氦离子化气相色谱仪

氦离子化气相色谱仪应用于高纯气体分析标准

GB/T 8979-2008 高纯氮

GB/T 4844.3-1995 高纯氦

GB/T 7445-1995 纯氢、高纯氢、超纯氢

GB/T 16942-2009 电子工业用气体 氢

GB/T 16943-2009 电子工业用气体 氦

这些标准规定了高纯气体中痕量杂质的分析方法，氦离子化气相色谱仪是主要检测工具。

电子工业用气体标准

GB/T 14604-2009 电子工业用气体 氧

GB/T 14600-2009 电子工业用气体 氧化氩氮

GB/T 18994-2003 电子工业用气体 高纯氯

这些标准适用于半导体、电子制造行业，要求使用氦离子化气相色谱仪检测ppb级杂质

氦离子化气相色谱仪工作原理

氦作为载气与电离源：

高纯氦气在高压电场或放射性源（如β射线）激发下，产生高能亚稳态氦原子（He*）或氦离子（He⁺）。

当被测气体分子与这些高能粒子碰撞时，发生电离，产生电子和正离子，形成电流信号。

信号强度与气体浓度成正比。

检测模式：

脉冲放电模式（PDHID）：通过脉冲放电产生高能氦等离子体，灵敏度高且无需放射性源。

传统模式：依赖放射性同位素（如³H或⁶³Ni）激发氦气，现已较少使用。

核心特点

超高灵敏度：

检测限可达ppb级（甚至更低），特别适合痕量气体分析。

对H₂、O₂、N₂、CO、CO₂等气体响应优异

宽线性范围：

信号与浓度在多个数量级内呈线性关系，适合不同浓度样品的分析。

通用性：

可检测几乎所有气体（包括惰性气体），但对复杂有机物的灵敏度较低。

主要应用领域

环境监测：

大气中痕量污染物（如CO、CH₄、SF₆）的检测。

温室气体（CO₂、N₂O）分析。

石油化工：

天然气、炼厂气、裂解气中H₂、O₂、N₂、CO等组分的定量分析。

高纯气体（如电子级氩气、氮气）中杂质检测。

半导体工业：

超纯气体（氦、氖、氩）中痕量杂质的质量控制。

科研领域：

地质样品中稀有气体（He、Ne、Ar）分析。

化学反应中气体产物的实时监测。

局限性

依赖高纯氦气：

氦气成本高且资源有限，需严格净化以避免杂质干扰。

维护复杂：

系统需高度洁净，避免污染导致基线漂移或噪声。

脉冲放电模式需优化电压、流量等参数。

对有机物灵敏度低：

复杂有机物（如烃类）更适合用FID或MS检测。

氦离子化气相色谱仪与其他检测器的对比

检测器灵敏度适用物质载气要求特点

HID 惰性气体必须用高纯氦气宽线性范围，通用性强

TCD低通用任意载气稳定性好，但灵敏度低

FID高有机物氢气/空气对碳氢化合物响应优异

ECD高电负性物质（如卤素）氮气/氩气选择性高，用于农药、PCB分析

注意事项

氦气纯度：建议使用99.999%以上的氦气，并配备气体净化器。

系统泄漏：微小泄漏会导致基线不稳定，需定期检漏。

色谱柱选择：常用分子筛、PLOT柱或毛细管柱分离气体