标准物质的研制以及氢燃料电池中杂质分析方法建立的研究有着重要的意义。本论文通过选择适当的气相色谱,对氢气中部分杂质检测的研究内容及成果如下:1.利用重量法配制氢中氮气、氢中二氧化碳、氢中甲烷、氢中一氧化碳、氢中氦气、氢中氩气、氢中一氧化碳、二氧化碳、甲烷混合物、氢中氩气、氮气、氦气混合物、氢中氩气、氮气混合物和氢中氮气、氧气混合物共10种标准气体,所制备浓度为2μmol/mol的标准混合气,其分析方法的不确定度为0.3%。2.根据ISO 14687对氢中杂质的要求,选择高灵敏度的气相色谱仪,通过优化色谱分析条件,建立了检测各杂质的最佳分析方法,方法测定各杂质的重复性均小于1%,为研制高准确的相关标准物质奠定了基础。文中还选用安捷伦便携气相色谱仪对氢气中氦气、氩气、氮气标准气体进行了在线检测,实验结果良好,重复性可达到0.5%以内,该分析设备具有体积小和检测速度快等优点可有效缩短...
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 氢燃料电池的原理
1.3 氢气杂质的来源及对燃料电池的影响
1.4 国内外氢燃料电池标准与检测现状
1.5 常见微量杂质的分析
1.6 本论文的研究目的与内容
第二章 实验部分
2.1 气相色谱仪的选择
2.1.1 碳氢化合物(CH4)
2.1.2 氦气、氮气和氩气(He、N2和Ar)
2.1.3 一氧化碳和二氧化碳(CO和CO2)
2.2 实验所需标准气体
2.3 仪器与设备
2.4 载气的选择
2.5 分析过程
第三章 单组分标准气体分析方法研究
3.1 氢中一氧化碳分析方法的建立
3.1.1 色谱柱对实验结果的影响
3.1.2 参数设置对实验结果的影响
3.1.3 色谱分析条件
3.1.4 标准谱图分析
3.1.5 分析方法重复性考察
3.2 空气中一氧化碳分析方法的建立
3.2.1 分析方法介绍
3.2.2 色谱分析条件
3.2.3 分析方法重复性考察
3.2.4 标准谱图分析
3.3 氢气中甲烷分析方法的建立
3.3.1 色谱柱的选择
3.3.2 色谱分析条件
3.3.3 标准谱图分析
3.3.4 分析方法重复性考察
3.4 氢气中二氧化碳分析方法的建立
3.4.1 色谱柱的选择
3.4.2 色谱分析条件
3.4.3 标准谱图分析
3.4.4 分析方法的重复性考察
3.5 氢气中氦气分析方法的建立
3.5.1 色谱分析条件
3.5.2 标准谱图分析
3.5.3 分析方法的重复性考察
3.6 氢气中氩气分析方法的建立
3.6.1 色谱分析条件
3.6.2 标准谱图分析
3.6.3 分析方法的重复性考察
3.7 氢气中氮气分析方法的建立
3.7.1 色谱分析条件
3.7.2 标准气体的谱图分析
3.7.3 分析方法的重复性考察
3.8 分析方法的不确定度评估
3.9 本章小结
第四章 多组分标准气体分析方法研究
4.1 氢气中一氧化碳、甲烷和二氧化碳分析方法的建立
4.1.1 标准谱图分析
4.1.2 分析方法的重复性考察
4.2 氢气中氦气、氩气和氮气分析方法的建立
4.2.1 标准谱图分析
4.2.2 分析方法的重复性考察
4.3 氢中氮、氧气和氢中氮、氩气的重复性考察
4.4 本章小结
第五章 便携气相色谱TCD在线检测研究
5.1 便携气相色谱原理
5.2 氢中氦气重复性分析结果
5.2.1 标准谱图分析
5.2.2 分析方法的重复性考察
5.3 氢中氩气重复性分析结果
5.3.1 标准谱图分析
5.3.2 分析方法的重复性考察
5.4 氢中氮气的重复性分析结果
5.4.1 标准谱图分析
5.4.2 分析方法的重复性考察
5.5 本章小结
第六章 稀释气中杂质的定量研究
6.1 甲烷的分析方法及检测结果
6.2 一氧化碳的分析方法及检测结果
6.3 二氧化碳的分析方法及检测结果
6.4 本章小结
第七章 结论
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
导师和作者简介
附件
本文编号：3760562
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 氢燃料电池的原理
1.3 氢气杂质的来源及对燃料电池的影响
1.4 国内外氢燃料电池标准与检测现状
1.5 常见微量杂质的分析
1.6 本论文的研究目的与内容
第二章 实验部分
2.1 气相色谱仪的选择
2.1.1 碳氢化合物(CH4)
2.1.2 氦气、氮气和氩气(He、N2和Ar)
2.1.3 一氧化碳和二氧化碳(CO和CO2)
2.2 实验所需标准气体
2.3 仪器与设备
2.4 载气的选择
2.5 分析过程
第三章 单组分标准气体分析方法研究
3.1 氢中一氧化碳分析方法的建立
3.1.1 色谱柱对实验结果的影响
3.1.2 参数设置对实验结果的影响
3.1.3 色谱分析条件
3.1.4 标准谱图分析
3.1.5 分析方法重复性考察
3.2 空气中一氧化碳分析方法的建立
3.2.1 分析方法介绍
3.2.2 色谱分析条件
3.2.3 分析方法重复性考察
3.2.4 标准谱图分析
3.3 氢气中甲烷分析方法的建立
3.3.1 色谱柱的选择
3.3.2 色谱分析条件
3.3.3 标准谱图分析
3.3.4 分析方法重复性考察
3.4 氢气中二氧化碳分析方法的建立
3.4.1 色谱柱的选择
3.4.2 色谱分析条件
3.4.3 标准谱图分析
3.4.4 分析方法的重复性考察
3.5 氢气中氦气分析方法的建立
3.5.1 色谱分析条件
3.5.2 标准谱图分析
3.5.3 分析方法的重复性考察
3.6 氢气中氩气分析方法的建立
3.6.1 色谱分析条件
3.6.2 标准谱图分析
3.6.3 分析方法的重复性考察
3.7 氢气中氮气分析方法的建立
3.7.1 色谱分析条件
3.7.2 标准气体的谱图分析
3.7.3 分析方法的重复性考察
3.8 分析方法的不确定度评估
3.9 本章小结
第四章 多组分标准气体分析方法研究
4.1 氢气中一氧化碳、甲烷和二氧化碳分析方法的建立
4.1.1 标准谱图分析
4.1.2 分析方法的重复性考察
4.2 氢气中氦气、氩气和氮气分析方法的建立
4.2.1 标准谱图分析
4.2.2 分析方法的重复性考察
4.3 氢中氮、氧气和氢中氮、氩气的重复性考察
4.4 本章小结
第五章 便携气相色谱TCD在线检测研究
5.1 便携气相色谱原理
5.2 氢中氦气重复性分析结果
5.2.1 标准谱图分析
5.2.2 分析方法的重复性考察
5.3 氢中氩气重复性分析结果
5.3.1 标准谱图分析
5.3.2 分析方法的重复性考察
5.4 氢中氮气的重复性分析结果
5.4.1 标准谱图分析
5.4.2 分析方法的重复性考察
5.5 本章小结
第六章 稀释气中杂质的定量研究
6.1 甲烷的分析方法及检测结果
6.2 一氧化碳的分析方法及检测结果
6.3 二氧化碳的分析方法及检测结果
6.4 本章小结
第七章 结论
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
导师和作者简介
附件
本文编号：3760562
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