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標準氣體的穩定性和保質期

在配制和使用標準氣體過程中，氣體的穩定性是一個關鍵問題。在把標準氣體裝入高壓鋼瓶后，理論上來說，在保存和使用的過程中，濃度值是不應該發生變化的。然而實際情況是，標準氣體中的組分氣體或不純物會與容器內壁接觸時產生吸附、解吸、化學反應等現象，從而導致濃度值隨時間發生變化。當濃度較低、組分較復雜時，這種變化會更加顯著。因此，標準氣體的穩定性與容器的材料物性、容器內壁的預處理情況以及氣體本身的化學特性有密切的關系。

(1)選擇和準備儲存容器

裝裝標準氣體的容器應該使用材料耐腐蝕、不生銹、吸附少、化學性質穩定、機械強度高的制作。常見的高壓容器通常是由錳鋼、鉻相鋼、鋁合金或不銹鋼等材料制成的。內壁處理常用的方法包括酸洗、水洗、鏡面研磨和飽和處理等。飽和處理的目的是為了防止容器內壁被吸附或解吸所影響，首先對容器內壁進行鏡面研磨，涂上防氧化涂料，然后將高濃度氣體充入容器內并放置約10天。這是一種提高標準氣體穩定性的方法。飽和處理可以大大提高標準氣體的質量。

(2)穩定性試驗標準氣體

標準氣體穩定性試驗是用來測定標準氣體濃度隨時間變化的曲線。根據不同氣體的特性，可以采用不同的測定方法。為了確保測定結果的準確可靠和可比性，需要使用高精度的測定方法，并且在每次測定之前都要用新配制的基準標準氣體來校準測定儀器。通常，標準氣體濃度隨時間的變化會以變化率的形式被表示，即以0d測定值為100%，然后計算不同時間段內濃度的變化百分比。

如果用時間的變化率來繪制曲線，就會獲得一個垂直于時間軸的曲線。這種變化率曲線能夠清晰地展示標準氣體的穩定性。

(3)標準氣體的保質期限

通常，我們決定標準氣體的有效期一般是通過穩定性試驗的結果來確定的。有效期指的是濃度變化率不超過規定指標的時間間隔。當鋼瓶標準氣體的濃度較低時，濃度的變化會比較大，所以從穩定性的角度來看，組分氣體的濃度越高越穩定。即使是高壓鋼瓶標準氣體的濃度超過了5×10-5，鋼瓶中的組分氣體仍會發生變化，所以一般我們將保證標準值的有效期定為半年至一年。如果有些準氣體已經超過了有效期，但是容器中的殘壓仍在8MPa（80atm）以上，我們可以再次測定并確認值后繼續使用。隨著用戶使用標準氣體而消耗，容器內壁上吸附的各種成分氣體會解吸，造成濃度值的變化。一般規定，當高壓鋼瓶標準氣體的殘壓低于1MPa（10atm）時，需要停止使用。

不建議使用過期的氣體標準物質進行重新檢驗定值。由于定值方法仍然依賴稱量法，而檢驗定值的來源仍然是稱量法的標準物質，因此無法保證直接從稱量法得到的量值的準確性和可靠性。

目前國內氣瓶制造和內壁處理工藝與國外仍然存在較大的差距。為了提高標準氣體的穩定性，建議使用國外進口瓶來配制某些低濃度高活性組分（例如H2S、Cl2NONO2等）的標準氣體。