摘要：本文采用氣相色譜法測定純二氧化碳中微量水，固定相為國產GDX-105擔體，濃縮柱為PEG-400，氫氣為載氣，以硫酸飽和水分壓為定量標準，熱導池為檢測器，成功地檢測了二氧化碳中ppm級的微量水，其最小檢測量達0.1ppm。
我國工業上對高純度二氧化碳的需求迅速增長，其中二氧化碳激光、二氧化碳保護焊、制冷技術等工業必須嚴格控制二氧化碳中的微量水。由于高濃度二氧化碳的干擾，原有的分析法如露點法等又不能移用，而目前在高濃度二氧化碳中微量水的測試方法報導不多，因此，研究在高濃度二氧化碳中微量水分析的新方法，以滿足高純度二氧化碳的質量檢測。
近年來，由于氣相色譜法具有高選擇性、高靈敏度、高分離效能和快速、簡便等特點，特別是濃縮色譜法的增大進樣量，只要選擇用適當的濃縮柱和操作條件，就可以幾百倍地降低最小檢測濃度，又減小了吸附的影響。本工作采用了濃縮色譜法，分析高濃度二氧化碳中微量水，固定相為國產GDX-105擔體、濃縮柱為PEG-400，氫氣為載氣，以硫酸飽和水分壓為定量標準，熱導池為檢測器，成功地檢測了二氧化碳中ppm級的微量水，其最小檢測量達0.1ppm。
一、實驗
1、儀器和主要試劑
氣相色譜儀；附熱導池檢測器；色譜工作站；硫酸鼓泡發生器；GDX-105擔體；60——80目；PEG-400固定液（Chrompack進口分裝）；Chromosorb W/AW；60——80目（Chrompack進口分裝）；氫氣：99.99%
2、色譜條件
色譜柱：￠4mm×1mm×3.6m聚四氟乙烯管，填充GDX-105擔體；
溫度：柱室110℃，檢測器110℃，汽化室200℃
橋流：150mA
濃縮柱：聚四氟乙烯管濃縮柱，體積0.5mL，填充10%PEG-400/chromosorbW；
濃縮柱溫度：冷卻溫度0℃，加熱溫度98±1℃。
四通閥定體積進樣，進樣量為5.5mL
3、分析流程及實驗方法
濃縮器中采用濃縮柱相連的六通閥，其操作流程如圖1所示。
濃縮：四通閥、六通閥轉至實驗線位置，將待測氣體樣品通過處于低溫的濃縮柱，以使待測組分保留在柱內。
加熱：通過濃縮柱的氣體樣品達到預定量后，關閉六通閥，并加熱，使濃縮柱中保留的待測樣品解脫。
進樣：將六通閥、四通閥轉至虛線位置，將待測組分送入分析柱。
二、結果與討論
1、分析條件的選擇
（1）分析柱溫度：不同柱溫與保留時間的考察，結果見圖2：
由圖2可知，分析柱溫度越高，水與二氧化碳分離越不，溫度在191℃時，兩組分不能分離。因而溫度為100℃左右，但考慮到水在100℃時為氣—液兩相共存，可能有部分水沉積于分析柱內，所以柱溫選擇為110℃。
（2）載氣流速與分析柱柱效的關系：分別用2、2.5、3和3.6m的分析柱進行了實驗，其結果是：3.6m的分析柱能將水與二氧化碳很好的分離。該柱在不同載氣條件下的理論塔板高度與載氣線速關系見圖3：
曲線點的載氣流速為35ml/min，所以載氣流速在34—36mL/min時，柱效。我們取流速為36ml/min，此時水與二氧化碳的理論塔板數每米分別為627和692塊。
（3）硫酸鼓泡時間的影響：微量水標準氣采用硫酸鼓泡器達到飽和時的水濃度。分析時只要注意通過硫酸鼓泡器的流速恒定在200ml/min以下，均能達到飽和。
在上述操作條件下，采用標準水分的硫酸鼓泡發生器中硫酸學度為82%，溫度為27℃，含水91.75ppm，鼓泡兩小時后達到飽和（見表1）
2、定量方法的考察
（1）進樣量的影響：為考察在上述條件下濃縮柱的負荷量，進行了不同進樣量與峰面積關系的試驗，其結果見圖4。
由圖4可知，當通入相當于含水8.1ppm的二氧化碳（標準水分的硫酸鼓泡發生器中硫酸濃度86%，溫度10℃），在240ml以內的進樣量均在線性范圍內。
（2）水含量與峰面積的線性關系：對于氣體中微量水的分析，可取硫酸飽和水分壓作標準。當硫酸濃度確定后，與其平衡的水蒸氣壓力符合克拉伯龍—克勞修斯關系式：
根據氣體分壓定律，即可計算通過硫酸鼓泡器的硫酸飽和氣體中的水含量。
的含量與峰面積成線性關系（見圖5），故可作標準定量曲線進行定量。
（3）定量結果：以硫酸飽和水分壓為定量標準，用外標法測定凈化后的二氧化碳氣體中的水含量（見圖6、7），其結果見表2
由表2可知，用本法測定二氧化碳中水含量在ppm級范圍內的相對標準偏差符合氣相色譜法的要求。
三、結論
1、建立了高濃度二氧化碳中微量水的分析方法，其方法可靠、準確、重復性好。
2、濃縮法對微量水的檢測是有效的，它可以降低最小檢測濃度，并可忽略吸附等影響。
