实验室氮气发生器 膜分离小体积产气快

实验室氮气发生器   膜分离小体积产气快

氮气发生器的原理和使用注意事项

膜分离技术依靠不同气体在膜中溶解和扩散系数的差异而具有不同的渗透速度来实现气体的分离。当混合气体在驱动力一膜两侧压力差作用下，

渗透速度相当快的气体如氧气、氢气、氦气、硫化氢、二氧化碳等透过膜后，在膜的渗透侧被富集，而渗透速度相当慢的气体如氮气、氩气、甲烷和、一氧化碳等呗滞留在膜的滞留侧被富集从而使混合气体分离。膜分离制氮机就是根据以上原理。以压缩空气为原料气来提取较高纯度的氮气。空气分离是购买氮气发生器的替代方案。在空气分离设备中，可以将空气分离为其基本成分。压缩和过滤天然空气，以去除杂质。压缩空气被加热和冷却，直到不同的元素到达沸点，然后分离出来。然后这些元素返回到气态，此时它们就可以使用了。与氮气发生器一样，空气分离设备也得益于使用氧气分析仪来观察氧气含量。

氮气发生器的工作原理是分离空气，电解膜的“-"侧发生氧化反应，吃掉空气中的氧化性气体，在正侧还原，空气流过电解池后就只剩下氮气

和惰性气体，故国内发生器的纯度大多标有“相对含氧量"，氮气的纯度和空气流速，分解面的长度，电解电势的强弱都有关系，这种分离方法也决定了氮气的纯度不可能做的很高。加入电解质的作用就是提高水的导电率，使电化学反应能顺利进行。

发生器对色谱的影响有一点常常被忽略，就是发生器内的开关电源工作事会对电网电压造成干扰(压缩机的启动和停止也会)，所以色谱仪经过稳压电源供电，当然不用稳压电源的用户很少。

对色谱来说，氮气发生器产生了氮气后，还需要脱水、脱氧(加脱水脱氧管)，否则会损害ECD检测器。

对质谱来说，国内的氮气发生器不会有很高的流量，所以，现在很多人都还使用液氮罐，来支持液质联用需要的氮气流量。

值得提醒的一点是：氮气发生器只能在实验室内或实验室外很近的位置采集空气作为气源，而实验室内空气经常是受到污染的，其中的有机溶剂含量因为实验前处理过程等原因(此外GC的洗针溶剂挥发，液相的流动相挥发)不可避免的超标。

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氮气发生器如何制得氮气

科学技术是生产力，随着科学技术的发展，各式各样的仪器如雨后春笋一般的涌现出来，氮气发生器就是其中之一，打开网页搜索氮气发生器，

发现关于其的内容多不胜数，那么为什么氮气发生器这么火呢，这还要从氮气的用处来说了。

氮气是空气中体积分数Zda的一种惰性气体，化学分子式为N2，通常状态下无色无味，比空气密度小。氮气化学性质不活泼，常温下难与其他物质

进行反应，因此通常被用作保护气体，液氮可用作深度冷冻剂，高纯氮气可用作色谱等仪器的载气，氮气的性质决定了它的用途的广泛。

而实验室中氮气通常的来源主要由3种：1.管道气，2.氮气罐，3.氮气发生器。

第1种比较适合大型工厂，建设费用高昂，第2种通常会因储存和运输的麻烦而有的局限性，一种操作灵活可控，越来越受到实验室使用。

氮气发生器是如何产生氮气的呢，通常来说，有三种方法。

1.电化学制备氮气

将高压空气从氢气电解池的阴极一侧通入，在催化剂的催化作用下，进行2H2+O2=2H2O的氧化还原反应，通过此方法可去除空气中的O2，产出高达

99.995%N2，然而此方法有的局限性。一是此方法只是单纯的去除空气中的O2，对于空气中的其他杂质并未提及，二是单位成本过高，因此此方法通常用来制备少量的氮气。

2. 膜分离制备氮气

利用N2分子和O2分子的扩散速度的不同，将高压空气通过中空纤维膜组件，在输出端就可以积累纯度高达99%的氮气，这种方法在不考虑其他限制

的条件下，可以累加使用，因此常用在实验室对气体纯度不高的保护、吹扫等操作实验中，但是由于其氮气纯度不能达到高纯级，且膜组件成本较高、仪器价格也相应的过高。

3. PSA变压吸附制备氮气

通过利用在分子筛中，N2与其它气体分子的吸附能力不同，从而形成差异的浓度，分子筛柱末端可以获得高纯氮气，利用这种方法研制的氮气发

生器可以让用户根据个人实际要求，来产生不同纯度的氮气，Z高可达99.999%，这种方法的难点是分子筛柱填装技术，分子筛填装不好，会因为气体高低压频繁变化，导致分子筛受损，微孔数量减少，从而使得性能降低，纯度因此也会受到影响。