HT-702 系列稀释配气系统气体吸附作用实测评价

1 引言

在挥发性有机物（VOCs）及痕量气体分析中，标准气体的准确配置是保证定量分析可靠性的关键环节。动态稀释技术由于具备实时调节浓度、灵活性高等优点，被广泛应用于实验室标定和在线监测系统。

然而，在低浓度条件下，气体在管路、阀体及连接件中的吸附与解吸行为可能对实际浓度产生显著影响，尤其是在ppb级甚至更低浓度范围内。吸附效应不仅会导致浓度偏低，还可能引入记忆效应，从而影响分析结果的准确性和重复性。

因此，对动态稀释系统中潜在吸附效应的评估，对于验证其在痕量分析中的适用性具有重要意义。本文以丙烷为研究对象，通过对比原始标气与稀释气体的响应关系，分析动态稀释过程中是否存在显著吸附损失。

2 实验部分

2.1 仪器与设备

• 动态稀释系统：HT-702C便携式动态稀释仪（武汉易恩欧科技有限公司）
• 进样系统：HT-703气体自动进样器 （武汉易恩欧科技有限公司）
• 气相色谱仪：GC-2010Pro （岛津）
• 色谱柱：DB-624（60 m × 0.25 mm × 1.4 μm）
• 检测器：FID

2.2 实验气体

• 标准气体：丙烷（13.4 ppm，氮气平衡）
• 稀释气体：高纯氮气
     

2.3 实验方法

为评估动态稀释过程中的吸附效应，设计如下实验步骤：

1. 将原始13.4 ppm丙烷标准气体直接导入系统进行测量，记录峰面积；
2. 通过动态稀释系统配置不同浓度（100–1000 ppb）的丙烷气体；
3. 在相同分析条件下测定各浓度点的峰面积；    
4. 根据原始标气响应，计算理论稀释后峰面积；    
5. 对比实际测量值与理论值之间的偏差，评估吸附效应。
      

2.4 数据处理方法

理论峰面积通过比例关系计算：

理论面积 = 原标气面积 × (目标浓度 / 原始浓度)

偏差定义为：

偏差 (%) = (实测面积 − 理论面积) / 理论面积 × 100%

3 结果与讨论

3.1 原标气与稀释气体响应关系

表1和表2汇总了丙烷标准气体动态稀释过程中，实测响应值与理论响应值的偏差分析。偏差值依据第2.4章节的方法计算得出。

表1 三次实验结果

表2 统计结果

3.2 偏差分析

统计结果显示：

• 单次实验平均偏差约为：-0.93%、-3.88% 和 -2.37%
• 大多数数据点偏差小于±5%

实验结果表明，在 100~1000ppb 浓度范围内，实测响应值与理论响应值的偏差主要集中在 ±5% 以内，无明显系统性偏差趋势。整体平均偏差约为 - 2.39%，说明该动态稀释系统在 ppb 级气体稀释过程中惰性良好，不存在明显的浓度损失或富集现象。

Figure 1. Deviation trends for three independent experiments

Figure 2. Mean deviation and standard deviation at different concentrations.

3.3 吸附效应评估

若系统存在显著吸附效应，通常表现为：

• 实测值系统性低于理论值（负偏差）
     
• 低浓度点偏差更大
     

然而，本实验中：

• 偏差在正负之间随机分布
     
• 未呈现随浓度变化的趋势
     

说明系统未表现出明显吸附或解吸行为。

3.4 误差来源分析

实验中偏差主要来源于：

1. 质量流量控制器的流量误差    
2. 仪器检测重复性误差    
3. 数据拟合误差
      

这些因素均属于随机误差，对系统整体准确性影响有限。

4 结论

本文基于动态稀释技术，对丙烷气体在ppb级浓度范围内的吸附效应进行了实验评估，得到如下结论：

1. 稀释气体响应与理论值保持良好一致性；
2. 偏差主要控制在±5%以内，平均偏差在±3%以内；
3. 未观察到明显的系统性吸附或解吸效应；  
4. 动态稀释系统在痕量气体分析中具有良好的惰性特性。
      

综上，该动态稀释系统能够满足ppb级标准气体配置的准确性要求，可应用于VOCs分析及痕量气体检测领域。

致谢

感谢实验室相关人员对本研究提供的支持与帮助。

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