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二氧化碳-碱石棉吸收重量法检测

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发布时间：2025-04-29 12:58:52 更新时间：2025-05-27 22:19:34

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

二氧化碳-碱石棉吸收重量法检测概述

二氧化碳（CO₂）作为大气中重要的温室气体和工业生产中的关键组分，其浓度的准确测定在环境监测、化工生产、实验室研究等领域具有重要意义。碱石棉吸收重量法是一种经典的化学分析法，通过气体样品中CO₂与碱石棉的定量反应生成稳定化合物，再通过称量吸收前后的质量差计算CO₂含量。该方法因其操作简便、成本较低且无需复杂仪器，在特定场景中仍被广泛应用。

该方法的原理基于CO₂与碱石棉（主要成分为氢氧化钠或氢氧化钾浸渍的石棉纤维）发生酸碱中和反应，生成碳酸盐并释放水分。通过精确测量吸收剂吸收CO₂前后的质量变化，结合化学反应方程式计算CO₂浓度。此方法尤其适用于中高浓度CO₂的测定，检测范围通常为1%-100%（体积分数）。

检测项目

本方法的核心检测项目为气体样品中二氧化碳的体积浓度或质量浓度，主要应用于以下场景：
1. 工业排放气体中CO₂含量的监测
2. 燃烧效率评估中尾气成分分析
3. 实验室密闭系统内CO₂生成量的测定
4. 食品包装气体中CO₂比例的校验

检测仪器

实验所需主要仪器包括：
1. 分析天平：精度需达到0.1mg，用于称量吸收管前后质量
2. 碱石棉吸收管：U型或直管式玻璃装置，内装定量碱石棉
3. 气体采样装置：含流量计、干燥管和抽气泵
4. 恒温干燥器：用于吸收管的预处理
5. 气体计量装置：湿式气体流量计或转子流量计

检测方法

具体操作流程分为以下步骤：
1. 吸收管预处理：将装有新鲜碱石棉的吸收管在105℃下干燥至恒重，记录初始质量m₁
2. 气体采样：以恒定流速（通常0.5-1L/min）抽取定量气体样品，同时通过干燥管去除水分干扰
3. 吸收反应：使气体通过吸收管，CO₂与碱石棉充分反应生成碳酸盐
4. 称量计算：吸收后再次干燥称量得到m₂，按公式计算CO₂浓度：
CO₂(%)=[(m₂-m₁)×22.26]/V₀×100%
式中V₀为标准状态下的采样体积（L）

检测标准

本方法需遵循以下标准规范：
1. GB/T 8984-2008《气体中二氧化碳含量的测定碱石棉吸收法》
2. ASTM D1945 气体燃料成分分析的色谱法（作为方法比对参考）
3. ISO 6974-5 天然气成分分析标准（适用于含CO₂的混合气体）
实验过程中需严格控制：
- 吸收管需完全干燥避免吸潮误差
- 气体流量应保持稳定并精确记录
- 每批次进行空白试验校正系统误差
- 操作碱石棉时需佩戴防护装备，避免吸入石棉纤维