液质用氮气发生器的工作原理

　　液质联用仪（LC-MS）在离子源雾化、干燥及色谱柱洗脱等环节需大量高纯度氮气（纯度≥99.999%），氮气发生器通过“空气预处理-核心制氮-纯化稳压”的一体化流程，从空气中高效分离氮气并去除杂质，为液质分析提供稳定、洁净的氮气源，避免外购钢瓶气的更换繁琐与断供风险。其工作原理围绕“选择性分离氧气与氮气”展开，核心技术适配液质对氮气纯度与流量的严苛要求。

　　一、空气预处理：去除进气杂质，保护核心部件

　　空气作为氮气发生器的原料，含有的水分、油分、粉尘会污染制氮核心组件，需先经三级预处理净化：

　　初级过滤：通过初效过滤器（过滤精度5μm）拦截空气中的粉尘、毛发等大颗粒杂质，防止堵塞后续管路；

　　油水分离：利用旋风分离与活性炭吸附，去除空气中的油分（包括液态油与油雾），油分残留量需控制在0.001mg/m³以下，避免油污附着在制氮膜或吸附剂表面，影响分离效率；

　　深度干燥：通过分子筛干燥器（如3A分子筛）吸附空气中的水分，将进气露点降至-40℃以下，防止水分在后续低温或高压环节凝结，避免损坏核心制氮部件，同时保障氮气输出湿度≤1ppm，满足液质离子源干燥需求。

　　二、核心制氮：选择性分离氧气与氮气

　　液质用氮气发生器主流采用“膜分离法”或“变压吸附法（PSA）”两种核心技术，通过不同原理实现氮氧分离：

　　1.膜分离法：利用渗透差异实现分离

　　发生器内置中空纤维膜组件（由数万根高分子中空膜丝组成），预处理后的压缩空气（压力0.6-0.8MPa）进入膜组件：

　　膜丝材质对氧气、二氧化碳等气体具有高渗透性，对氮气渗透性低；当空气在膜丝内流动时，氧气、水分等小分子气体快速渗透通过膜壁，从“渗透侧”排出（作为废气）；

　　氮气因渗透性差，在膜丝内不断富集，从“截留侧”输出，纯度可达99.995%-99.999%。通过调节进气压力与流量，可适配液质不同环节需求（如雾化需10-20L/min，干燥需5-10L/min）。

　　2.变压吸附法（PSA）：利用吸附剂选择性吸附

　　采用双塔结构（装填碳分子筛），通过“吸附-解吸”交替循环实现氮氧分离：

　　吸附阶段：压缩空气进入A塔，碳分子筛在高压（0.7-0.9MPa）下选择性吸附氧气、二氧化碳（吸附容量远高于氮气），氮气作为“不吸附组分”从塔顶输出；

　　解吸阶段：当A塔吸附饱和时，系统自动切换至B塔吸附，同时A塔泄压至常压，吸附的氧气等杂质从塔底排出，完成分子筛再生；两塔交替工作（切换周期1-2分钟），确保氮气持续输出，纯度可达99.999%以上，适配液质对高纯度氮气的长期需求。
 

　　三、氮气纯化与稳压：保障输出品质稳定

　　核心制氮环节输出的氮气仍可能含微量杂质（如残留氧气、烃类），需进一步纯化与稳压，适配液质分析的高稳定性要求：

　　深度纯化：通过脱氧柱（如铜基脱氧剂）去除残留氧气（将氧含量降至0.1ppm以下），若液质分析需避免烃类干扰，还可加装活性炭吸附柱，去除烃类杂质（含量≤0.01ppm）；

　　稳压与流量控制：配备精密稳压阀与流量计，将氮气输出压力稳定在0.4-0.6MPa（适配液质离子源雾化压力需求），流量波动控制在±2%以内，避免压力/流量波动导致离子源雾化不稳定，影响检测重复性；

　　实时监测：部分发生器内置纯度传感器与压力报警器，当氮气纯度低于设定值（如99.995%）或压力异常时，自动报警并切断输出，防止不合格氮气影响液质分析结果。

　　液质用氮气发生器通过“预处理净化-核心分离-纯化稳压”的连贯流程，从空气中高效制备高纯度氮气，其原理设计精准匹配液质联用仪对氮气纯度、流量稳定性的需求，为液质分析的高效、可靠开展提供持续稳定的气体支撑。