有機元素分析導言有機元素通常是指在有機化合物中分布較廣

1、第二章 有機元素分析導言有機元素通常是指在有機化合物中分布較廣和較為常見的元素，如碳(C)、氫 (H) 、氧 (O) 、氮(N) 、硫 (S) 等元素。通過測定有機化合物中各有機元素的含量，可確定化合物中各元素的組成比例進而得到該化合物的實驗式。有機元素分析最早出現(xiàn)在19 世紀 30 年代，李比希首先建立燃燒方法測定樣品中碳和氫兩種元素的含量， 他首先將樣品充分燃燒， 使碳和氫分別轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水蒸氣， 然后分別以氫氧化鉀溶液和氧化鈣吸收，根據(jù)各吸收管的重量變化分別計算出碳和氫的含量。目前，元素的一般分析法有化學法、光譜法、 能譜法等， 其中化學法是最經(jīng)典的分析方法。傳統(tǒng)的化學元素分析方法，

2、具有分析時間長、工作量大等不足。隨著科學技術的不斷發(fā)展，自動化技術和計算機控制技術日趨成熟，元素分析自動化便隨之應運而生。有機元素分析的自動化儀器最早出現(xiàn)于20 世紀 60 年代，后經(jīng)不斷改進， 配備了微機和微處理器進行條件控制和數(shù)據(jù)處理， 方法簡便迅速，逐漸成為元素分析的主要方法手段。目前，有機元素分析儀上常用檢測方法主要有：示差熱導法、反應氣相色譜法、電量法和電導法幾種。一、基本原理Vario EL 型元素分析儀是由德國Elementar 公司生產(chǎn)。該儀器主要采用微量燃燒法等實現(xiàn)多樣品的自動分析，通過自動在線測定和計算可提供數(shù)據(jù)處理、計算、報告、打印及存儲等功能。儀器有CHN 模式、 CH

3、NS 模式和 O 模式 3 種工作模式，主要測定固體樣品，儀器狀態(tài)穩(wěn)定后， 可實現(xiàn)每9min 即可完成一次樣品測定，同時給出所測定元素在樣品中的百分含量，且儀器可自動連續(xù)進樣。該儀器具有所需樣品量少（幾毫克）、分析速度快、適合進行大批量分析的特點，其主要性能指標如下。(1) 3 種工作模式： CHN 模式、 CHNS 模式和 O 模式。(2) 空白基線 (He 載氣 )： C: 30； H: 100；N: 16； S: 20； O: 50。(3) K 因子檢測 (He 載氣 )： C: 0.15； H: 3.75； N: 0.16； S: 0.15； O: 0.16。(4) 元素測量準確度：

4、C、 H 、N 、S、 O 的準確度均 0.3%。(5) 元素測量精確度： C、 H 、N 、S、 O 的準確度均 0.2%。本實驗主要利用高溫燃燒法測定原理來分析樣品中常規(guī)有機元素含量。有機物中常見的元第1頁共19頁素有碳 (C)、氫 (H) 、氧 (O) 、氮 (N) 、硫 (S)等。在高溫有氧條件下，有機物均可發(fā)生燃燒，燃燒后其中的有機元素分別轉(zhuǎn)化為相應穩(wěn)定形態(tài)，如CO2、 H2O、 N2、 SO2等。CxHyNzStuO2xCO2y / 2H2Oz /2N2tSO2因此， 在已知樣品質(zhì)量的前提下，通過測定樣品完全燃燒后生成氣態(tài)產(chǎn)物的多少，并進行換算即可求得試樣中各元素的含量。二、基本構

5、成及其工作原理其工作原理根據(jù)的是F. 普雷格爾測碳、 氫的方法與J.-B.-A. 杜馬測氮的方法。在分解樣品時通過一定量的氧氣助燃，以氦氣為載氣， 將燃燒氣體帶過燃燒管和還原管，二管內(nèi)分別裝有氧化劑和還原銅，并填充銀絲以去除干擾物質(zhì)（如鹵素等），最后從還原管流出氣體除氦氣以外只有二氧化碳、水。通過一定體積的容器中并混勻，再由載氣帶此氣體通過高氯酸鎂以去除水分。 在吸收管前后各有一個熱導池檢測器，由二者響應信號之差給出水的含量。除去水分后的氣體再通入燒堿石棉吸收管中，由吸收管前后熱導池信號之差再求出二氧化碳含量。最后一組熱導池則測量純氦氣與含氮的載氣之信號差，得出氮的含量。氧 /硫分析儀：現(xiàn)代的

6、測碳、氫、氮的儀器，在換用燃燒熱解管后都可測定氧或硫。測定氧時， 其前處理方法與經(jīng)典法相似。 將樣品在高溫管內(nèi)熱解， 由氦氣將熱解產(chǎn)物攜帶通過涂有鎳或鉑的活性炭填充床，使氧全部轉(zhuǎn)化成一氧化碳，混合氣體通過分子篩柱，將各組分分離，通過熱導池檢測器檢測一氧化碳氣體而進行定量分析。另一種方法使熱解氣體通過氧化銅柱， 將一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳，用燒堿石棉吸收后由熱導示差的信號測定，或者利用庫侖分析法測定。 測定硫時，在熱解管內(nèi)填充氧化鎢等氧化劑，并可通過氧氣幫助氧化，硫則通常被氧化成二氧化硫，生成的二氧化硫可用多種儀器方法測定。例如， 可通過分子篩柱用氣相色譜法測量；也可通過氧化銀吸收管，由吸收前后熱

7、導差示響應求出含量；也可通過庫侖滴定法，將二氧化硫吸收氧化成硫酸，吸收液的pH 將改變，電解產(chǎn)生氫氧銀離子，將和質(zhì)子中和，使pH 再恢復至原來數(shù)值，由電量求得硫含量。技術參數(shù)：1、測定范圍：C： 0.0004-30mg abs.； N ：0.0001-10mg abs.2、標準偏差 0.1%絕對誤差 (CHN 同時測定， 45mg 樣品 )3、樣品稱樣：0.02800mg ( 根據(jù)被測物質(zhì) )4、分解溫度：9501200 (錫容器燃燒時達1800 )第2頁共19頁5、分析時間：C、 H、 N 同時測定： 69 分鐘； C、 H 、N 、S 同時測定： 1012 分鐘6、每次分析消耗氣體：CHN

8、 同時測定： 23L 氦氣； 3050ml 氧7、氣體純度：He:99.995% ( 純度 )， O： 99.995% (純度 )8、測量值輸出：PC 機屏幕顯示與打印機打印出完整的元素的百分含量9、數(shù)據(jù)接口：V24/R232C 標準接口10、電源：230V ， 50/60H/1.8KW ，11、外型尺寸： 78cm x 60cm x 70cm ( 長寬 高 )，重量：約 120kg三、不同操作模式1 CHNS 模式圖 1 CHNS 模式下的簡圖第3頁共19頁to 143管道編號F氣體凈化管V2+V3SO2 的解吸附通道閥G燃燒管V4氧氣入口閥H還原管V7氦氣入口閥I分離墻V8+V9H2O 的

9、解吸附通道閥J氧氣流量表V10沖洗氣體閥K質(zhì)流控制器（ MFC ）ASO2 吸附柱L指針閥BH2O 吸附柱M流量控制器CCO2 吸附柱N測量氣體D干燥管O參考氣體E氦氣流量表P磁閥2 CHN 模式圖 2 CHNS 模式下的簡圖（圖例如上）第4頁共19頁3 注意事項(1) 模式轉(zhuǎn)換時，當前的加熱溫度必須比新選模式的設定加熱爐溫度高，否則過高的溫度保護就會被激活。(2) 模式轉(zhuǎn)換時確信試管填充物滿足各自的操作溫度，否則過熱的填充物會引起試管熔化，而損壞加熱爐。(3) 在菜單“模式”下更改操作模式，并單擊“ OK ”確認，如果在“改變模式” 對話框里確認以下問題，單擊“ OK ”才能執(zhí)行模式更改。以

10、 CHN 模式為例四、 CHN工作曲線的測定和計算1 選定標樣CHN 測定選擇 :Acetanilide ( 乙酰苯胺 )標樣也可用名稱的縮寫表示：命令：在 Name 欄：輸入標樣的名稱如Acetanilide在 Theor.欄：分別輸入 NCSH 的理論值在 Tol. 欄： NCSH 分別輸入 5，一旦標樣的測定值，超過此限定值，儀器將自動停止進樣，待機待查問題所在。Add:加入一個標樣Delete: 刪除一個標樣Change: 改變標樣的名稱在 display as:選擇 Factor Sample: 樣品的測定選擇 Calibration Sample:校正曲線的制備第5頁共19頁2 標

11、樣的選定和稱量:1） conditioning條件化先運行虛擬樣（n 個）然后 run in 乙酰苯胺約5 毫克（ 3 個）2）calibration samples先新建一頁，然后在standard 中選中 Calibration Sample ， 運行以下重量的Acetanilide0.1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.75 1.0 1.25 1.5 1.75 2.0 2.5 3.0 3.253.5 3.75 4.0 4.5 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0（ Index 1 ） 12.0 14.0 16.0 18.0 22.0（ Index 4 ）26.0

12、28.0 30.0 （ Index 5 ）注意：每次運行樣品開始的時候，都應該檢查進樣盤的孔位是否對應于程序中的編號。不同重量標樣測量時的不同氧模式3 校正曲線的計算命令： Math-Calibrate按次激活 N Compute, C Compute, H Compute,linear-線性polynomi- 非線性mixed- 混合型這里都選中polynomi- 非線性4 N 的非線性曲線計算（C、 H 方法相同）第6頁共19頁命令：Next: 移動曲線點Zoom：放大曲線點的部分Kill:刪除曲線之外的點Unkill:恢復刪除的曲線點5 輸入校正曲線的名稱:在 Math 下拉菜單中選Co

13、efficients第7頁共19頁命令 : Save: 校正曲線的名稱. COE ( 以 COE 的格式存入曲線Load: 調(diào)入以 COE 格式存入的曲線。注意：執(zhí)行此命令時有一提示，必須是一個新的文件即無任何樣品重量、名稱等，否之，調(diào)入曲線的同時，會將原文件中所有樣品的重量、名稱等數(shù)據(jù)刪除。五、實驗技術1 實驗方法(1) 開機程序1) 開啟 PC 和打印機2) 拔掉主機尾氣的兩個堵頭，移開儀器進樣盤3) 開啟儀器的主開關 (電源 ) ，待儀器運行球閥和進樣盤底座的初始化后。 ( 此運行只在進樣盤拿走的時候才能正確地執(zhí)行 )4) 將儀器進樣盤放回原處5) 開啟氦氣和氧氣：He 氣體鋼瓶減壓閥出

14、口壓力: 2.0 bar (0.2Mpa) ，此時儀器系統(tǒng)壓力:1.25 barO2 氣體鋼瓶減壓閥出口壓力: 2.5 bar (0.2Mpa)6) 啟動 vario EL 軟件，在菜單 Mode 中選擇操作模式： (CHNS, CNS, CHN, CN, N ,O or S).警告：CHNS,CNS,S 和 CHN,CN,N模式的燃燒管內(nèi)的氧化劑的設定溫度不同，不能互換，否之，由于過熱會引起CHN 燃燒管內(nèi)線狀氧化銅熔融。熔融物質(zhì)流入加熱爐并損壞加熱爐。(2) 操作參數(shù)確定(標準操作參數(shù)大部分已在出廠時設置好了，用戶不必作改變)在菜單 OptionsParameter設定加熱溫度：CHNS/

15、CNS/S模式 : 爐 1: 1150 ; 爐 2: 850 ; 爐 3: 0 CHN/CN/N模式: 爐 1:950 ; 爐 2:500 ; 爐 3:0 O模式: 爐1:1150; 爐 2:0; 爐 3:0(3) 常規(guī)分析1) 樣品重量和名稱的輸入EditInput 或?qū)⑹髽随I移至菜單的Name 下雙擊2) 建議樣品測定順序 (CHN 模式 ) 1 個加氧空白 (blank; O 2 index: 1)第8頁共19頁1 個不加氧空白(blank; O 2 index: 2)3 個 RUN-IN ( 不稱重樣品 ,約 2-3 毫克 )3 個 ACTE ( 乙酰苯胺 ,稱重 ,約 2-3 毫克范

16、圍 )20 個樣品(根據(jù)樣品性質(zhì)稱重)2 個 ACTE ( 乙酰苯胺 ,稱重 ,約 2-3 毫克范圍 )20 個樣品(根據(jù)樣品性質(zhì)稱重)2 個 ACTE ( 乙酰苯胺 ,稱重 ,約 2-3 毫克范圍 )20 個樣品(根據(jù)樣品性質(zhì)稱重) 若使用 CHNS 模式，則應用氨基苯磺酸作標樣(Sul)若煤的測定，可選煤標樣。3) 標樣的校正 Math. factor檢查 3 個標樣數(shù)據(jù)是否平行， (誤差在 0.3%)若平行則對標樣進行標記 # (tagged)，隨之進入 MATH 功能，激活 FACTOR 功能計算日校正因子。否之， 該偏離的標樣不被加上標記 #，不進行日校正因子的計算。(4) 關機程序

17、1.分析結(jié)束后，主機自動進入睡眠狀態(tài)，待降溫至100以下2. 退出 WINV AR 操作軟件 (system-offline-exit)3. 關閉計算機4. 關閉 varioEL 主機電源，關閉氦氣和氧氣5. 將主機尾氣的兩個出口堵住注意事項：1) 在菜單 Options Miscellaneous leakage test若更換備件諸如燃燒管， 還原管或清除灰分管， 必須進行檢漏測試 ,若檢漏沒通過， 則退出操作軟件并激活維護，查找滲漏的地方2) 在 CHNS, CHN, CN 和 N 模式中，新?lián)Q的反應管諸如氧化管或還原管等必須在測定樣品之前使之條件化，即在爐溫升至設定溫度后，等待1 小時

18、后方能進行測定第9頁共19頁3) 若關機時，爐溫在 300左右，則需開啟主機的燃燒單元的門，散去余熱，否之，將引起過溫保護，第2 次開機則無法升溫。解決方法：將溫控元件的開關復位,然后退出varioEL 程序后重新進入該程序。溫控元件的復位開關位于燃燒爐上端的橫梁中間。2 實驗條件的選擇及選擇依據(jù)元素分析儀Vario EL 是一個快速的， 用于 CHNOS 定量測定的全自動儀器。根據(jù)購買的設備， 儀器能有不同的操作模式。對元素分析來說，Vario EL 分析儀的適應性是根據(jù)樣品可控制的燃燒性和樣品的量?，F(xiàn)有的Vario EL 型元素分析儀有CHN 模式、 CHNS 模式和 O模式 3 種工作模

19、式，主要測定固體樣品，從樣品稱量中同時測定一些元素：CHNS ，CNS ，CHN ，CN， N 和 S。根據(jù)實驗者的要求，選擇不同的操作模式。各種操作模式應該配有不同的實驗要求，具體有以下幾點：1） 加熱爐溫度：不同操作模式下加熱爐溫度不同，錯用溫度會影響還原爐內(nèi)裝填的氧化劑。操作模式： CHNS/CNS/S燃燒爐： 1150；還原爐： 850操作模式： CHN/CN/N燃燒爐： 950；還原爐： 500操作模式： O燃燒爐： 11502） 還原管氧化劑的裝填：不同的操作模式選用的氧化劑/還原劑不同。 用錯誤的消耗品或一個不適合標準的化學品的使用會導致受傷或儀器的損壞，也會誤導分析的結(jié)果。（

20、1）CHNS/CNS/S 模式A. 燃燒管：同時有硫測定的操作模式時，用底部空的且中部（最熱的區(qū)域）裝有粒狀 WO3 的試管。石英棉用作中間隔層。作為在粒狀WO3 和灰分之間的隔層，用3mm 厚的剛玉球。最后安裝灰分和保護試管。如圖3 所示。B. 還原管：裝填如圖4 所示。只要銀棉表面還有光澤（銀色光澤）使用過的銀棉就還能使用。第10頁共19頁1保護管1柱頭 11.01-1004/42灰分管2O 形圈 No. 03 654 6273Al 2O3 顆粒填充， 3 mm3銀絲棉填充， 26 mm4WO3 顆粒填充， 55 mm4Al2O3 顆粒填充，45 mm5石英棉填充， 10 mm5銅顆粒填充

21、， 170 mm6支撐管， 65 mm6石英棉填充， 10 mm7石英棉填充， 15 mm7支撐管， 65 mm8石英棉填充， 5 mm圖 3燃燒試管結(jié)構示意圖 4還原管結(jié)構示意C. U 形 H 2O 吸附管：只有 CNS 和 S 測定時 U 形 H2 O 吸附管才在還原管之后安裝在加熱爐腔室內(nèi)。 U 形玻璃管用五氧化二磷裝填，用約2cm 石英棉塞住試管的兩頭，如圖2.3所示。確定有足夠的吸附物質(zhì)在U 形試管彎曲處內(nèi)部。從試管兩端清除所有的五氧化二磷。最后連接件固定在密封圈里，塞帽擰到玻璃管上。Legend:1 石英棉 ， 20 mm2 五氧化二磷圖 5CNS 和 S 模式下的H2O 吸附管裝

22、填（ 2）CHN/CN/N 模式A. 燃燒管：沒有S 測定的操作模式，用如圖6 所示裝填的燃燒管。裝填標準應該盡可能的準確以便灰分位于管狀加熱爐的最熱區(qū)域。最后嵌入灰分管和保護管。B. 還原管： CHN/CN/N模式中的還原管如圖7 所示的一樣裝填。第11頁共19頁Legend:1 保護管2 灰分管3 Al2O3顆粒，3 mm4 CuO，90 mm5 石英棉5 mm6 ceroxide 20 mm7 石英棉5 mm8 lead chromate 20 mm9 quartz wool 5 mmLegend:1 plug11.01-1004/42 o-rings 2 pcs.03 654 6273

23、 silver wool 20 mm4 copper5 quartz wool 5 mm圖 6 CHN 模式燃燒管圖 7 CHN 模式還原管C. H 2O/CO 2 吸附 U 管：在 CN 模式中的H2O 吸附 U 管和在 N 模式中兩個吸附U 管都安裝在還原管之后的加熱爐腔內(nèi)。裝填H2O 吸附 U 管與 CHNS 模式相同，如圖5 所示。 U形 CO2 吸附管用石英碎片和堿石棉以1:1 的比列裝填，兩端用約2cm 的石英棉，如圖8 所示。足夠的吸附物在試管的彎曲處很重要。試管兩端必須清除堿石棉的殘余物。最后連接件固定在密封圈內(nèi)，塞帽擰到玻璃試管上去。Legend:1 quartz wool

24、approx. 20 mm2 mixture (1:1) of NaOH on carrier / quartz splinters圖 8CHN 模式的 U 型 CO2 吸附管裝填示意3） 氣體流通管路的連接：不適合的配件會導致儀器的損壞和失去保證。干燥劑有個指示劑，它通過使藍色變色的方法顯示試管用完的區(qū)域。出于自動安全操作，如果四分之三的指示劑已變色，干燥劑試管必須更換。（ 1）CHN模式的 SO2 和 H2O 的柱入口處要交換連接，或?qū)⒃璖O2 的入口處的接頭移至 H 2O 的入口處，其余都用堵頭密封，防止吸潮。第12頁共19頁（ 2）CHNS 燃燒和還原管與 CHN 模式的一樣。只需將H

25、2O 吸收管安裝在還原管出口和試管之間。此外，H2O 吸附柱的連接不變。試管直接通過過銅管與CO2 吸附柱連接。將SO2 柱的入口和原連接CO2 入口的那個連接管堵上即可。3 實驗影響因素及其排除方法，如表1 所示。表 1 常見問題一覽表問題描述N 的空白值偏高在測定 CHNS 或 CHN 的空白值時,發(fā)現(xiàn) CHS或CH 的空白值有明顯的下降 ,很快達到允許值范圍,而 N 值下降非常之慢 ,需要測定很多次才能達到允許值范圍原因分析儀器一旦更換燃燒管、還原管或灰分管后，由于拆裝而原因，使空氣進入氧氣的管道，引起N 值偏高。由于在測定空白值時，氧氣的加入的時間只有 1 秒鐘，驅(qū)趕進入氧氣管道中的空

26、氣緩慢，所以此時的 N面積值逐漸下降。解決方法blank,加氧 空白一 次，INDEX 1 （90 秒）用 RUN-IN 樣品 3 個(run in 即保證儀器條件化的需要， 并可驅(qū)趕進入氧氣管道中的空氣 )標樣分析N 的空白值偏高在正常測定中， N 的峰面還原銅失效。當還原銅更換還原銅積突然增大，而N% 的含失效時，進 TCD 檢測的量隨之增大或超出100%，不是 N 2 而是 NOx , 此觀察 N 的峰型，其峰型為時會引起 N 的峰面積突雙峰然增大。C 的測定值不穩(wěn)定在測定時 ,發(fā)現(xiàn)標樣的 C%檢查步驟：灰分管 ,更換管含量不穩(wěn)定內(nèi)的鋁棉和清除灰分陶瓷的加氧是否堵塞加氧時 ,觀察氧的流量

27、計的刻度氧化劑氫的數(shù)據(jù)偏低開始測定標樣的時候H 的儀器校準的合適與否，清洗石英橋 ( 用丙酮或乙數(shù)據(jù)偏低依賴于校準曲線。醇 )檢查 H 2O 柱的入口有否無法得到 H 2O 積分值由于特殊的氧化劑的加入 (吸收氟 ) ，使之 H 2O峰出峰時間延長，無法得到 H 2O 積分值修改軟件中設置殘留物。通常，需備有一根新填充氧化劑的石英管， 用此判斷和檢查出現(xiàn)的問題。只需增加peakanticipations H 的時間即可，可以多延長一些時間，不會影響分析時間的，只要一旦峰已出現(xiàn)，此 peak anticipations H 已無此功能了第13頁共19頁儀器的系統(tǒng)壓力太底檢查：壓力傳感器檢查氦氣流

28、程： He-電磁(pressure sensor) 無 問閥 - 穩(wěn)壓閥 -壓力表 - 氦氣題 ,鋼瓶氣體無問題。流量計 -U 型載氣凈化管 -電磁閥 -進入燃燒管和球閥清洗 -石英橋 -還原管4 對被測樣品的一般要求用 vario EL 的標準設備分析具烈性化學品，酸，堿溶液，溶劑，爆炸物或能引起爆炸性氣體混合物的物質(zhì)是明確禁止的或被冒險執(zhí)行。 那能導致儀器的毀壞和弄傷操作人員。 氟，磷酸鹽，或含有重金屬樣品，這種物質(zhì)對分析結(jié)果或儀器部件壽命有負面的影響。5 樣品制備方法的一般要求樣品要求均勻分布的微粒樣品包裹在錫箔中， 稱重之后放入自動樣品進樣器的旋轉(zhuǎn)式進樣盤中。樣品重量輸入 PC 中，既

29、可通過界面的在線天平也可用鍵盤手動輸入。樣品名稱和矩陣特殊的加氧量（ O2-指數(shù) 1-5）被分配到樣品重量中。實驗：一、實驗目的（ 1） 掌握有機元素分析原理（ 2） 掌握有機元素分析儀的一般操作，并對已知樣品進行元素分析。二、實驗儀器與試劑Vario EL 型元素分析儀1 臺百萬分之一電子分析天平1 臺氧氣（ 99.995%）、氦氣（ 99.995% ）各 1 瓶乙酰苯胺1 瓶裝樣盒（錫箔）若干鑷子、樣品勺、粉末刷各 1 把樣品盤（ 28 格）1 個待測樣品1 克三、實驗原理Vario EL 型元素分析儀主要采用微量燃燒和示差熱導方法實現(xiàn)多樣品的自動分析，有CHN 模式和CHNS 模式兩種工

30、作模式，下面針對本實驗用到的CHN 模式工作原理進行具體說明。整個實驗流程如圖1 所示。第14頁共19頁圖 9 實驗流程示意圖1-旋轉(zhuǎn)式進樣盤；2- 球閥； 3-燃燒試管； 4-可容 3 個試管的加熱爐；5-O 2 通入口； 6-灰坩堝； 7- 還原管； 8-干燥管； 9-氣體控制插入；10-流量控制器； 11-(TCD) 熱導儀； 12-節(jié)流閥； 13-干燥管 (He)； 14-量表，測氣體入口壓力； 15-用于 O2 和 He 的流量表； 16-氣體清潔管； 17-壓力傳感器； 18-干燥管 (O2) ；19-用于 O2 加入的針形閥； A-SO2 吸附柱； B-H 2O 吸附柱； C-C

31、O2 吸附柱； V2 、V3- 用于解吸附 SO2 的通道閥； V4-O 2 輸入閥； V7-He 輸入閥； V8 、V9- 用于解吸附 H 2O 的通道閥在 CHN 工作模式下，含有碳（C）、氫（ H ）、氮（ N）元素的樣品，經(jīng)精確稱量后（用百萬分之一電子分析天平稱?。勺詣舆M樣器自動加入到CHN模式熱解 -還原管，如圖10所示，在氧化劑、催化劑以及950的工作溫度共同作用下，樣品充分燃燒，其中的有機元素分別轉(zhuǎn)化為相應穩(wěn)定形態(tài)，如CO2、 H 2O、 N2、等。第15頁共19頁1保護管1柱頭 11.01-1004/42灰分管2O 形圈 No. 03 654 6273Al 2O3 顆粒填充

32、， 3 mm3銀絲棉填充， 26 mm4WO3 顆粒填充， 55 mm4Al2O3 顆粒填充，45 mm5石英棉填充， 10 mm5銅顆粒填充， 170 mm6支撐管， 65 mm6石英棉填充， 10 mm7石英棉填充， 15 mm7支撐管， 65 mm8石英棉填充， 5 mm圖 10燃燒試管結(jié)構示意圖 11還原管結(jié)構示意燃燒反應后生成的各氣態(tài)形式的產(chǎn)物先經(jīng)過CHN 模式還原爐管（如圖11 所示），除去多余的 O2 和干擾物質(zhì) （如鹵素等） 。最后從還原管流出的氣體除氦氣外只有二氧化碳、水和氮氣，這些氣體進入到特殊吸附柱和熱導儀（TCD ）連續(xù)測定H2O、CO2 和 N 2 含量，如通過高氯酸

33、鎂以除去水分、通過燒堿石棉吸附二氧化碳等等。氦（He）用于沖洗和載氣。四、實驗步驟1） 開機前準備（1）硬件檢查。（2）CHN模式的 SO2 和 H2O 的柱入口處要交換連接，或?qū)⒃璖O2 的入口處的接頭移至H2O 的入口處，其余都用堵頭密封，防止吸潮。（ 3） 包樣。用錫箔小盒分別包裹1 個運行樣， 3 個標準樣和待測樣品，要求包裹嚴實整齊。包樣重量如下：運行樣： 3.5-5mg；標準樣： 3.5-3.6mg ；待測樣品： 3.5-5mg。2） 開機順序（1）將儀器后部尾氣上兩個堵頭拔出。（2）開啟儀器電源， 將自動進樣盤拿下，并將自動進樣盤底部的孔位恢復到原點（0 位）；等自動進樣器托盤自

34、檢完畢（自轉(zhuǎn)一周），將調(diào)整好的自動進樣盤放到托盤上。（3）開啟 PC。打開儀器操作軟件，如果打開軟件后右下角顯示的是OFFLINE ，則說明軟件和儀器聯(lián)機不成功。這時候可關閉軟件，重新開啟軟件。如果右下角顯示第16頁共19頁HEATING UP ，則表示聯(lián)機成功。（4）聯(lián)機成功后， 打開氦氣和氧氣， 將氣體的壓力減壓閥調(diào)至：He：0.2Mpa；O2：0.25Mpa 。（5）檢漏。檢漏一般在不升溫或者溫度升不到的情況下檢查，若剛開機可通過Optio-nsParameter 命令將三個爐溫設置為0后確定。然后用堵頭將儀器后尾氣口堵住。點擊OptionsMiscellaneousRough Leak

35、 Check，等到提示窗口出現(xiàn)以后，將兩個勾都勾上，點擊OK ，之后會跳出一個顯示框，計算方法為（第一行預測值-第二行即時值 =差值 0.15），一般檢測到 60% 即可，然后點 Cancel，點 OK ，跳出提示框， 再將兩個勾都勾上， 點 OK 。最后將儀器尾部兩個堵頭拔出，然后再由 Optio-ns Parameters 命令恢復試驗所需溫度。（6）操作參數(shù)設定（標準操作參數(shù)大部分已在出廠時設置好了，不必改變）在菜單 Options Parameters 設定加熱溫度（ CHN 模式）：燃燒爐 950；還原爐 500；3） 分析前等待儀器穩(wěn)定，判定檢查表：（ 1） 氣體是否打開（ He 和 O2）（ 2） 加熱爐溫度是否滿足分析要求CHN 操作模式：爐1： 950；爐 2：500；爐 3： 0（ 3） 氣體鋼瓶減壓閥的 P2 級表的出口壓力是否正常氦氣： 0.2Mpa氧氣： 0.25Mpa ( 兆帕 )（ 4） 儀器壓力是否正常儀器內(nèi)置壓力表：1.25 0.05 bar計算機軟件顯示（Press）： 1.25 0.05 bar（5）儀器流量是否正常He流量計（右側(cè)） ： 2.50.5 cm； O2流量計（左側(cè)） ： 1 0.5 cm（ 6） 干燥劑是否耗盡（ 7） 檢查維護的計數(shù)表 Options Maintenanc