在电子工业中，高纯度氢气的应用非常广泛，例如用于半导体制造过程中的还原反应、化学气相沉积（CVD）、外延生长等。因此，确保氢气的纯度是非常关键的。以下是一些常用的电子工业用氢气纯度检测方法：

 1. 气相色谱法 (Gas Chromatography, GC)

原理：通过气相色谱仪分离混合气体中的各个组分，并通过检测器（如热导检测器TCD或质谱检测器MSD）进行定量分析。

优点：

 高灵敏度和高选择性。

 可以同时检测多种杂质。

 适用于痕量杂质的检测。

步骤：

1. 采样：从氢气源采集一定量的气体样本。

2. 进样：将样本注入气相色谱仪。

3. 分离：通过色谱柱分离气体中的各个组分。

4. 检测：使用检测器（如TCD或MSD）检测各组分的浓度。

5. 数据处理：记录并分析检测结果，计算氢气的纯度及杂质含量。

 2. 热导检测 (Thermal Conductivity Detection, TCD)

原理：不同气体具有不同的热导率，通过测量混合气体的热导率变化来确定其中各组分的相对含量。

优点：

 简单易用。

 适合高纯度氢气的检测。

 不需要复杂的预处理。

步骤：

1. 采样：从氢气源采集一定量的气体样本。

2. 进样：将样本引入热导检测器。

3. 检测：测量样本的热导率。

4. 数据处理：根据热导率的变化计算氢气的纯度及杂质含量。

 3. 质谱分析 (Mass Spectrometry, MS)

原理：通过质谱仪将气体离子化，并根据质量数和电荷比进行分离和检测。

优点：

 极高的灵敏度和分辨率。

 可以检测非常低浓度的杂质。

 提供详细的化学成分信息。

步骤：

1. 采样：从氢气源采集一定量的气体样本。

2. 进样：将样本引入质谱仪。

3. 离子化：通过电子轰击或其他方法将气体分子离子化。

4. 分离与检测：通过质量分析器分离离子，并通过检测器检测。

5. 数据处理：记录并分析检测结果，计算氢气的纯度及杂质含量。

 4. 光谱分析

红外光谱 (Infrared Spectroscopy, IR)

原理：利用不同气体对红外光的吸收特性进行检测。

优点：

 快速无损。

 可以检测某些特定杂质。

步骤：

1. 采样：从氢气源采集一定量的气体样本。

2. 进样：将样本引入红外光谱仪。

3. 检测：测量样本对红外光的吸收谱。

4. 数据处理：根据吸收谱计算氢气的纯度及杂质含量。

 5. 电化学传感器

原理：基于电化学反应原理，通过测量电流或电压的变化来检测气体中的杂质。

优点：

 实时监测。

 快速响应。

 便携式设备。

步骤：

1. 安装传感器：将电化学传感器安装在氢气流中。

2. 监测：实时监测传感器输出的信号。

3. 数据处理：记录并分析检测结果，计算氢气的纯度及杂质含量。

 6. 离子迁移谱 (Ion Mobility Spectrometry, IMS)

原理：通过测量离子在电场中的迁移时间来识别和定量气体中的组分。

优点：

 快速检测。

 高灵敏度。

 适用于现场快速检测。

步骤：

1. 采样：从氢气源采集一定量的气体样本。

2. 进样：将样本引入离子迁移谱仪。

3. 离子化：通过电离源将气体分子离子化。

4. 检测：测量离子在电场中的迁移时间。

5. 数据处理：记录并分析检测结果，计算氢气的纯度及杂质含量。

 7. 激光拉曼光谱 (Raman Spectroscopy)

原理：利用激光照射样品，并通过散射光的频率变化来识别分子结构。

优点：

 非接触式检测。

 适用于微量杂质的检测。

 可以提供分子结构信息。

步骤：

1. 采样：从氢气源采集一定量的气体样本。

2. 进样：将样本引入激光拉曼光谱仪。

3. 检测：测量样本的拉曼散射光谱。

4. 数据处理：根据散射光谱计算氢气的纯度及杂质含量。

 注意事项

 安全性：氢气是易燃易爆的气体，操作时务必遵守安全规程。

 校准：定期校准检测仪器，确保其准确性和可靠性。

 环境条件：确保检测环境符合标准，避免外界因素影响检测结果。

 样品处理：正确处理样品，避免污染或损失。

 电子工业用氢气纯度标准

在电子工业中，氢气的纯度通常要求非常高，常见的纯度标准包括：

 99.999% (5N)：适用于大多数半导体制造过程。

 99.9999% (6N)：适用于更严格的工艺要求。

 99.99999% (7N)：适用于超高纯度要求的特殊应用。