碳元素分析

以燃烧法测定土壤、植物、树叶、滤料、动物组织中氮元素和碳元素是十分常见的。碳元素和氮元素为农业和环境领域研究提供了非常重要的信息。近些年土壤和植物的测试开始变得重要。许多传统方法因样品制备时间长，需使用危险化学试剂等诸多因素已经不再适于日常分析。因此，一个有效的分析技术变得至关重要。由于样品处理量增加、减少测试费用、最小化人为误差等需求急剧增加，一种简单自、动化并且具有高重复性的快速碳氮分析技术十分重要。

本文采用意大利欧维特(EUROVECTOR)公司的EA3100元素分析仪测定处理完上浆剂后碳纤维样品中碳、氢、氮、硫的元素含量。

了解作物生长土壤的健康状况，是保证高产量的基础。对此，碳和氮两种元素非常重要，尤其是其比例。这种比例表示为碳—氮，或碳氮比。此外，碳和氮均可进一步细分为有机及无机两大部分。碳经常表示为总有机碳（TOC）及总无机碳（TIC）。总有机碳包括腐烂的植物或细菌生长等来源中的所有碳含量。总无机碳则包括如碳酸盐和碳酸氢盐等形式中的碳含量。元素百分含量可以通过两种方法来确定：凯氏定氮法和杜马斯燃烧定氮法。凯氏定氮法耗时较长，且包括湿化学技术，而杜马斯法则是简单的燃烧过程。杜马斯有机元素分析仪在氧气条件下将土壤物质燃烧成简单的分子或气体，如CO2、H2O 和N，然后运用色谱技术分离这些气体。珀金埃尔默® EA2400 CHNS/O 和EA2410 蛋白质分析仪是利用燃烧试剂和热导检测（TCD）进行高准确度和精密度检测的典型仪器。本文表明EA2400 CHNS/O 分析仪是对不同有机质含量的土壤样品进行分析的有力工具，除了碳氮比，对总有机碳和总无机碳的测量也能达到高精准度。同时，在氮含量测试方面，EEA2410氮分析仪也表现出高精准度。

在材料科学的浩瀚星空中，碳化硅（SiC）无疑是一颗璀璨的明星。作为无机半导体材料的杰出代表，碳化硅不仅以其独特的物理和化学性质在磨料、耐火材料等领域大放异彩，更在光电、电子等高技术领域展现出无限潜力。然而，要想充分发挥碳化硅的这些优异性能，对其内部元素的精确分析与控制显得尤为重要，特别是氧、氮、氢这三大元素。

锂离子电池由正极、负极、电解液与隔膜等部分组成。正极与负极材料的性能直接影响电池的使用性能与寿命。正负极材料中的碳、氢、氮、硫与氧的含量测试显得非常重要，尤其是碳作为负极材料真正起电化学活性的组分，其含量至关重要。德国元素Elementar 元素分析仪的卓越性能，可实现CHNS+O的全方面精准分析，为锂离子电池的发展保驾护航。

碳以各种同素异形体的形式存在。有两种晶体形式，如钻石和石墨。以及一些无固定形状的（非晶体）， 例如木炭、焦炭和炭黑。碳黑被最常用用于作为汽车轮胎中的一种颜料和增强剂。焦炭是由低灰、低硫烟煤经过破坏性蒸馏得到的固体含碳物质。焦炭也被用作冶炼铁矿石的燃料和还原剂，从质量控制角度，其中的各种有机元素需要测定，使用高温燃烧法的元素分析仪来测定碳、氢、氮、硫和氧的各元素的含量。热电FlashSmart元素分析仪基于动态+瞬烧闪点技术，可以进行全自动元素分析，一次进样即可得到C,H,N,S的含量，另外O是基于高温裂解进行分析。如果样品中S含量特别低，可以使用选配的FPD火焰光度计进行低浓度S元素的测定。

锂离子电池由正极、负极、电解液与隔膜等部分组成。正极与负极材料的性能直接影响电池的使用性能与寿命。正负极材料中的碳、氢、氮、硫与氧的含量测试显得非常重要，尤其是碳作为负极材料真正起电化学活性的组分，其含量至关重要。德国元素Elementar 元素分析仪的卓越性能，可实现CHNS+O的全方面精准分析，为锂离子电池的发展保驾护航。

意大利VELP公司的CN802碳氮元素分析仪是测定土壤样品中碳、氮和碳氮比的理想仪器。该仪器采用CNSoftTMCNSoftTM软件连接到VELPErmes云平台，可以通过PC、智能手机或平板电脑方便地实时监控分析结果、其自动化性能保证了每次分析仅需2-5分钟，结果可靠且与预期值具有可比性，说明CN802碳氮分析仪具有良好的重复性和准确性。

化探即地球化学勘探，是一种探矿方法，是系统地测量和研究各类天然物质中与自然资源有关的地球化学指标，进行资源勘查或预测的方法。一般说﹐化探分析应满足下列要求﹕能适应化探测量中采样介质的多变性﹔能十分可靠地测出有关元素的地球化学背景分布特征﹐由此准确计算背景与异常下限值所必需的检出限﹔能满足不同化探工作阶段的需要﹐如要满足小比例化探扫描及普查至大比例尺详查﹐对分析灵敏度﹑精密度和准确度以及元素测定的不同要求﹔能一次测定取得多种元素信息﹐以利于提高化探本身的综合性和解释推断﹔能够适应成千上万计的大批量化探样品分析﹐并能迅速及时地提交结果。X 射线荧光光谱仪﹐可以很高的分析精密度和准确度同时测定主﹑次和微量元素。

德国元素Elementar 作为1973年世界上第一批将高温燃烧法引入TOC分析的厂家，在TOC分析仪方面具有几十年的分析经验。德国元素最新款的enviro TOC总有机碳分析仪，作为vario TOC总有机碳分析仪的升级版，专为废水、污水、环境水样、浸提液、土壤、沉积物、降解材料等而设计，集液体与固体分析为一体，解决客户多样化测试需求。

1 绪言：检测土壤中的碳硫元素含量是农业、环境科学与可持续发展领域中的一项核心任务。这一检测过程至关重要，因为它不仅直接反映了土壤的健康状况和肥力水平，为土壤管理和改良提供科学依据，还关乎到植物的营养需求，确保植物能够获取足够的碳和硫元素以支持其正常的生长和发育，从而保障农作物的产量和品质。此外，土壤中的碳硫元素含量还是评估土壤污染状况的重要指标，通过监测这些元素的含量变化，我们可以及时发现并应对潜在的土壤污染问题，保护生态环境和人类健康。综上所述，检测土壤中的碳硫元素含量是维护土壤质量、合理利用土地资源、保障食品安全以及实现农业和环境可持续发展的关键步骤。当前，行业内普遍采用高频红外法检测土壤中的碳硫元素含量。该方法主要步骤为：经过净化后的纯净氧气进入燃烧室，燃烧室中预先放置在陶瓷坩埚中的土壤样品通过高频感应炉加热，使得样品中的碳（C）、硫（S）在富氧条件下转化成CO2和SO2，所生成的CO2和SO2以及载气组成的混合气体通过除尘除水净化装置后进入到相应的光学检测单元进行检测，检测信号通过数据处理后即可得到碳、硫元素的百分含量，含有CO2、SO2和O2的残余气体经过吸收装置后由专用管路排出。传统的滴定法检测土壤中的碳硫元素含量，由于存在操作繁琐、误差来源多、检测时间长以及实验条件要求高等诸多缺点，已经较少被采用。

对作物生长所处土壤健康状态的监测是确保作物健康生长的基本条件。其中对于作物生长最基本的两种元素就是碳和氮，特别是它们二者的比例。这种比例关系就称为碳-氮或CN比。含碳 组分之所以重要，是由于它的以某种形式存在的能量组分，例如碳氢化合物，而氮对于作物生长也是必不可少的。不同国家的土壤平均碳氮比是有不同的，这取决于当地占主导地位的土壤种类，但一般的值在8到17。加到土壤中的肥料可以调节土壤的碳氮比，这种因素也需考虑。当有机物加入到土壤中，由细菌和真菌造成的组分分解可以导致碳氮比的改变。对于加到土壤里的任何肥料来说，重要的是有足够高的含氮水平，否则添加将起反作用。添加混合肥料，一般碳氮比为20：1，是我们希望的，然而，添加锯木屑，尽管碳氮比高达400：1， 却会带来灾难性后果2。微生物分解有机物会非常快地用尽添加物中的氮，然后就开始消耗土壤中的氮。这减少了植物能用的氮的量从而抑制了作物的生长。除了这些之外，含碳组分和含氮组分能被进一步分解成有机和无机的小部分。碳经常专门用TOC（总有机碳）和TIC（总无机碳）来引用。TOC考虑的是所有来自诸如腐烂植物或细菌生长所产生的碳。TIC包括了所有剩余的碳，例如以碳酸盐和重碳酸盐形式存在的碳。这些百分比含量可以用两种技术来确定： 基耶达（Kjeldahl）法和杜马（Dumas）法。基耶达（Kjeldahl）法时间消耗长、且经常涉及复杂的湿法化学技术，而杜马（Dumas）法只是一个简单的燃烧过程。杜马（Dumas） 有机元素分析仪包括土壤物质在有氧气的条件下燃烧生成简单分子或诸如二氧化碳CO2、水和氮之类的气体，然后用色谱技术对这些气体进行分离。珀金埃尔默公司的EA-2400CHNS/O和EA2410蛋白质分析仪是那些采用燃烧剂和TCD（热导检测器）仪器的经典范例，它们可以提供高的精度和准确的结果。对于EA2400来说，碳/氮百分数输出到数据软件，碳氮比就可以自动计算出来了。如果想要得到TOC（总有机碳），可以在燃烧前对样品进行酸化处理来消除无机碳类型的碳。知道总碳和有机碳（例如酸化的碳百分比含量），就可以进行总无机碳的计算。

金属基体中的碳氢氮硫氧通常情况下会影响金属的塑性、韧性、焊接性能、厚度方向性能、疲劳性能和耐腐蚀性、耐磨性等。所以在金属材料及原料的研发生产过程中需要对这些元素含量进行准确的控制，通过赛默飞Flashsmart元素分析仪可以使得客户在确保质量控制的同时让客户最少维护的使用维护设备。

工业硫磺是一种重要的化工产品和基本工业原料，广泛用于化工、轻工、农药、橡胶、染料、造纸等工业部门。因此对于工业硫磺的一些技术指标的检验也很关键。实验使用德国耶拿multi EA4000元素分析仪，全过程无需添加催化剂，无需对样品进行包裹处理，方便快捷。满足固体样品中不同形式碳含量及总硫含量的测试需求，结果准确可靠。

土壤中碳、氮含量是评估土壤质量的重要指标,它们含量的高低影响其它元素的迁移和转化过程,而硫是植物生长不可或缺的养分之一,是农作物高产、稳产的重要因素,因此,对土壤的碳、氮、硫含量的测定具有非常重要的意义。目前氮采用的是凯式定氮法,碳和硫一般采用的红外碳硫仪进行测定。但都存在一些缺点,重要的是不能同时测定,检测周期长,人工成本高。

碳元素、硫元素是确定钢铁产品规格和质量的重要因素，钢铁中碳硫含量的检测—碳硫分析仪，是企业理化分析室中一种常用计量分析仪器，用于对金属和非金属材料中碳和硫元素含量的定量分析，可方便快捷的进行原料验收、炉前分析、成品检验等阶段的分析测试。因此，它广泛应用于钢铁、铸铁、难熔金属、碳化物、玻璃、陶瓷、环保、质检等行业。所以，碳、硫含量对钢铁的性能影响是非常大的，钢铁产品的碳硫分析具有重要意义。

德国元素 Soli TOC cube 碳组分分析仪采用创新的温度梯度法，无需对样品进行前处理，即可通过不同的温度梯度，直接区分测定土壤及沉积物中的不同碳组分，如有机碳、无机碳与元素碳。经过多年的不断优化，Soli TOC cube 内置多种优化方法，应对不同样品的测试需求。

碳钢也叫碳素钢，主要指碳元素的含量小于2.11%的铁碳合金。碳素钢中的残余元素和杂质元素如锰、硅、镍、磷、硫、氧、氮等，对碳素钢的性能有影响。电感耦合等离子体发射光谱法可实现多元素的分析检测，具有分析速度快，动态范围大、精密度及抗干扰能力好等特点。本文采用ICP-5000 基体匹配法同时测定碳钢样品中微量的铬、锰、镍、磷和硅。结果令人满意，表明该法可用于实际碳钢样品分析检测。

德国元素的rapid CS cube 红外碳硫仪与trace SN cube 痕量硫氮仪专为煤，焦炭，油品和生物质中的有机元素快速自动分析而设计的，拥有出色的灵敏度，样品直接进入燃烧管中，无需费时给样过程。德国元素enviro TOC 高性能总有机碳分析仪，采用高温催化燃烧法，可应对复杂基体废水中的高盐问题，实现高效、快速、便捷测定废水中的总有机碳含量。

保证痕量分析的准确性，不仅需要可靠的消解系统，确保EC和OC完全分离，也需要高灵敏度、长期稳定的检测技术。Multi EA 系列元素分析仪不仅具备上述性能，而且具有分析时间短、低维护和操作简单的特点。该方法也可在实验室和研究机构简单实现，该方法的检出限也符合规定的碳检出限值。

为了确保碳酸水中锂元素含量在合理范围内，可以采用原子吸收光谱法进行测定。原子吸收光谱法是一种非常重要且精确的分析方法，能够准确测定溶液中微量元素的浓度。通过该方法，我们可以及时监测碳酸水中锂元素含量，保证其安全性和健康效益。本文建立了原子吸收光谱法测定碳酸水溶液中Li元素的方法，可供相关人员参考。

对作物生长所处土壤健康状态的监测是确保作物健康生长的基本条件。其中对于作物生长最基本的两种元素就是碳和氮，特别是它们二者的比例。这种比例关系就称为碳-氮或CN比。含碳 组分之所以重要，是由于它的以某种形式存在的能量组分，例如碳氢化合物，而氮对于作物生长也是必不可少的。不同国家的土壤平均碳氮比是有不同的，这取决于当地占主导地位的土壤种类，但一般的值在8到17。加到土壤中的肥料可以调节土壤的碳氮比，这种因素也需考虑。当有机物加入到土壤中，由细菌和真菌造成的组分分解可以导致碳氮比的改变。对于加到土壤里的任何肥料来说，重要的是有足够高的含氮水平，否则添加将起反作用。添加混合肥料，一般碳氮比为20：1，是我们希望的，然而，添加锯木屑，尽管碳氮比高达400：1， 却会带来灾难性后果2。微生物分解有机物会非常快地用尽添加物中的氮，然后就开始消耗土壤中的氮。这减少了植物能用的氮的量从而抑制了作物的生长。除了这些之外，含碳组分和含氮组分能被进一步分解成有机和无机的小部分。碳经常专门用TOC（总有机碳）和TIC（总无机碳）来引用。TOC考虑的是所有来自诸如腐烂植物或细菌生长所产生的碳。TIC包括了所有剩余的碳，例如以碳酸盐和重碳酸盐形式存在的碳。这些百分比含量可以用两种技术来确定： 基耶达（Kjeldahl）法和杜马（Dumas）法。基耶达（Kjeldahl）法时间消耗长、且经常涉及复杂的湿法化学技术，而杜马（Dumas）法只是一个简单的燃烧过程。杜马（Dumas） 有机元素分析仪包括土壤物质在有氧气的条件下燃烧生成简单分子或诸如二氧化碳CO2、水和氮之类的气体，然后用色谱技术对这些气体进行分离。珀金埃尔默公司的EA-2400CHNS/O和EA2410蛋白质分析仪是那些采用燃烧剂和TCD（热导检测器）仪器的经典范例，它们可以提供高的精度和准确的结果。对于EA2400来说，碳/氮百分数输出到数据软件，碳氮比就可以自动计算出来了。如果想要得到TOC（总有机碳），可以在燃烧前对样品进行酸化处理来消除无机碳类型的碳。知道总碳和有机碳（例如酸化的碳百分比含量），就可以进行总无机碳的计算。

对作物生长所处土壤健康状态的监测是确保作物健康生长的基本条件。其中对于作物生长最基本的两种元素就是碳和氮，特别是它们二者的比例。这种比例关系就称为碳-氮或CN比。含碳 组分之所以重要，是由于它的以某种形式存在的能量组分，例如碳氢化合物，而氮对于作物生长也是必不可少的。不同国家的土壤平均碳氮比是有不同的，这取决于当地占主导地位的土壤种类，但一般的值在8到17。加到土壤中的肥料可以调节土壤的碳氮比，这种因素也需考虑。当有机物加入到土壤中，由细菌和真菌造成的组分分解可以导致碳氮比的改变。对于加到土壤里的任何肥料来说，重要的是有足够高的含氮水平，否则添加将起反作用。添加混合肥料，一般碳氮比为20：1，是我们希望的，然而，添加锯木屑，尽管碳氮比高达400：1， 却会带来灾难性后果2。微生物分解有机物会非常快地用尽添加物中的氮，然后就开始消耗土壤中的氮。这减少了植物能用的氮的量从而抑制了作物的生长。除了这些之外，含碳组分和含氮组分能被进一步分解成有机和无机的小部分。碳经常专门用TOC（总有机碳）和TIC（总无机碳）来引用。TOC考虑的是所有来自诸如腐烂植物或细菌生长所产生的碳。TIC包括了所有剩余的碳，例如以碳酸盐和重碳酸盐形式存在的碳。这些百分比含量可以用两种技术来确定： 基耶达（Kjeldahl）法和杜马（Dumas）法。基耶达（Kjeldahl）法时间消耗长、且经常涉及复杂的湿法化学技术，而杜马（Dumas）法只是一个简单的燃烧过程。杜马（Dumas） 有机元素分析仪包括土壤物质在有氧气的条件下燃烧生成简单分子或诸如二氧化碳CO2、水和氮之类的气体，然后用色谱技术对这些气体进行分离。珀金埃尔默公司的EA-2400CHNS/O和EA2410蛋白质分析仪是那些采用燃烧剂和TCD（热导检测器）仪器的经典范例，它们可以提供高的精度和准确的结果。对于EA2400来说，碳/氮百分数输出到数据软件，碳氮比就可以自动计算出来了。如果想要得到TOC（总有机碳），可以在燃烧前对样品进行酸化处理来消除无机碳类型的碳。知道总碳和有机碳（例如酸化的碳百分比含量），就可以进行总无机碳的计算。

超级微波消解能够将改性石墨和石墨烯类样品彻底消解，达到无色澄清透明溶液状态。本文所建立标准曲线的线性系数均大于0.999，样品测试具有较好的稳定性和准确性。超级微波消解结合电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）方法适合石墨类碳材料中元素测定。

奥林巴斯的X射线荧光（XRF）分析仪具有很高的分析性能，可以实时提供地球化学数据，从而有助于用户快速确定土壤、岩石和矿石的多元素特性。随着XRF技术发展，增加了可测元素的数量，改进了检出限，并降低了检测时间。Vanta XRF分析仪在金矿上和金矿实验室中，可以快速方便地测量与黄金勘探相关的很多种类的样本，而且还可以对精炼黄金产品进行快速准确的分析。

在铜生产过程中，主要是需要控制硫含量，因为高浓度的硫与脆化有关。燃烧法是确定硫和碳浓度的首选方法，在铜或铜合金，如黄铜或青铜中大量使用。出色的精度和准确度是铜中硫分析时关键的因素。inductar? CS cube 红外碳硫仪恰到好处的满足这些要求。

耐火材料用作炼钢厂的炉衬、陶瓷过滤器或喂料助剂。对这类材料的碳、硫元素分析已经成为常规的分析项目，以保证钢铁的产品质量。由于这些耐火材料的耐高温性，要达到极高的温度来燃烧样品才能实现准确的元素分析。Elementar应用了先进固态感应技术的炉体，可以轻松达到超过2000° C的高温。此外，为解决这类轻质粉末极易产生灰尘和碎屑的问题，通过先进的坩埚和气路设计，可以将样品有效的捕集住，避免尘屑的产生。

VELP CN 802 碳氮分析仪是测定土壤样品中碳、氮和碳氮比的理想仪器。该分析仪采用CNSoft软件自动计算，结果可靠、简便、快速。所获得的数据均为可接受的，与预期值具有可比性，说明CN 802分析仪具有良好的重复性和准确性。

钢材内的碳的含量和形式会直接影响钢材的机械性能和终端产品的品质。碳是最直接影响铁合金效费比的合金元素。碳元素含量越高钢材的硬度和强度也越高，相应的碳含量越低那么钢材的柔韧性和可塑性就越好。镁和钒等其它元素也可用于提高钢材的特定性能。所以，准确分析合金元素含量是钢材品质控制的一项重要工作。本应用方法展示 Prodigy7高分辨ICP分析高碳钢内合金元素的优异性能。

使用电子探针显微分析仪EPMA™ （EPMA-8050G）对云仙火山熔岩中的斜长石进行了元素面分析。结果显示，可以在斜长石边缘发现微细的结构。利用EPMA的高分辨率面分析，能够为研究斑晶和岩浆相互作用的历史提供宝贵的信息。