《吸湿厌氧有机物中碳、氢、氮元素含量测定 元素分析仪法》

ICSXX.XXX.XX

CCSXXXX

团体标准

T/CSTMXXXXX—202X

吸湿厌氧类有机物中碳、氢、氮元素含量

测定元素分析仪法

DeterminationofCarbon,Hydrogen,andNitrogeninMoistureSensitiveor

OxygenSensitiveOrganics

ElementalAnalyzer

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中关村材料试验技术联盟发布

T/CSTMXXXXX—202X

吸湿厌氧类有机物中碳、氢、氮元素含量测定

元素分析仪法

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

本文件规定了采用元素分析仪对吸湿厌氧类有机物中碳（C）、氢（H）和氮（N）元

素含量进行定量分析的试验方法。

本文件适用于碳（C）、氢（H）和氮（N）元素的质量分数均不小于0.50×10-2的吸湿

厌氧类有机物。

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/T4844-2011纯氦、高纯氦和超纯氦

GB/T14599-2008纯氧、高纯氧和超纯氧

GB/T8979-2008纯氮、高纯氮和超纯氮

GB/T4842-2017氩

GB/T13966-2013分析仪器术语

JJF1001-2011通用计量术语及定义

3术语及定义

GB/T13966-2013界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

吸湿厌氧类有机物moisturesensitiveoroxygensensitiveorganics

在水或氧存在下元素含量会发生变化的有机物。

3.2

仪器操作规程instrumentoperatingprocedures

正确操作仪器的相关程序和规定。

3.3

系统空白systemblank

2

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系统空白分成系统不加氧空白和系统加氧空白，指在仪器操作规程规定的条件下，只通

载气或通载气同时加氧气时测得的系统背景信号。

3.4

校准因子calibrationfactor

在样品测定条件下，标准物质元素质量分数的计算值与测量值的比值。

3.5

标准物质standardmaterial

具有足够的准确度，可用以校准或检定仪器、评定测量方法，或给其他物质赋值的物质。

[来源：GB/T13966-2013，2.41]

3.6

标准参考物质standardreferencematerial

某些具有确定含量的组分，在实际样品定量测定中用作计算被测组分含量的直接或间接

的参照标准的一类物质，通过用有证标准物质量值溯源后的物质。

3.7

标准曲线calibrationcurve

在规定条件下，表示被测量值与仪器实测值之间的关系曲线。

[来源：GB/T13966-2013，2.89]

3.8

准确度accuracy

被测量的测得值与其真值的一致性程度。

[来源：JJF1001-2011，5.8]

3.9

精密度precision

在规定条件下，对同一或类似被测对象重复测量所得示值或测得值间的一致程度。

[来源：JJF1001-2011，5.10]

3.10

重复性repeatability

在一组重复测量条件下的测量精密度。

[来源：JJF1001-2011，5.13]

3.11

不确定度uncertainty

根据所用到的信息，表征赋予被测量量值分散性的非负参数。

[来源：JJF1001-2011，5.18]

4方法原理

3

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试样无水无氧条件下制备完成后进入元素分析仪。试样中的碳（C）、氢（H）和氮（N）

元素经催化氧化-还原后分别转变成二氧化碳（CO2）、水蒸气（H2O、）和氮气（N2），混

合气体在载气的推动下经色谱柱或吸附-解吸柱分离后，通过热导检测器分别检测，由仪器

控制软件计算出各元素的质量分数。

5试剂和材料

5.1氦气

氦气符合GB/T4844-2011中高纯氦的要求（即氦气的体积分数≥99.999%）。

5.2氧气

氧气符合GB/T14599-2008中高纯氧的要求（即氧气的体积分数≥99.995%）。

5.3氮气

氮气符合GB/T8979-2008中高纯氮的要求（即氮气的体积分数≥99.999%）。

5.4氩气

氩气符合GB/T4842-2017中高纯氩的要求（即氩气的体积分数≥99.999%）。

5.5标准物质/标准参考物质

表1列举了部分元素分析用标准物质或标准参考物质，也可以用其他合适的标准物质

或标准参考物质。

表1标准物质/标准参考物质单位：×10-2（质量分数）

名称CASNo.分子式CHN

乙酰苯胺103-84-4C8H9NO71.096.7110.36

烟酰胺/菸酰胺98-92-0C6H6N2O59.014.9522.94

蒽120-12-7C14H1094.345.66—

三聚氰胺108-78-1C3H6N628.574.8066.63

咪唑288-32-4C3H4N252.935.9241.15

马尿酸495-69-2C9H9NO360.335.067.82

胱氨酸56-89-3C6H12N2O4S229.995.0311.66

对氨基苯磺酸121-57-3C6H7NO3S41.614.078.09

5.6其它

元素分析用氧化剂、还原剂、石英管、样品包裹容器及其它试剂与材料。氧化剂应保证

样品的完全燃烧。样品包裹容器应能密封包裹样品。试剂和材料应保证系统空白符合仪器操

作规程的要求。

6设备

4

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6.1元素分析仪

由进样系统、氧化-还原系统、分离系统、检测系统、控制系统组成。以氦气作为载气，

氧气作为助燃气。其中，氧化-还原系统用于样品中被测元素的定量转化。分离系统用于被

测组分的分离，由色谱柱或吸附解吸柱组成。检测系统用于二氧化碳、水及氮气的检测，由

热导检测器完成。控制系统完成仪器控制与数据处理，包括分析条件选择、分析过程的监控

和报警中断、分析数据的采集、计算、校准处理等程序。

元素分析仪的工作环境应清洁无尘，无易燃易爆和腐蚀性气体，且通风良好，避免高浓

度有机溶剂蒸气或腐蚀性气体；周围无强烈机械振动和冲击，无电磁场干扰；温度控制在

20ºC±5ºC，湿度控制在75%以下；电源符合规定，供电电源的电压及频率应稳定。

6.2分析天平

根据样品称样量选取适合的分析天平，建议天平的最小分度值0.001mg。天平应安置在

专用的稳定的天平台上，并尽量减少室内气流对天平的影响；温度尽可能保持稳定，防止温

度漂移对天平稳定性造成影响；空气湿度控制在45%~75%，并尽可能保持稳定。

6.3样品保护装置

用于制样过程中对样品的保护，如手套箱。氩气（或氮气）气氛下，氧气含量控制在

1.00ppm以下，水蒸气含量控制在1.00ppm以下。

6.4称量容器托架

由金属或有机玻璃制成，表面有凹孔，凹孔大小应正好可以放置相应规格的样品包裹容

器。

6.5封口器

用于封闭样品包裹容器开口的专用工具。

7检定或校准

应有计划地检定或校准元素分析仪和对检测分析结果的准确性或有效性有显著影响的

设备，包括用于测量环境条件等辅助测量设备，以确保使用的仪器设备满足检测分析的要求。

检定或校准应按有关检定规程、校准规范进行。

8测定

8.1样品要求

样品应为干燥或含溶剂量确定且溶剂不易损失的均匀固体或液体，且有足够的量，以满

足方法和仪器的线性和灵敏度要求。样品如用玻璃封管保存，则玻璃管应有一定厚度，以避

免开管时玻璃屑散落。如装在玻璃或塑料样品瓶中，样品瓶必须有无水无氧气氛保护。

8.2试样制备

5

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将已准确称定质量的样品包裹容器置于称量容器托架的凹孔中，在样品保护装置中将样

品转入样品包裹容器内，随即用封口器夹紧样品包裹容器开口。因为包裹到称量容器中的样

品保护装置的保护气体会影响系统空白值，所以所有样品包裹容器封口的高度应保持一致。

取样完成后，从样品保护装置中取出称量容器托架，用封口器进一步封紧样品包裹容器。准

确称量装有样品的容器质量，用减量法得到样品的质量。

8.3实验步骤

8.3.1开机

打开并调节氦气和氧气减压阀门至仪器工作所需气体压力条件。按照仪器操作规程开机、

选择适当的模式、确认或修改仪器参数，进行系统检漏，确保系统不漏气。

8.3.2系统空白

进行系统空白分析，直至测定值符合仪器操作规程的要求。

8.3.3条件化分析

在系统空白分析达到要求之后，使用标准物质或标准参考物质，参照样品分析方法进行

两次或以上条件化分析，使仪器达到稳定状态。

8.3.4标准曲线的绘制

根据仪器操作规程的规定绘制标准曲线，标准曲线的绘制应满足被测元素含量的范围，

标准曲线的相关系数应满足检测的要求。绘制标准曲线时，可以采用单一标准物质，多次称

取不同质量，也可以采用多种标准物质，称取相同质量。以标准物质的绝对质量和对应的信

号值绘制校准曲线。所得标准曲线方程为式（1）：

23n

yi=a+a1Ai+a2Ai+a3Ai+···+anAi···········（1）

式中：

i——碳、氢、氮元素；

yi——i元素的绝对质量，单位为毫克（mg）；

Ai——i元素对应产物的信号值；

a、a1、a2、a3、···、an——拟合系数，当a2、a3、···、an均为0时标准曲线为

线性。

8.3.5校准因子的测定

元素在校准曲线上测得的质量分数M按式（2）计算：

y

Mi100··················（2）

im

式中：

-2

Mi——i元素的质量分数，单位为×10；

yi——i元素的绝对质量，单位为毫克（mg）；

m——样品的称取质量，单位为毫克（mg）。

在样品测定条件下，对标准物质进行两次到三次平行测定，校准因子K按式（3）计算：

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X

i,标···················（）

Ki3

Mi,标

式中：

Ki——i元素的校准因子；

-2

Xi，标——标准物质中i元素质量分数的计算值，单位为×10；

-2

Mi，标——标准物质中i元素在校准曲线上测得的质量分数，单位为×10。

注：校准时，校准因子应在0.9和1.1之间，否则需要绘制新的标准曲线。

8.3.6样品分析

将按照8.2制备好的试样按样品测定程序连续进行两次或三次平行测定。在测定期间，

每进行一批样品测定（建议10次）后应再次测定两次标准物质或标准参考物质，要求测定

值与定值的绝对误差不大于0.30×10-2，否则应重新测定此批样品。用再次测定的标准物质

或标准参考物质校准仪器，进行下一批次样品的测定。

8.3.7计算

被测样品中i元素的质量分数按照式（4）计算：

y样

wi,K100··················（4）

i,样mi

式中：

-2

wi,样——被测样品中i元素的质量分数，单位为×10；

yi,样——由校准曲线得到的样品中i元素的绝对质量，单位为毫克（mg）；

m——样品的称取质量，单位为毫克（mg）；

Ki——i元素的校准因子。

注：校准曲线与样品同时测定时，Ki为1，即不需要对样品中i元素的测定值进行校准。校准曲线储

存到仪器中作为内置校准曲线时，需要测定Ki，并对样品中i元素的测定值进行校准。

8.3.8分析次数

每个样品平行分析两次，若两次数据之差不大于0.50×10-2，则报告两次结果。若两次

数据之差大于0.50×10-2，补测一次，报告三次中差值不大于0.50×10-2的两次结果。如果补

测后三次结果之间的差值均大于0.50×10-2，则报告三次结果。

8.3.9结果表述

将样品的碳、氢和氮含量（以质量分数计，单位×10-2）修约到两位小数，报告平行测

定的测试结果。

9分析方法与测量结果的评价

9.1定量限

方法规定定量限为各元素的质量分数0.50×10-2。

9.2准确度

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本标准规定精密度和正确度均不大于0.50×10-2。

本标准的精密度已在3个含量水平下由10个实验室完成了试验验证，精密度原始数据

见附件A。碳、氢、氮元素含量和试验结果的重复性限（r）和再现性限（R）见表2。

表2重复性限（r）和再现性限（R）单位：×10-2

元素含量范围重复性限（r）再现性限（R）

C65.0~83.20.348~0.4180.534~0.820

H7.9~9.80.179~0.2500.306~0.429

N3.4~10.40.273~0.3600.381~0.609

注：其余含量可参考表中数据。

9.3不确定度评定

需要时，按JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》中的评定原则和方法进行分

析结果测量不确定度的评定与表示。

10结果报告

结果报告中可包括：委托单位信息、样品信息、仪器设备信息、环境条件、制样方法、

检测方法（依据标准）、检测结果、检测人、校核人、批准人、检测日期等。必要和可行时

可给出定量分析方法和结果的评价信息。

11安全注意事项

11.1依照化学品安全技术说明书（MSDS）中的相关规定操作所有的化学试剂。

11.2应按高压钢瓶安全操作规定使用高压气体钢瓶。

11.3仪器出口气体应排放至室外或通风处。

11.4注意安全用电。

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附件A

（资料性）

精密度原始数据

本文件的精密度是结合10组实验室验证的结果给出的，精密度的原始数据见表

B1.1-B1.3。

表B1.1精密度单位：×10-2

碳含量（×10-2）重复性限r重现性限R

65.040.3480.534

66.940.4180.784

83.180.4160.820

表B1.2精密度单位：×10-2

氢含量（×10-2）重复性限r重现性限R

7.860.2140.415

9.450.1790.429

9.830.2500.306