GB/T 46384.1-2025 电子气体中酸度的测定 第1部分：傅里叶变换红外光谱法

　　ICS 71. 100.20 CCS G 86

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 46384. 1—2025

　　电子气体中酸度的测定

　　第 1 部分:傅里叶变换红外光谱法

　　Determination ofacidityin electronicgas—

　　Part1: Fouriertransform infrared spectroscopy

　　2025-10-31发布 2026-05-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 46384. 1—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件是 GB/T 46384《电子气体中酸度的测定》的第 1部分 。GB/T 46384已经发布了以下部分 :

　　— 第 1部分 :傅里叶变换红外光谱法 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由全国半导体设备和材料标准化技术委员会(SAC/TC203)归 口 。

　　本文件起草单位 :浙江省化工研究院有限公司 、中国石油天然气股份有限公司规划总院 、昊华气体有限公司西南分公司 、绍兴市质量技术监督检测院 、福建德尔科技股份有限公司 、浙江凯德化工有限公司 、湖北和远气体股份有限公司 、天津绿菱气体股份有限公司 、浙江瑞亨电子材料有限公司 、重庆瑞信气体有限公司 、北京乐氏联创科技有限公司 、南大光电(乌兰察布)有限公司 、仁旭检测认证(南京) 有限公司 、北京普瑞分析仪器有限公司 、深圳捷工科技股份有限公司 、中船(邯郸)派瑞特种气体股份有限公司 、中国计量科学研究院 、中国测试技术研究院化学研究所 、布鲁克(北京)科技有限公司 、中海油能源发展股份有限公司安全环保分公司 、大连光明化学工业气体质量监测中心有限公司 、大连大特气体有限公司 、杭州新世纪混合气体有限公司 、上海市计量测试技术研究院 、中国计量大学 、中国计量测试学 会 、北京睿信捷环保科技有限公司、宿州伊维特新材料有限公司、贵州省产品质量检验检测院、朗析仪器(上海)有限公司、西南化工研究设计院有限公司 。

　　本文件主要起草人 :史婉 君 、陈 进 殿 、青 颖 、王 建 刚 、曹 素 英 、朱 华 良 、黄 龑 、江 罗 、盛 亦 斌 、张 朝 春 、汤萍、易维涛、阮建伟、李建新、祝岩、江月军、金星屹、李永军、王新喜、曲昆、李梧、史兰、李景升、刘军航、彭立培、郭绪涛、赖晓峰、钟卉菲、张琦炎、张体强、尹冬梅、周鑫、尚柏羊、何睿、蔡长青、常侠、牛迪、孙赟珑、孙小伟 、张 金 波 、魏 王 慧 、陈 鹰 、张 朋 越 、杨 扬 仲 夫 、赵 洁 、谈 益 强 、尹 乐 乐 、李 建 浩 、程 化 鹏 、周 鹏 云 、唐霞梅 。

　　Ⅰ

　　GB/T 46384. 1—2025

　　引 言

　　酸度是电子气体中重要关键的技术指标 ,为了更好地满足行业对酸度测定的要求 ,有必要形成完善的系列分析方法标准 。

　　GB/T 46384 旨在规范对电子气体中酸度的测定 ,拟由两个部分构成 。

　　— 第 1部分 :傅里叶变换红外光谱法 。 目的在于提供基于傅里叶变换红外光谱测定气体中酸度的试验方法 。

　　— 第 2部分 : 电导率法 。 目的在于提供基于电导率测定气体中酸度的试验方法 。

　　Ⅱ

　　GB/T 46384. 1—2025

　　电子气体中酸度的测定

　　第 1 部分:傅里叶变换红外光谱法

　　警示— 使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验 。本文件并未指出所有可能的安全问题 。使用者有责任采取适当的安全和健康措施 ,并保证符合国家有关法规规定的条件。

　　1 范围

　　本文件描述了用傅里叶变换红外光谱法测定气体中酸度的试验方法 ,包括方法原理 、试验条件 、试剂与材料 、仪器设备 、采样 、试验步骤 、精密度和测量不确定度 、质量保证和控制 、试验报告等 。

　　本文件适用于电子气体中酸度的测定 。

　　测定范围 :0. 1×10-6 (摩尔分数) ~ 10×10-6 (摩尔分数) 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件 。

　　GB/T 4844 纯氦 、高纯氦和超纯氦

　　GB/T 8979 纯氮 、高纯氮和超纯氮

　　GB/T 10628 气体分析 校准混合气组成的测定和校验 比较法

　　GB/T 14850 气体分析 词汇

　　GB/T 21186 傅立叶变换红外光谱仪

　　GB/T 43306 气体分析 采样导则

　　GB/T 45133 气体分析 混合气体组成的测定 基于单点和两点校准的比较法

　　HG/T 5896 高纯空气

　　3 术语和定义

　　GB/T 14850、GB/T 21186和 GB/T 43306界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。 3. 1

　　酸度 acidity

　　能在水中电离成氢离子(H+ )的气体 。

　　注 : 主要为氟化氢 、氯化氢 。

　　4 原理

　　基于迈克尔逊光干涉原理 ,干涉光穿过样品后 ,含有样品信息的干涉光到达检测器 ,通过傅里叶变换对信号进行处理 ,得到吸光度随波数或波长的红外吸收光谱图 。在气体池光程 、气体温度 、压力等参数恒定的条件下 , 吸光度与样品中气体组分的含量成正比 ,通过与标准样品吸光度的比对 ,确定样品中

　　1

　　GB/T 46384. 1—2025

　　的组分含量 。

　　5 试验条件

　　使用环境应满足下列要求 。

　　— 环境温度 :5 ℃ ~40 ℃ 。

　　— 环境相对湿度 :20% ~ 85% 。

　　— 周围无强电磁场干扰 ,无腐蚀性气体和无强烈震动 。

　　— 供电电源 :交流电压(220V±22V) ,频率(50 Hz±0. 5 Hz) 。

　　— 接地要求 :仪器可靠接地(接地电阻 ≤4Ω) 。

　　6 试剂与材料

　　6. 1 吹扫气

　　6. 1. 1 宜用高纯氮或高纯空气吹扫光腔 ,宜用高纯氮或者与待测样品的主组分相同的高纯度气体吹扫气路系统 。

　　6. 1.2 高纯氮应符合 GB/T 8979的要求 ,高纯空气应符合 HG/T 5896的要求 。

　　6.2 气体标准样品(或标准物质)

　　标准样品中组分含量宜与样品中组分含量相近 。平衡气宜与样品气相同 ,或为高纯氦或超纯氦 ,高纯氦或超纯氦应符合 GB/T 4844的规定 。

　　7 仪器设备

　　7. 1 一般要求

　　应按 GB/T 21186选择质量合格的仪器 。仪器的量程应根据样品气的类型和待测组分的含量进行选择 ,使待测组分的含量位于量程的 50% ~ 80%区间 。

　　7.2 傅里叶变换红外光谱测量系统

　　7.2. 1 概述

　　通常包括傅里叶变换红外光谱仪主机 、气体池 、气体进样系统 、气体排放系统 。

　　7.2.2 傅里叶变换红外光谱仪主机

　　主要包括红外光源 、分束器 、干涉仪 、探测器和数据处理系统等 ,部分仪器将气体池集成到了傅里叶变换红外光谱仪主机中 ,主机通常还配有氮气吹扫入 口 。

　　7.2.3 气体池

　　主要有金属材质和玻璃材质的两种 ,气体池内部可增设反光镜来延长气体吸收光路 ,提高光吸收强度 ;在气体池入 口 、出 口或者中间 ,常配有气体温度传感器和气体压力传感器 ;为减少气体吸附或适应不同的使用目的 ,气体池外侧和气体入口管路上还可增设加热恒温装置 ,提供一个稳定的高温测量环境 。

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　　GB/T 46384. 1—2025

　　7.2.4 气体进样系统

　　通常由气体管路 、压力控制器 、流量调节器等组成 ,有时为了便于样品和标准样品之间的切换 ,还在系统中加入了切换阀 , 当标准样品需要通过动态气体稀释装置获得时 ,系统应与动态气体稀释装置的校准气出口相连 。

　　7.2.5 气体排放系统

　　通过管道将气体池出口与尾气处理设备相连 。 当需要对气体池进行抽真空处理时 ,可在气体池出口与尾气处理设备之间加入抽气泵 。

　　7.3 校准要求

　　应用气体标准样品(或标准物质)校准试验所用仪器 。试验所用仪器应经过计量检定机构检定或校准 ,并在有效期内 。

　　8 采样

　　8. 1 通则

　　采样应按 GB/T 43306的规定执行 。

　　8.2 采样类型

　　宜直接采样 。

　　8.3 采样系统

　　8.3. 1 采样系统的气密性测试

　　宜用增压保压法 、抽真空保压法和检漏仪法测试采样系统的气密性 。

　　8.3.2 采样系统的材质

　　样品与采样系统的材质应无反应 、不起催化作用 ,材质应为金属 。对于可能发生吸附的组分 ,应对系统内表面进行处理 ,如钝化 、涂层 、抛光 , 以减少吸附 。

　　8.3.3 压力、流量调节器死体积宜尽可能小 。

　　8.3.4 采样管线

　　采样管径宜尽可能小 ,采样管线宜尽可能短 。

　　8.3.5 采样设备的连接方式

　　连接方式应确保系统的气密性良好 。宜采用卡套连接 、VCR连接 、焊接和快速接头连接 。

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　　9 试验步骤

　　9. 1 仪器准备

　　应保证仪器的气密性良好 。根据仪器操作说明书启动傅里叶变换红外光谱仪 ,选择适合的操作条件 ,仪器稳定后开始进行测定 。

　　9.2 主要操作条件的选择

　　9.2. 1 光谱范围

　　根据待测组分的光谱特征峰范围选择合适的光谱扫描范围 ,宜选择 600 cm- 1 ~4 500 cm- 1 。

　　9.2.2 特征吸收峰的选择

　　一般待测酸度组分均有多个特征吸收波段 , 当待测酸度组分可能受到本底气 、水分及二氧化碳等其他干扰组分影响时 ,需要选择受影响较小 , 吸收峰较强 、信噪比较好等特征的吸收波段 。

　　当有多个特征吸收波段时 ,通常不同波段内吸收峰的强度不同 。 当选择强吸收峰时 ,应注意当样品浓度较高时会出现吸收峰饱和的情况 ; 当选择弱吸收峰时 ,应注意当样品浓度较低时会出现基线噪声干扰较大的情况 。

　　9.2.3 光谱分辨率

　　在其他条件不变的情况下 ,分辨率的大小会影响光谱信号的噪声 、扫描时间和精细结构 ,需要根据待测气体的情况做实验确定最佳的光谱分辨率 ,宜选择 0. 5 cm- 1 ~ 32 cm- 1 。

　　9.2.4 扫描次数

　　在其他条件不变的情况下 ,一般随着扫描次数的增加待测组分特征红外吸收峰的信噪比也逐渐变大 ,扫描时间也会相应增加 ,应与光谱分辨率一起根据试验确定最佳的扫描次数 。

　　9.2.5 切趾函数

　　确定切趾函数 ,并在测定样品和标准样品时 ,保持一致 。

　　9.3 吹扫

　　测定前 ,应用高纯氮吹扫光腔和气路系统 。

　　9.4 标准曲线的建立

　　9.4. 1 单点校准

　　可分为单点精确匹配校准和过原点的单点校准 。具体方法按 GB/T 45133的规定执行 。

　　9.4.2 两点校准

　　使用单点和空白点的两点校准 、使用校准用混合气体的两点校准 ,具体方法按 GB/T 45133的规定执行 。

　　9.4.3 多点校准

　　按 GB/T 10628的规定执行 。

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　　GB/T 46384. 1—2025

　　9.4.4 制作校准工作曲线

　　将各标准样品通入仪器 。分别记录标准样品中待测组分在特征吸收峰处的吸收响应值 。每种标准样品至少重复进样两次 ,直至两次响应值的相对偏差不大于 5% ,取其平均值 ,制作以吸光度信号的响应值为纵坐标 , 以含量为横坐标的校准工作曲线 。

　　9.5 扣除背景

　　使用吹扫气将气路系统和气体池吹扫干净 、状态稳定后进行背景扣除 。

　　9.6 样品的测定

　　以制作校准工作曲线同样的测定方法测定样品 。

　　9.7 尾气排放与处理

　　测定时 ,应有尾气处理措施 , 以防止尾气对环境的污染 。

　　9. 8 关机

　　按照仪器说明书要求关机 。

　　10 精密度和测量不确定度

　　10. 1 精密度

　　在重复性条件下 ,相邻两次独立测试结果的差值在 95%置信水平下不应超过表 1 中给出的重复性限 。在再现性条件 ,两次独立测试结果的差值在 95%置信水平下不应超过表 1 中给出的再现性限 。

　　表 1 精密度

　　单位为摩尔分数

　　组分含量 x 的范围

　　重复性限

　　再现性限

　　x≤1× 10- 6

　　0. 077× 10- 6

　　0. 44×10- 6

　　1×10-6

　　0. 083× 10- 6

　　0. 044×10- 6

　　5×10-6

　　0. 155× 10- 6

　　0. 50× 10- 6

　　10.2 测量不确定度

　　用基于单点校准的比较法测定时 ,组分含量测定结果的测量不确定度的评定宜参照附录 A执行 。

　　11 质量保证和控制

　　11. 1 每次仪器开机稳定后 、测定前应进行性能核查 ,核查项目至少应包括 :仪器状态 、干涉图 、气路气密性等 。

　　11.2 为减少空气中水分和二氧化碳的干扰 ,对于频繁使用的仪器 ,宜用高纯氮气对仪器光学腔进行长期稳定流量的吹扫 , 吹扫流量宜大于 1 L/min,也可根据仪器内部结构设定具体的吹扫流量 ; 或者将仪器至于密封舱中 ,采用持续抽真空的方式 ,减少空气中水分和二氧化碳的干扰 。

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　　GB/T 46384. 1—2025

　　11.3 扫描空白后 , 当透射谱图稳定且无异常峰时 ,查看并记录此时的背景单通道谱图 ,查看代表能量强度的纵坐标最高点与整体谱形分布与上次正常测样是否有较大区别 ,如无异常谱形且能量基本无变化 ,说明仪器光谱信号基本保持不变 ,如存在明显能量降低现象或局部谱形异常 ,应重复上述步骤并对仪器硬件进行进一步检测 。

　　12 试验报告

　　试验报告至少应给出以下的内容 :

　　— 标题(例如 “检测报告 ”) ;

　　— 试验日期 ;

　　— 试验对象 ;

　　— 本文件的编号(包括发布或出版年号) ;

　　— 所使用的方法 ;

　　— 观察到的异常现象 ;

　　— 测定结果 。

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　　附 录 A

　　(资料性)

　　组分含量测定结果的测量不确定度评定

　　A. 1 测量模型

　　本测定属于过原点的单点校准 ,根据 GB/T 45133计算样品气中组分 i含量的标准不确定度 ,见公式(A. 1) :

　　…………( A. 1 )

　　式中 :

　　u(xi) — 样品气中组分 i含量的标准不确定度 ;

　　Ai — 样品气中组分 i响应值的平均值 ;

　　Asi — 气体标准样品(或标准物质)中组分 i响应值的平均值 ;

　　u(xsi) — 气体标准样品(或标准物质)中组分 i含量的标准不确定度 ;

　　xsi — 气体标准样品(或标准物质)中组分 i 的含量(摩尔分数) ;

　　u(Ai) — 样品气中组分 i平均响应值的标准不确定度 ;

　　u(Asi) — 气体标准样品(或标准物质)中组分 i平均响应值的标准不确定度 ;

　　u(Δ) — 分析系统非线性的标准不确定度 。

　　按公式(A. 2)计算样品气中组分 i含量的相对标准不确定度 :

　　urel …………………………( A. 2 )

　　式中 :

　　urel(xi) — 样品气中组分 i含量的相对标准不确定度 ;

　　xi — 样品气中组分 i 的含量(摩尔分数) 。

　　A.2 各不确定度分量的计算

　　A.2. 1 气体标准样品(或标准物质)中组分 i含量的标准不确定度

　　根据标准样品(或标准物质)证书 ,获得组分 i 的含量 xsi及其相对扩展不确定度 U, 以及对应的包含因子 k。则标准样品中组分 i含量的标准不确定度按公式(A. 3)计算 :

　　u xi …………………………( A. 3 )

　　式中 :

　　U — 气体标准样品(或标准物质)的相对扩展不确定度 ;

　　k — 扩展因子 。

　　A.2.2 样品气和气体标准样品(或标准物质)中组分 i平均响应值的标准不确定度

　　样品气和气体标准样 品(或 标 准 物 质) 中 组 分 i 平 均 响 应 值 的 标 准 不 确 定 度 可 用 标 准 偏 差 来 评估 , 即可按公式(A. 4)计算 :

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　　GB/T 46384. 1—2025

　　u …………………………( A.4 )

　　式中 :

　　u(Ax) — 样品气和气体标准样品(或标准物质)中组分 i平均响应值的标准不确定度 ;

　　aj — 样品气和气体标准样品(或标准物质)中组分i第j次重复测定的响应值 ;

　　aj — 样品气和气体标准样品(或标准物质)中组分 i 的 n 次重复测定响应值的平均值 ;

　　n — 重复测定次数 ,至少重复测定 3 次 。

　　A.2.3 分析系统非线性的标准不确定度

　　分析系统非线性的标准不确定度 u(Δ)的评定宜按 GB/T 45133的规定执行 。

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