超纯气体指纯度高于99.99%的气体,是一种高纯
化学试剂。为适应一些科学研究和尖端技术的特殊需要而制备。一些对气体要求特别纯净的部门,需要超纯气体的纯度高达99.9999%以上,每升气体中粒度大于0.5μm的尘粒数应小于三个。
超纯气体的品种发展十分迅速,1981年单一超纯气体120多种,混合超纯气体12类约300多种。中国能生产单一超纯气体十多种,混合超纯气体几十种。除表中所列主要品种外,单一超纯气体还有
二氧化硫、
一氧化碳、
二氧化碳、
乙烯、正丁烷、砷烷、丙二烯、顺丁烯、
丁二烯等。混合超纯气体为上述单一超纯气体的混合气,分别有专门的用途,如纯氩-氮混合气用于电光源中钨丝的还原,纯氩-氖混合气、氩-氦混合气用于霓虹灯充气等,还有不少超纯混合气体作为色谱、质谱和光谱分析中的标准气。
超纯气体的制备大多是从工业气体加以纯化,有吸附法、吸收法、薄膜扩散法、电解法、生化法、辐射法、光解法、低温精馏法、催化法等。例如超纯氢、氮、氦、氩,先通过
空气分离提取较纯气体,再经低温吸附得到超纯气体;粗氩也可以从合成氨弛放气中提取;粗氪、氙从核裂变气中提取,再经纯化而得超纯气体。
对于超纯气体,任何微小的污染都会严重影响气体的质量,因此气体贮存和运输过程中的洁净和高度密封性特别重要。超纯气体主要采用高压钢瓶或低温液化气体容器贮存和运输。高压钢瓶坚实耐用,运输和使用灵活,气体无损耗,但气体纯度稳定性较差;低温液化气体容器单位容积贮量很大,但有气体排放损耗。