燃料电池汽车用燃料氢气中溴离子的分光光度计法测定
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(１. 中昊光明化工研究设计院有限公司ꎬ辽宁 大连 １１６０３１ꎻ ２. 邢台恒源化工集团有限公司ꎬ河北 邢台 ０５４０００ )
摘要:提出采用酚红分光光度法对燃料电池汽车用氢气中溴离子进行测定ꎬ具有较好的灵敏度和重现性ꎮ 该方法
的线性范围为 ０. ０１１ ~ ０. ８０ μｇ / ｍＬꎬ检出限为 ０. ０１１ μｇ / ｍＬꎮ 同时应用该检测体系对四种不同工艺过程生产的燃
研ꎬ结合实际条件综合考虑ꎬ本论文决定采用酚红分 光光度法[２] 来检测燃料电池汽车用燃料氢气中的 溴离子并将其应用于实际不同条件下生产的氢气中 的溴离子的测定ꎮ
氢气是目前燃料电池的主要燃料ꎮ 氢气中杂质 的含量会直接影响到燃料电池的使用寿命ꎮ 然而对 于任何一种氢气来源ꎬ其中都不可避免地存在一些
杂质ꎬ会使燃料电池的性能在一定程度上受到影响ꎮ 因此ꎬ为保证燃料电池稳定运行ꎬ对于氢气中杂质含 量的控制及测定至关重要ꎮ
溴是一种有毒气体ꎬ具有刺激性气味ꎮ 化学性质 活泼ꎬ氧化性强ꎬ对大多数金属和有机物都有腐蚀作 用ꎮ 针对燃料电池汽车所需氢气的品质要求ꎬＴ / ＣＥ￣ ＣＡ￣Ｇ ００１５—２０１７«质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气»及 ＩＳＯ１４６８７￣２:２０１２« 氢燃料 产品规格 第 ２ 部 分:道路车辆用质子交换膜(ＰＥＭ) 燃料电池的应用» 中对燃料电池汽车所用氢气中卤化物的含量进行了
全球能源紧缺和环境污染问题日益严重ꎮ 氢能 和燃料电池是未来重要发展方向ꎮ 燃料电池是一种 化学装置ꎬ可以将燃料所拥有的化学能直接地转换为 电能[１] ꎮ 对于燃料电池ꎬ只要连续供应燃料气体和氧 化剂ꎬ化学反应就能持续进行ꎬ并不停地向外输出电 能ꎮ 而燃料电池可使用的燃料范围非常广泛ꎬ含有氢 原子的能源都可以用作燃料电池的燃料ꎮ
料电池汽车用氢气中溴离子的含量进行了测定ꎮ 当采样体积为 ２００ Ｌ 时ꎬ最低检出浓度为 ０. ００５０ ｍｇ / ｍ３ ꎮ 能符合
国家标准及行业标准中燃料氢气的技术指标ꎬ具有广泛的适用性及普及性ꎮ
关键词:燃料电池ꎻ氢气ꎻ溴离子ꎻ分光光度法
中图分类号:Ｏ６５９. ２
文献标志码:Ｂ
文章编号:１００７￣７８０４(２０１９)０２￣００２６￣０４
第 ３７ 卷第 ２ 期 ２０１９ 年 ４ 月
������分析与测试������
低温与特气 Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｇａｓｅｓ
Ｖｏｌ������ ３７ꎬＮｏ������ ２ Ａｐｒ������ꎬ２０１９
燃料电池汽车用燃料氢气中溴离子的 分光光度计法测定
李柳佳１ ꎬ李佳星２
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒꎬ ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｒｏｍｉｄｅ ｉｏｎｓ ｉｎ ｆｕｅｌ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｆｏｒ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｆｕｅｌ ｃｅｌｌ ｂｙ ｐｈｅｎｏｌｉｃ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏ￣ ｔｏｍｅｔｒｙ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄꎬ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｐｒｏｄｕｃｉｂｉｌｉｔｙ. Ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ０. ０１１ ~ ０. ８０ μｇ / ｍＬ. Ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔ ｉｓ ０. ０１１ μｇ / ｍＬ. Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅꎬ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｂｒｏｍｉｄｅ ｉｏｎ ｉｎ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｏｆ ｆｕｅｌ ｃｅｌｌ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｆｏｕｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｗａｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｉｓ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ. Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｖｏｌｕｍｅ ｉｓ ２００ Ｌꎬ ｔｈｅ ｍｉｎｉ￣ ｍｕｍ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔ ｉｓ ０. ００５０ ｍｇ / ｍ３ . Ｉｔ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｆｕｅｌ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｉｎ ｎａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｓｔａｎｄａｒｄｓꎬ ａｎｄ ｈａｓ ｗｉｄｅ ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｐｏｐｕｌａｒｉｔｙ. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｆｕｅｌ ｃｅｌｌꎻ ｈｙｄｒｏｇｅｎꎻ ｂｒｏｍｉｄｅ ｉｏｎꎻ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｙ
ＬＩ Ｌｉｕｊｉａ１ ꎬ ＬＩ Ｊｉａｘห้องสมุดไป่ตู้ｎｇ２
(１. Ｚｈｏｎｇｈａｏ Ｇｕａｎｇｍｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＆ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ. ꎬ Ｌｔｄ. ꎬ Ｄａｌｉａｎ １１６０３１ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｘｉｎｇｔａｉ Ｈｅｎｇｙｕａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ( Ｇｒｏｕｐ) Ｃｏ. ꎬ Ｌｔｄ. ꎬ Ｘｉｎｇｔａｉ ０５４０００ꎬ Ｃｈｉｎａ)
ｄｏｉ:１０������ ３９６９ / ｊ������ ｉｓｓｎ������ １００７￣７８０４������ ２０１９������ ０２������ ００７
Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｒｏｍｉｎｅ Ｉｏｎｓ ｉｎ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｆｕｅｌ
收稿日期:２０１９￣０１￣２３
第２ 期
李柳佳ꎬ等:燃料电池汽车用燃料氢气中溴离子的分光光度计法测定 ２７
限制ꎮ 所以对燃料气氢气中溴离子的有效监控及分 析测定成为保证燃料电池稳定运行的必要步骤ꎮ
近年来ꎬ随着分析仪器的发展ꎬ溴离子的测定方 法得到了丰富ꎬ应用领域不断扩大ꎮ 但任何一种分 析方法都有其自身的局限性ꎬ因此不可能完全建立 一种广泛适用的“ 万能” 分析法ꎮ 经过近四十年的 飞速发展ꎬ离子色谱法已成为测定水溶液中各种无 机阴离子的首选方法ꎮ 燃料电池汽车所用氢气的相 关标准中对于卤素离子的测定也同样采用离子色谱 法ꎬ但考虑到实地检测分析时需要购置离子色谱仪ꎬ 相对于其他方法仪器造价和运行费用较高ꎬ现场和 科研初期推广受限ꎮ 通过对溴离子检测方法的调
摘要:提出采用酚红分光光度法对燃料电池汽车用氢气中溴离子进行测定ꎬ具有较好的灵敏度和重现性ꎮ 该方法
的线性范围为 ０. ０１１ ~ ０. ８０ μｇ / ｍＬꎬ检出限为 ０. ０１１ μｇ / ｍＬꎮ 同时应用该检测体系对四种不同工艺过程生产的燃
研ꎬ结合实际条件综合考虑ꎬ本论文决定采用酚红分 光光度法[２] 来检测燃料电池汽车用燃料氢气中的 溴离子并将其应用于实际不同条件下生产的氢气中 的溴离子的测定ꎮ
氢气是目前燃料电池的主要燃料ꎮ 氢气中杂质 的含量会直接影响到燃料电池的使用寿命ꎮ 然而对 于任何一种氢气来源ꎬ其中都不可避免地存在一些
杂质ꎬ会使燃料电池的性能在一定程度上受到影响ꎮ 因此ꎬ为保证燃料电池稳定运行ꎬ对于氢气中杂质含 量的控制及测定至关重要ꎮ
溴是一种有毒气体ꎬ具有刺激性气味ꎮ 化学性质 活泼ꎬ氧化性强ꎬ对大多数金属和有机物都有腐蚀作 用ꎮ 针对燃料电池汽车所需氢气的品质要求ꎬＴ / ＣＥ￣ ＣＡ￣Ｇ ００１５—２０１７«质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气»及 ＩＳＯ１４６８７￣２:２０１２« 氢燃料 产品规格 第 ２ 部 分:道路车辆用质子交换膜(ＰＥＭ) 燃料电池的应用» 中对燃料电池汽车所用氢气中卤化物的含量进行了
全球能源紧缺和环境污染问题日益严重ꎮ 氢能 和燃料电池是未来重要发展方向ꎮ 燃料电池是一种 化学装置ꎬ可以将燃料所拥有的化学能直接地转换为 电能[１] ꎮ 对于燃料电池ꎬ只要连续供应燃料气体和氧 化剂ꎬ化学反应就能持续进行ꎬ并不停地向外输出电 能ꎮ 而燃料电池可使用的燃料范围非常广泛ꎬ含有氢 原子的能源都可以用作燃料电池的燃料ꎮ
料电池汽车用氢气中溴离子的含量进行了测定ꎮ 当采样体积为 ２００ Ｌ 时ꎬ最低检出浓度为 ０. ００５０ ｍｇ / ｍ３ ꎮ 能符合
国家标准及行业标准中燃料氢气的技术指标ꎬ具有广泛的适用性及普及性ꎮ
关键词:燃料电池ꎻ氢气ꎻ溴离子ꎻ分光光度法
中图分类号:Ｏ６５９. ２
文献标志码:Ｂ
文章编号:１００７￣７８０４(２０１９)０２￣００２６￣０４
第 ３７ 卷第 ２ 期 ２０１９ 年 ４ 月
������分析与测试������
低温与特气 Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｇａｓｅｓ
Ｖｏｌ������ ３７ꎬＮｏ������ ２ Ａｐｒ������ꎬ２０１９
燃料电池汽车用燃料氢气中溴离子的 分光光度计法测定
李柳佳１ ꎬ李佳星２
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒꎬ ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｒｏｍｉｄｅ ｉｏｎｓ ｉｎ ｆｕｅｌ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｆｏｒ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｆｕｅｌ ｃｅｌｌ ｂｙ ｐｈｅｎｏｌｉｃ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏ￣ ｔｏｍｅｔｒｙ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄꎬ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｐｒｏｄｕｃｉｂｉｌｉｔｙ. Ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ０. ０１１ ~ ０. ８０ μｇ / ｍＬ. Ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔ ｉｓ ０. ０１１ μｇ / ｍＬ. Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅꎬ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｂｒｏｍｉｄｅ ｉｏｎ ｉｎ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｏｆ ｆｕｅｌ ｃｅｌｌ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｆｏｕｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｗａｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｉｓ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ. Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｖｏｌｕｍｅ ｉｓ ２００ Ｌꎬ ｔｈｅ ｍｉｎｉ￣ ｍｕｍ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔ ｉｓ ０. ００５０ ｍｇ / ｍ３ . Ｉｔ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｆｕｅｌ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｉｎ ｎａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｓｔａｎｄａｒｄｓꎬ ａｎｄ ｈａｓ ｗｉｄｅ ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｐｏｐｕｌａｒｉｔｙ. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｆｕｅｌ ｃｅｌｌꎻ ｈｙｄｒｏｇｅｎꎻ ｂｒｏｍｉｄｅ ｉｏｎꎻ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｙ
ＬＩ Ｌｉｕｊｉａ１ ꎬ ＬＩ Ｊｉａｘห้องสมุดไป่ตู้ｎｇ２
(１. Ｚｈｏｎｇｈａｏ Ｇｕａｎｇｍｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＆ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ. ꎬ Ｌｔｄ. ꎬ Ｄａｌｉａｎ １１６０３１ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｘｉｎｇｔａｉ Ｈｅｎｇｙｕａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ( Ｇｒｏｕｐ) Ｃｏ. ꎬ Ｌｔｄ. ꎬ Ｘｉｎｇｔａｉ ０５４０００ꎬ Ｃｈｉｎａ)
ｄｏｉ:１０������ ３９６９ / ｊ������ ｉｓｓｎ������ １００７￣７８０４������ ２０１９������ ０２������ ００７
Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｒｏｍｉｎｅ Ｉｏｎｓ ｉｎ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｆｕｅｌ
收稿日期:２０１９￣０１￣２３
第２ 期
李柳佳ꎬ等:燃料电池汽车用燃料氢气中溴离子的分光光度计法测定 ２７
限制ꎮ 所以对燃料气氢气中溴离子的有效监控及分 析测定成为保证燃料电池稳定运行的必要步骤ꎮ
近年来ꎬ随着分析仪器的发展ꎬ溴离子的测定方 法得到了丰富ꎬ应用领域不断扩大ꎮ 但任何一种分 析方法都有其自身的局限性ꎬ因此不可能完全建立 一种广泛适用的“ 万能” 分析法ꎮ 经过近四十年的 飞速发展ꎬ离子色谱法已成为测定水溶液中各种无 机阴离子的首选方法ꎮ 燃料电池汽车所用氢气的相 关标准中对于卤素离子的测定也同样采用离子色谱 法ꎬ但考虑到实地检测分析时需要购置离子色谱仪ꎬ 相对于其他方法仪器造价和运行费用较高ꎬ现场和 科研初期推广受限ꎮ 通过对溴离子检测方法的调