“標(biāo)準(zhǔn)氣體”是指標(biāo)準(zhǔn)氣體，它引用了氣體工業(yè)術(shù)語，是一個高度均勻、穩(wěn)定性好、數(shù)量準(zhǔn)確的

測量標(biāo)準(zhǔn)。以下是關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)氣體標(biāo)準(zhǔn)的一些內(nèi)容：

對于單一組分的標(biāo)準(zhǔn)氣體，如純氮標(biāo)準(zhǔn)氣體，其主要成分的純度要求很高。以電子工業(yè)高純氮

為例，其純度一般滿足要求 99.999% 以上。這是因為在電子芯片制造過程中，即使是微量的雜

質(zhì)氣體也可能影響芯片的性能，如短路或半導(dǎo)體的電氣性能。

對于多組分標(biāo)準(zhǔn)氣體，對主要成分的純度也有嚴(yán)格的規(guī)定。例如，在環(huán)境監(jiān)測中含有二氧化硫

和二氧化氮的標(biāo)準(zhǔn)氣體中，應(yīng)確保二氧化硫和二氧化氮的純度在分析方法要求的范圍內(nèi)，以確

保校準(zhǔn)監(jiān)測儀器的準(zhǔn)確性。通常，二氧化硫的純度不應(yīng)低于 99.5%，二氧化氮純度不得低于

 99.0%。

必須嚴(yán)格控制標(biāo)準(zhǔn)氣體中的雜質(zhì)含量。例如，在氫標(biāo)準(zhǔn)氣體中，需要將氧雜質(zhì)含量控制在很低

的水平。對于一些高精度氣相色譜分析中使用的氫標(biāo)準(zhǔn)氣體，氧雜質(zhì)含量通常低于 1 ppm（百

萬分之一）。由于氧氣在某些分析過程中可能與氫氣發(fā)生反應(yīng)，干擾分析結(jié)果，或損壞分析儀

器中的一些敏感部件，如氣相色譜儀中的導(dǎo)熱探測器。

標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度的定值方法必須是可靠和可追溯的。最常用的定值方法包括重量法和比較法。重

量法是一種絕對的測量方法，通過精確稱量標(biāo)準(zhǔn)氣體中各組分的質(zhì)量來確定其濃度。該方法精

度高，如制備高精度一氧化碳 - 當(dāng)二氧化碳與標(biāo)準(zhǔn)氣體混合時，可以控制重量法的不確定性

±0.1% 以內(nèi)。

比較法是將待定值的標(biāo)準(zhǔn)氣體與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體進行比較分析，如使用氣相色譜法或紅外

吸收光譜法。該方法的準(zhǔn)確性取決于已知濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體的準(zhǔn)確性和分析儀器的準(zhǔn)確性。使用比

較法定值時，要求嚴(yán)格校準(zhǔn)分析儀器，其測量誤差應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)。例如，氣相色譜儀的

測量誤差不應(yīng)超過常見成分±2%。

標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度的不確定性是衡量其準(zhǔn)確性的重要指標(biāo)。不確定性包括各種因素引起的誤差，如

原料純度、定值方法誤差、氣體混合均勻性等。不同級別的標(biāo)準(zhǔn)氣體有不同的不確定性要求。

例如，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究機構(gòu)制備的一級標(biāo)準(zhǔn)氣體的濃度不確定性通常可以控制在±0.5% 內(nèi)部；

對于一些工業(yè)應(yīng)用的二級標(biāo)準(zhǔn)氣體，不確定性可能在±2% - ±5% 之間。在科研、高精度儀器校

準(zhǔn)等應(yīng)用場景中，通常需要使用不確定性較低的一級標(biāo)準(zhǔn)氣體。

標(biāo)準(zhǔn)氣體需要在制備過程中充分混合，以確保其均勻性。對于不同的氣體成分，有不同的混合

方式。對于易于混合的氣體，如氮氣和氧氣，可以采用簡單的動態(tài)混合方式，使兩種氣體在一

定的流速和壓力下完全混合。混合時間和流速等參數(shù)需要根據(jù)氣體的性質(zhì)和容器的大小來確定。

例如，在一個 5L 氣瓶中混合氮氣和氧氣制備的含氧量為 20% 標(biāo)準(zhǔn)氣體，通常需要一定的流速

(例如) 0.5L/min）持續(xù)混合1 - 2小時，以達到良好的均勻性。

對于一些難以混合的氣體，如一些有機蒸汽和惰性氣體，可能需要特殊的混合技術(shù)，如超聲波

混合或混合容器與混合裝置。這些技術(shù)可以幫助打破氣體之間的界面張力，使其更好地混合。

測試標(biāo)準(zhǔn)氣體均勻性的方法主要包括壓力法和分析儀器法。壓力法是通過測量氣體在不同位置

或不同時間的壓力變化來推斷氣體的均勻性。如果標(biāo)準(zhǔn)氣體在不同位置的壓力基本相同，一段

時間內(nèi)壓力變化很小，則表明氣體的均勻性較好。例如，對于裝有標(biāo)準(zhǔn)氣體的鋼瓶，如果壓差

在允許范圍內(nèi)（如小于），則在靜置一段時間后測量鋼瓶頂部、中部和底部的壓力 0.01MPa)，

可初步判斷氣體均勻性好。

分析儀器法是利用高精度的分析儀器在不同的位置或時間分析標(biāo)準(zhǔn)氣體的成分。例如，使用氣

相色譜儀在不同的取樣口分析標(biāo)準(zhǔn)氣體的成分，如果不同取樣口的濃度偏差在規(guī)定范圍內(nèi)（如

小于）±0.2%)，說明氣體均勻性符合標(biāo)準(zhǔn)。

在儲存和使用標(biāo)準(zhǔn)氣體時，其物理狀態(tài)（如壓力、溫度等）需要保持相對穩(wěn)定。對于壓縮氣體

標(biāo)準(zhǔn)氣體，如壓縮空氣標(biāo)準(zhǔn)氣體，鋼瓶的壓力應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)波動。一般來說，鋼瓶的壓力設(shè)

計有安全上限和下限。例如，普通高壓鋼瓶的壓力上限為 15MPa 下限一般在1左右 - 2MPa左右，

當(dāng)壓力低于下限時，可能會影響標(biāo)準(zhǔn)氣體的輸出穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。同時，溫度變化也會影響氣

體的物理狀態(tài)。儲存標(biāo)準(zhǔn)氣體時，環(huán)境溫度通常需要控制在一定范圍內(nèi)，如0 - 40℃，防止鋼瓶

內(nèi)壓力過高，或溫度過低影響氣體流動性。

標(biāo)準(zhǔn)氣體的化學(xué)穩(wěn)定性主要是指其成分與容器壁等材料之間不應(yīng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。例如，對于含

有硫化氫和氧氣的標(biāo)準(zhǔn)氣體，應(yīng)防止其在儲存過程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生硫單質(zhì)等雜質(zhì)。

這就要求容器材料具有良好的化學(xué)惰性，如常用的不銹鋼或特殊涂層的鋼瓶。同時，在標(biāo)準(zhǔn)氣

體的配方設(shè)計中，還應(yīng)考慮各成分的化學(xué)相容性，避免不相容氣體的混合導(dǎo)致化學(xué)穩(wěn)定性下降。

一些標(biāo)準(zhǔn)氣體還會添加穩(wěn)定劑，如在一些含氯的標(biāo)準(zhǔn)氣體中添加少量氮氣作為穩(wěn)定劑，以防止

氯氣與容器壁發(fā)生反應(yīng)。