【我为师生办实事】大型仪器设施共享实验中心设备科普（一）

　　大型仪器设施共享实验中心供配置了2台Elementar公司的vario EL cube元素分析仪，该设备大多数都用在有机材料及有机物的元素组成分析，可大范围的应用于化学、化工、制药、农业、环保、能源、材料等不同研究领域。

　　仪器基本功能：该设备用于检测有机和无机材料样品中C、H、N、S、O元素的含量，可实现精准定量。设备是采用先进的“吹扫捕集吸附柱”技术，与常规的GC色谱柱相比，载样量能扩大到20倍，即使是在CHNS模式下，也能够分析碳绝对含量高达40毫克的样品。该设备对样品适应能力强，即便是C/N或是C/S比高达8000:1的样品也能获得良好的检测结果。

　　工业材料：橡胶、生胶、皮革、建筑和在允许电压下不导电的材料煤、油及其它产品（从无烟煤至烟煤的各种煤及煤的液化产品、难燃烧物质（如石墨和焦炭）、原油（苯、燃料油）、石油产品、油页岩（粗产品和中间产品）、合成油和其他产品

　　基本原理：CHNS测定模式下，在燃烧管内填充氧化钨作催化剂，样品在高温下，通过特殊的加氧装置，使其在高浓度的氧和氦气流中氧化分解；分解产物通过一根加热的内有线状铜的还原管，使NO、NOx、SO3还原成N2和SO2，其中N2直接通过热导检测器TCD被检测，而混合气体中的CO2、SO2、H2O通过3根U形柱被吸附分离，接着分别加热3根U形柱，解析出CO2、SO2、H2O，并逐次通过TCD而被检测。

　　O测定模式下，在1450℃高温下样品中解离出的O与过量的碳粉结合生成CO，CO被捕获并在吸附柱上预浓缩。当副产物气体从系统中排出时，目标分析物会净的氦气从吸附柱上解析，随后通过TCD而被检测。

　　气体分离采用吸附-解吸原理。稳定时间短，开机后只需45分钟，C、H、N、S模式待温度达到1150℃（O模式为1450℃）后即可来测试，分析时间短、分析速度快、可批量分析样品。

　　动态燃烧法：C、H、N、S模式时，样品落入燃烧管时，在高温和富氧条件下燃烧，使样品完全分解，有陶瓷加氧枪设计，使氧气直达样品表面，温度最高可达1800℃，即使是传统上难以燃烧的样品，也能保证100%的回收率。

　　多功能的分析模式：一次进样能够获得C、H、N、S四个元素或O元素的含量。

　　高灵活性：仪器允许样品的测量范围从低微克级到数十毫克。样品类型从纯有机材料（如汽油）到有机含量极低的沉积物皆可。即使是含氟样品也能耐受。

　　石墨烯中元素含量测定。石墨烯是一个高碳元素的样品，燃烧慢，需要充分的燃烧温度与加氧时间。样品处理：称取2mg样品于锡舟中，并加入2倍量的WO3粉末，以提高燃烧性能，实验取得了满意结果。