氣相色譜質譜分析的應用方法（FTIR氣體分析儀在特氣分析中最新技術）

2023-05-30 08:35:16

近幾年，隨著國內特氣行業市場需求的不斷增長，各氣體廠家對產品的質量控制方法和效率有了進一步的要求，氣相分析手段已經廣泛應用於各氣體生產與質控過程。與此同時，相對於工業化產品生產速度，氣相色譜等方式分析效率相對較低、適用性相對較窄的缺點也逐漸體現。各生產商開始尋求更高效、全面的氣體分析方法。其中，傅立葉變換紅外氣體分析法具有效率高，種類全，無耗材等諸多優勢，FTIR氣體分析儀也成為特氣行業炙手可熱的分析儀器。

01

傳統的FTIR氣體分析方法—CLS/PLS算法

　　隨著紅外技術的發展FTIR氣體分析技術也在不斷更新，其中包含CLS/PLS等傳統紅外氣體測試方法，其基礎的理論依據朗伯比爾定律(圖1為CLS方法建立標準曲線)。A=a•b•c式中，a為吸收係數，b為光程，c為濃度，A為吸光度。

紅外光在經過氣體池中的氣體樣品時，有紅外響應的氣體會吸收特定波段的紅外光，吸收的強度與氣體本身特性、氣體池光程、氣體濃度有關。其中a，b均為定值，因此可建立上述吸光度與濃度成正比的方程。定量結果取決於吸光度這一積分數值的大小，積分方式通常有峰面積、半高寬、峰高等不同形式，當所選峰出現大幅度重疊時，需選擇其他峰位或進行修正。

　 利用5種不同濃度的標準氣，建立對應物質的標準曲線，即可根據測得的吸光度，反推出待測氣體濃度的大小。而該類傳統定量方法，對於氣體生產廠家來說存在諸多不便：　　

5.未知氣體幹擾：當待測氣體中存在測試前未考慮的氣體，且對目標氣存在幹擾時，標曲不再適用。　　傳統CLS、PLS方法的FTIR氣體分析儀普遍存在的問題對於氣體生產有諸多不便。如需要建立標誌，存在長時間重複性差、一套設備適用性窄、測試偏差大等問題。

02

布魯克FTIR氣體分析技術一譜形擬合算法

目前，在FTIR氣體分析領域，布魯克採用了譜形擬合定性與定量分析技術，該項技術在朗伯比爾定律的基礎上，進一步增加了對目標氣與幹擾氣譜形的分析，與傳統CLS/PLS將定量結果寄託於吸光度積分這一數字相比，對「分子指紋」譜的譜形擬合進一步確保了定性與定量的準確性。　　

譜形擬合算法可以精準解析目標氣與幹擾氣。圖2一氧化碳的混氣測試中，布魯克OPUSGA軟體在分析CO時，對CO的特徵區進行分析，該特徵區不光包含一氧化碳的特徵譜，同時其他氣體對該譜形有所貢獻。

　　在實際測試得到的譜圖中(如圖3)包含了一氧化碳、二氧化碳、一氧化二氮的綜合貢獻，布魯克OPUSGA軟體可以將該範圍內目標氣、幹擾氣對總譜的貢獻解析出來，最終得到圖4的擬合譜，與圖3中測試譜完全匹配，由於紅外光譜的唯一性，任何一種混氣的譜形也是唯一的。因此，OPUSGA可準確對目標氣與幹擾氣進行定性和定量分析。

　　布魯克MATRIX-MG氣體分析儀與OPUSGA分析軟體解決了傳統紅外氣體分析存在的問題，能為特氣廠家質控分析帶來諸多便利。圖5為MATRIX-MG紅外氣體分析儀示意圖。

布魯克前沿紅外氣體分析技術在特氣領域的特點如下：　　

3.無需定期校準，RocksolidTM幹涉儀具有極好的穩定性、數據重複性，內含抗幹擾強的全數位化檢測器，結合OPUSGA專用氣體分析軟體，確保設備可以長期使用，數據無偏移，無需任何校準調整。

4.任意混氣組合，不受定標限制，OPUSGA擁有數百種超高分辨譜庫，高分辨譜庫所含有的氣體中任意組合均可以進行模型建立，如常見的汽車尾氣標氣、石化混合標氣等，甚至是如圖6特徵區完全乾擾的十種氟碳類氣體，OPUSGA軟體也可以完美區分開來。　　

5.單通道測試模式，無需採集背景，直接通氣進行測試，比如進行CO的10-9級別測試時，未純化的氮氣一般還有0.5X10-6左右的CO，此時如果扣背景，會直接影響目標氣10-9級別的測試結果，如果直接通樣氣進行測試，則可得到最真實的濃度值。

6.時間軸濃度顯示與毫秒級監測時間。如圖7，軟體可顯示各組分濃度隨時間的變化，可直觀地看到置換完成、氣體穩定的時間點。

　　7.氣體池抗腐蝕和抗吸附優化設計，MATRIX-MG採用抗吸附結構，最大程度降低氣體吸附，同時水平進樣進一步提升了置換效率，進而提高產品分析效率；MATRIX-MG不光滿足普通標氣測試，同時可承受氟化氫、氯化氫等腐蝕性氣體，適用於各類電子氣研究。　　布魯克MATRIX-MG FTIR氣體分析儀採用最前沿的譜形擬合算法，結合儀器的硬體優勢，為特氣行業生產廠家，提供一種全面、穩定、準確、簡單易用的氣體分析儀，滿足常規標氣、高純氣雜質、電子特氣等各類應用需求。