色谱仪氢气发生器的一般流路和电解槽原理

　　在气相色谱的使用过程中，氢气的用途主要有以下几种：一方面使用氢气作为气相色谱分析的载气，进行样品分离和分析；另一方面，当使用毛细柱进行分析时，一般需要使用与载气相同的气体作为尾吹气；再则，使用FID、FPD和NPD做检测器时候，需要使用氢气作为燃气，和空气燃烧以提供火焰；此外，当仪器使用转化炉时候，需要额外的氢气用作反应气体和CO、CO2发生反应生成甲烷。

　　常用的氢气供给方式包括使用钢瓶氢气和使用氢气发生器来提供。钢瓶氢气需要向气体供应商购买；氢气发生器的种类、原理和结构多种多样，从原理上来讲都属于电解制氢，详细的来讲一般分为三种，区别在于电解槽的类型，即：碱性电解槽、基于离子交换技术的聚合物薄膜电解槽和固体氧化物电解槽。

　　一、色谱仪氢气发生器的一般流路

　　一般而言，氢气发生器的工作流程为：碱性电解液在电解池中电解后，潮湿的氢气进入气液分离器分离出氢气，再经过干燥器之后，通过针型阀输入到气相色谱仪中。

　　二、氢气发生器的电解槽原理

　　在实验室中，使用的一般是碱性电解槽制氢和聚合物薄膜电解槽制氢两种。氢气发生器从原理上来讲都属于电解制氢，具体的区别在于核心部件电解槽的类型，即：碱性电解槽、基于离子交换技术的聚合物薄膜电解槽和固体氧化物电解槽。

　　1、使用碱性电解槽制氢

　　碱性电解槽是zui常用、技术zui成熟、也zui经济的电解槽，并且易于操作，在目前广泛使用，但缺点是其效率zui低

　　碱性电解槽主要由电源、电解槽箱体、电解液、阴极、阳极和横隔膜组成。电解液都是氢氧化钾溶液(KOH)，浓度为20％～30％；横隔膜主要由石棉组成，主要起分离气体的作用，而两个电极则主要由金属合金组成。

　　其工作的主要原理是：在阴极，水分子被分解为氢离子（H+）和氢氧根离子（OH-），氢离子得到电子生成氢原子，并进一步生成氢分子（H2）；氢氧根离子（OH-）则在阴、阳极之间的电场力作用下穿过多孔的横隔膜，到达阳极，在阳极失去电子生成一个水分子和氧分子。碱性电解槽制氢的特点是：氢氧根离子（OH-）在阴、阳极之间的电场力作用下穿过多孔的横隔膜。

　　2、聚合物薄膜电解槽制氢

　　聚合物薄膜电解槽制氢（PEM），一些地方也称之为固体聚合物电解质（SPE）水电解制氢。该种原理不需电解液，只需纯水，比碱性电解槽安全，电解槽的效率可以达到85％或以上，但由于在电极处使用铂等贵重金属，薄膜材料也是昂贵的材料，故PEM电解槽目前还难以投人大规模的使用。

　　其工作的主要原理是：去离子水被供到膜一电极组件上，在阳极侧反应析出氧气、氢离子和电子；电子通过电路传递到阴极，氢离子以水合的形式(H+．XH20)通过离子交换膜到阴极；在阴极，氢离子和电子重新结合形成氢气，同时，部分水也带到了阴极。聚合物薄膜电解槽制氢的特点是：氢离子（H+）在阴、阳极之间的电场力作用下穿过离子交换膜。