氫氣發(fā)生器是目前實驗室常見的一款氣體發(fā)生設(shè)備，通常有兩種方法制得氫氣。

氫氣發(fā)生器工作原理

1、純水電解制氫

       將電解水從電解槽陽極室通入，通電后水便立刻在陽極分解：2H2O=4H++ 2O2-，分解成的負氧離子（O2-），隨即在陽極放出電子，形成氧氣（O2），從陽極室排出，攜帶部份水進入水槽，水可循環(huán)使用，氧氣從水槽上蓋小孔放入大氣。氫質(zhì)子以水合離子（[H(H2O)n]+）的形式，在電場力的作用下，通過SPE離子膜，到達陰極吸收電子形成氫氣，從陰極室排出后，進入氣水分離器，在此除去從電解槽攜帶出的大部分水份，含微量水份的氫氣再經(jīng)干燥器吸濕后，純度便達到99.999%以上?！?/p>

2、堿液電解制氫

       工作原理是傳統(tǒng)隔膜堿液電解法。電解槽內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)為氫氧化鉀水溶液，兩極室的分隔物為航天電解設(shè)備用優(yōu)質(zhì)隔膜，與端板合為一體的耐蝕、傳質(zhì)良好的格柵電極等組成電解槽。向兩極施加直流電后，水分子在電解槽的兩極立刻發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在陽極產(chǎn)生氧氣，在陰極產(chǎn)生氫氣。反應(yīng)式如下：陽極：2OH--2e →H2O+1/2O2↑ 

陰 極：2H2O +2e →2OH- +H2↑ 

總反應(yīng)式：2H2O → 2 H2↑ +O2↑ 

       目前市面上的氫氣發(fā)生器種類很多，相信許多人都會看到有的氫氣發(fā)生器產(chǎn)品介紹上會注明采用SPE固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)，也許初用氫氣發(fā)生器的實驗人員要問SPE是什么，這個技術(shù)有什么優(yōu)勢嗎，為什么要突出這個SPE技術(shù)呢？下面來給大家簡單介紹下何為SPE固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)。

       SPE技術(shù)是美國通用電氣公司率先發(fā)展的電化學(xué)新技術(shù)。它利用片狀固體高分子電解質(zhì)為各種電化學(xué)裝置的唯yi電解質(zhì),通常使用100～120μm的膜作為隔膜。這樣構(gòu)成的電化學(xué)槽通常都具有雙極式結(jié)構(gòu)。膜的兩邊涂以貴金屬催化劑(通常為Pt黑),因而SPE技術(shù)從結(jié)構(gòu)上看已將電極和隔膜融為一體。SPE技術(shù)具有以下優(yōu)點:

1.GX率，壓在膜表面上的催化劑微粒具有極大的比表面（約200m2/g），極間距又很?。O間距等于膜厚度，Z大極距不超過0.3mm，因而這種裝置具有高電流密度和低電壓降的特點。

2.電解質(zhì)簡單，裝置中的液體只存在SPE電解質(zhì)中的水，所以在運轉(zhuǎn)中不必像使用液體電解質(zhì)的裝置那樣，要不斷調(diào)節(jié)電解質(zhì)的組成，從而避免了對電解質(zhì)的污染。

3.易于操作，SPE電解裝置可在低于液體電解質(zhì)冰點的溫度下運行，也可在高達 150 ℃的高溫下和3000磅/英寸2高壓下運行。

       正是因為SPE技術(shù)的優(yōu)點，其在氫氧燃料電池和水電解等領(lǐng)域大放異彩，SPE固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)制取氫氣，除了產(chǎn)品氣體純度高外，還有維護量少，成本低，沒有腐蝕性液體，環(huán)保無污染等優(yōu)點。

SPE技術(shù)相對堿液制取氫氣優(yōu)點

普拉勒是實驗室氣體發(fā)生器行業(yè)的主要供應(yīng)商，歐洲（英國）和亞洲（北京）地區(qū)兩大生產(chǎn)基地，超過十幾年的實驗室氣體發(fā)生器產(chǎn)品研發(fā)和制造歷史，其生產(chǎn)的高純氫氣發(fā)生器HYDROGEN-500S正是采用上述技術(shù)，可以連續(xù)可靠的產(chǎn)生純度極高的氫氣，純度>99.9995%；整個過程只需去離子水和供電，即可產(chǎn)生氫氣，一次加水即可持續(xù)工作15天，成本低。

普拉勒高純氫氣發(fā)生器HYDROGEN-500S產(chǎn)品特點

1、采用SPE固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)；

2、無需用堿，直接電解純水有效的保護色譜柱；
3、采用英國Peculiar研發(fā)離子膜（ZL技術(shù)）；采用分子篩耐用干燥劑，使氫氣純化更加徹底，以產(chǎn)生純度為99.9995% 的氫氣，確保結(jié)果的重現(xiàn)性。
4、儀器內(nèi)部采用英國Peculiar硅橡膠圈(含硫量低)，有效提高氣體質(zhì)量，保證GC基線平穩(wěn)；
5、壓力及流量均采用一體化微電腦的控制；
6、自動水位控制，當(dāng)缺水狀態(tài)時，自動停機，自動補水功能Hydrogen-500（S）水量低于15%時，由外置水箱自動補水，無需停機加水。有效保護電解池，延長使用壽命；

7、漏氣自動檢測；

8、緊湊設(shè)計，占用空間??；

9、環(huán)保過濾器，安裝，操作簡單；
10、可滿足任何型號任何廠商生產(chǎn)的GC的使用。

普拉勒高純氫氣發(fā)生器HYDROGEN-500S技術(shù)參數(shù)

1. 氫氣純度：99.9995%

2. 氫氣流量：500ml/min
3. 輸出壓力：0-0.4Mpa 
4. 壓力穩(wěn)定性：< 0.001MPa
5. 供電電源：220V±10%, 50Hz
6. 消耗功率：150W
7. 外型尺寸：400×360×220mm （Hydrogen-300）

8. 凈重：約14Kg （Hydrogen-300）

普拉勒高純氫氣發(fā)生器HYDROGEN-500S工作原理

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（來源：上海安譜實驗科技股份有限公司）

01   Q: 硅膠填料的鍵合封尾是什么意思？

       A: Si填料是沒有衍生化的硅膠，通常作為所有硅膠鍵合相的基體。 

純硅膠Si表面的親水性硅醇基通過硅烷化反應(yīng)，鍵合上疏水性的烷基或芳香基從而改變填料的極性。如C18填料就是在硅膠表面鍵合了十八烷基的長鏈。

       所有的硅膠鍵合相都有一定數(shù)量未反應(yīng)的硅醇基，使其導(dǎo)致了次級相互作用。在萃取或保留強極性分析物或污染物時，這種次級相互作用是非常有用的，但是對分析物的吸附也可能是不可逆的。為了減少這種未反應(yīng)的硅醇基的影響，一般在鍵合反應(yīng)后用封端劑對填料進行鈍化處理，這個過程就叫做封尾。

02   Q : 為什么反相填料C18使用時建議溶液的PH范圍是2-8？

       A : C18填料是十八烷基硅烷鍵合硅膠，pH值超出酸性范圍時，鍵合相十八烷基易發(fā)生水解而流失；當(dāng)流動相pH超出堿性范圍時，會加速硅膠的溶解。這兩種反應(yīng)均是不可逆的反應(yīng)，會影響填料的性能。

當(dāng)我們極端pH條件下需要使用反相填料時，建議使用聚合物基質(zhì)的反相填料，如HLB,PSD等，聚合物基質(zhì)的填料pH耐受范圍是1-14，適用范圍非常廣哦。

03   Q：氧化鋁填料的Brockmann活度等級是什么意思？

       A：業(yè)界根據(jù)氧化鋁填料中含水量的不同，劃分為五種活度等級。Brockmann定義Ⅰ級氧化鋁為450℃灼燒隔夜的氧化鋁，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級氧化鋁是Ⅰ 級氧化鋁分別加入3%、6%、10%、15%的水而制成。

CNW中性氧化鋁的Brockmann活度等級Ⅰ，吸附能力強，對芳香烴和有機胺等富電子化合物的保留能力強。

實例分享：

       在國標(biāo) GB5009.27-2016 食品中苯并芘測定的diyi法中推薦使用中性氧化鋁小柱，很多客戶做下來效果不好。這是因為此版國標(biāo)中的氧化鋁小柱并沒有未提及氧化鋁的活度，實際上是需要活度為Ⅳ的層析氧化鋁來實驗。如果氧化鋁的活度不對，那么檢測結(jié)果就不理想。這個方法用氧化鋁小柱做實驗難度高，重現(xiàn)差，溶劑使用量也非常大，我們建議檢測苯并芘時使用我們 CNW的MIP-BAP 苯并(a)芘專用 SPE 小柱，分子印跡原理，專門針對苯并芘的結(jié)構(gòu)所設(shè)計。只對苯并芘有保留，而對于食品中的大部分干擾物質(zhì)，尤其是油脂則沒有保留，能夠有效去除油脂干擾，實驗效果好。

04    Q：QuEChERS填料的種類那么多，都有什么功效呢？

       A：無水硫酸鎂/硫酸鈉 ：除去多余的水份。

       乙酸鈉：鹽析劑，提高分配比，提高萃取效率。

       PSA：除去脂肪酸，有機酸，糖類，極性色素。

       C18：除掉脂肪和蠟狀物。

       GCB：除色素，對一些含有芳香環(huán)的化合物也有影響。

       Tip：在實際檢測中，可以根據(jù)樣品的特性對QuEChERS填料的種類和含量做調(diào)整，檢測效果會更好哦。

05   Q：IC離子小柱的分類和功效？

       A：IC離子小柱是基于離子交換機理的一類小柱，填料樹脂選擇性的吸附溶液中的離子從而達到凈化的效果。

       下面介紹幾種常見離子小柱的功效。

        H型：主要被用來去除樣品基體中的堿土金屬離子、過渡金屬離子。

        Ag型：利用生成銀鹽沉淀的原理除去樣品溶液中的Cl , Br , I , AsO4 , CrO , CN , MoO ,PO , SeO ,      SeCN , SO , S , SCN 和WO 等離子。

        Na型：對于多價陽離子如鈣離子和過渡金屬離子具有很好的選擇性。

        Ba 型：主要用來去除樣品基體中的硫酸根離子。

        RP型：可用來除去疏水性污染物。該樹脂在PH 1-14 范圍內(nèi)穩(wěn)定。

06    Q:怎樣計算離子交換容量？

       A:離子交換小柱的說明書上會有離子交換容量。單位是meq/g 毫當(dāng)量/克。在使用離子交換類型小柱時經(jīng)常會涉及離子交換容量的計算。

       下面就教你如何計算離子交換容量：

07   Q:弗羅里硅土和硅膠這兩種填料有什么區(qū)別？

       A:弗羅里硅土和硅膠都是常用的極性吸附填料，都適合從非極性基質(zhì)中，分離純化富集極性目標(biāo)物。硅膠主要成分是二氧化硅，不耐堿，主要作用力為親水性作用力。弗羅里硅土主要成分是硅酸鎂，也稱硅鎂吸附劑。弗羅里硅土是農(nóng)殘檢測中經(jīng)常使用的凈化填料，這是因為它是硅酸鎂和硫酸鈉作用生成的沉淀物，過濾干燥后得到的多孔性固體，具有極大的比表面積。該吸附劑填料粒徑大，允許大體積樣品快速流過，在檢測脂肪含量高，基質(zhì)粘性大的樣品時有優(yōu)于硅膠的顯著優(yōu)勢，在環(huán)境分析，廢水，土壤以及食品檢測中得到廣泛的使用。

        填料的種類很多，相關(guān)的填料知識也很多。關(guān)于填料的選型，我們給大家介紹一個簡單的方法，根據(jù)目標(biāo)化合物的類型選擇填料的種類，希望對大家的實驗有所幫助。

（來源：上海安譜實驗科技股份有限公司）