主题：【资料】在线分析仪…电化学篇…电解池式分析仪(收集)

下面以PanamEtrics公司的Delta F的结构，简单介绍一下：


Delta F型微量氧分析仪由外电路供电，属于电解池式检测器。

与原电池相比有许多优点。
1、    其阳极是非消耗型的。
样品气中的氧通过渗透膜进入阴极。在阴极，O2被还原在OH-离子，其阴极反应为：
阴极反应，1.3伏电压下产生4个电子，来自于电解液中的2个水分子和来自于样气中的一个氧分子阴极上产生4个氢氧根离子，穿过反应区，到达阳极，也就是说借助于KOH溶液，OH-迁移到阳极，在阳极发生氧化反应：

阳极反应消耗4个氢氧根离子并释放出4个电子到电路中，2个水分子返回到电解液中，一个氧分子被放出，排入大气。
由电极反应式可见，电解液没有任何改变，检测器和电极也没有损耗。因此，使用中一般无需更换电极和电解池，只要适时补充蒸馏水和电解液即可，从而克服了消耗型原电池需要定期更换的弱点。
2、    可以克服酸性气体的干扰：
Delta F分析仪电解池，安装有一对Stab-E1辅助电极,其作用是抵消酸性气体对碱性电解液的中和作用和对银电极的腐蚀作用，在酸性气体起作用之前，将其从测量敏感区除去，以保证分析仪读数的准确可靠。

第五节：微量氧分析仪的注意事项及校验
一、    仪器配管注意事项：
1、    分析仪的配套管线应确保密封，微小的泄漏都会使环境空气中的氧扩散进来，从而使测量数值偏高。
虽然在测量中，样气压力大于环境压力，但样气中的氧是微量级的，根据法拉利定律，氧的分压与其体积含量成正比，大气中含有约为21%的氧，与以PPM计算浓度的样气的氧分压相差一万倍左右，因而气样中微量氧的分压远低于大气中的氧分压，当出现泄漏时，大气中的氧便会从泄漏部位迅速扩散进来。
还有，取样管线应尽可能短些，接头尽可能少，要保证接头及阀门密封良好，管线连接完毕后，应做气密性检查。
气密性检查的要求：0.25MPAm测试压力下，30分钟，压降不大于0.01MPA。
2、    管线材质基本上以铜质或不锈钢管线为好，次选聚四氟乙烯管。禁选乳胶管、白胶管之类管材，其气密性和材质抗渗透性太差，测量微量氧在标准测量压力下误差太大。管线外径通常我们选择6毫米或1/4IN，也有选择3毫米或1/8IN，总之，首选不锈钢管，清洗、脱脂，保持管内壁光滑洁净，对于痕量级（〈1PPMV）氧的分析，应选择内壁抛光的不锈钢管。所选择的阀门、接头，死体积应尽可能小。
3、    为防止样品中的水分在管壁上冷凝凝结，造成对微量氧的溶解吸收，应根据情况对取样管线采取绝热保温或伴热保温措施。检测液氮中的微量氧时，尤其要注意加温措施，不然，由于氧沸点低于氮沸点13度，样品气不均匀气化，会使测量值严重偏低。
4、    原则上，微量氧分析仪的测量位应尽可能与测量单位接近，以避免过长的管线和过多的不确定因素，影响测量数据的可靠性。
5、    样品气中不能含有油类组分或固体颗粒物，以免引起渗透膜阻塞和污染。
6、    样品气中不应含有硫化物、磷化物或酸性气体成分。这些组分会对燃料电池，特别是碱性燃料电池造成危害。

二、    微量氧分析仪的校准：
微量氧分析仪的校准通常为两种。
1、    瓶装标准气校准：
分别采用零点气和量程气校准仪器的零点和量程，零点气多采用高纯氮，其氧含量小于0.5PPM，（测量偏差也就有这么大，或者超过，不建议采用）。微量氧的量程气不能用钢瓶盛装，因为容易发生吸附效应或氧化反应，从而使氧含量发生变化，最好采用内涂层处理的铝合金气瓶盛装，现用现配较好，有效期一年为限也可以，不宜长久存放。
我们在现场，多采用单点量程校验，其效果往往比带零点校验的校验结果更好，这是因为所用零点气不能有效保证造成的，并不是方法不好。现场在零位不能确切保证的情况下，建议放弃零点校验。

2、    电解配氧法校准：
电解配氧法是配制氧量标准气的一种简易和常用的方法，有些分析仪有些配件装置，可方便地对分析仪进行校准，这种y方法简单、可靠并具有较高的准确度。

下面我们来研究一下这种装置：

当仪器测量时，气样经进口针阀、三通阀直接进入微量氧传感器。
当仪器校验时，纯净的气样经三通阀导入脱氧瓶（脱氧管），得到氧浓度极低的而稳定的“零点气”，脱氧后的“零点气”以一定的流速通过电解池时，与电解产生的定量氧配成已知氧浓度的标准气，用以校准仪器的指示值。

电解配氧法配制氧量标准气体的步骤如下：
1、    在被测气样中电解加氧时，须先将被测气体通过脱氧催化剂，把其中的氧含量脱除到最低限度，以得到“零点气”。脱氧后的“零点气”中的氧本底很低，若用高纯氮作样气配标准气时，可以省去脱氧这一步。
注意：现实情况是，高纯氮的微量氧也是很可观的，若除去脱氧步骤，其配出的标准气，偏差量是非常大的；脱氧管也应定期活化或更换，才能保证分析仪器的测量准确性。
2、    当样品气的温度、压力不变时，根据电解氧与被测样品气的配比关系可知，电解氧浓度与电解电流成正比，与样气的流量成反比。为了求出电解加氧后气体中氧的浓度，首先应当求出电解时每分钟所产生的氧的体积V电解氧，当气体流量确定后就可以算出气样中的氧浓度（ppmV）。
根据法拉第电解定律，电解某物质的质量与电解电量之间有如下关系：

对水进行电解的化学反应式：
2H2O …… 2H2 + O2
在标准状态下：T0=273.15K，p0=760mmHg,电解1mol的氧需电量4*96500C（O2=2O2-，n=4）。1mol的氧的体积是22.4L=22400mL。当温度为T，压力为p时，根据法拉第电解定律和理想气体状态方程，每分钟内电解产生的氧的体积V电解氧为：
如仪器校准时，t=45℃,T=273.15+45=318.15K, p=760mmHg，则：

当被测气体的流量控制在qv=12L/h=200mL/min时，被测气体通过电解池后，其氧浓度将增加c电解氧：

式中I的单位为A，当I的单位采用μA时，c电解氧的单位为ppmV,此时，

上式表明，在被测气体流量为200mL/min，大气压力760mmHg，温度为45℃时，电解电流与氧浓度的对应关系。

3、    电流效率修正：
在电解过程中，若无副反应发生时，只要严格控制电解电流大小，就可以算出电解时所产生的氧的含量，温度压力、压力、电解液浓度及种类对此都无影响。
但实际情况是在副反应存在的，所以造成电解产生的氧含量低于理论值。电解所产生的氧含量与理论计算值之比称之为电流效应。电极的材料和结构、电解液的纯度等都会影响电流效率。只要选择好适当的电极材料和纯净的电解液，就可以使副反应减少到最低限度。在精度要求较高的仪器中，可加一电流效率经验值，以补偿由于产生副反应所引起的误差。电流的效率经验值为：0.975，其倒数为：1.026，则：

即在1μA电流强度下，可电解产生0.0198ppmV浓度的标准气体；
电解产生1ppmV浓度的标准气体，需要将电解电流控制在50.54μA.
    只要控制不同的电解电流I，就能制备出不同浓度的标准气体。
C标准= C本底氧 + C电解氧
当零点气本底氧的浓度可以忽略不计时，则C电解氧可视为电解加氧后气体中的氧的浓度，即：C标准= C电解氧
4、    对微量氧分析仪进行校准：
①、将本底氧低而稳定的待标零点气的流量调至规定值，记下本底氧指标值X0；
②、电解待标零点气到氧浓度值C1（约在仪器量程的80%处），记下相应的指示值X1；
③、计算仪器的灵敏度S：

④、调整量程电位计，使仪器指示值为：

⑤、检查仪器本底氧指示值是否为：

如果相符，校准完毕。如果不符，则应重复上述步骤重新校准。

不错,好好学学了

很好啊，学习了。做个讲座吧，再详细讲讲便携式微量氧分析仪，便携式与在线的比较，应用领域、参数，哪家的好啊等等。如何？
呵呵，期待啊！