本发明属于色谱柱技术领域，具体涉及一种用于分析氢同位素混合气体的毛细管色谱柱。
背景技术：
氢同位素氕(H)、氘(D)、氚(T)相互结合可组成同核氢H2、D2、T2和异核氢HD、HT、DT。在同核氢中，由于核自旋状态不同，又有正 (ortho-)、仲(para-)氢同位素之分。因此，含有三种氢同位素的混合气体不仅只有H2、D2、T2，还有HD、HT、 DT，以及H2、D2、T2的正仲成分，是一个复杂的小分子气体混合物，对其进行定量分析具有相当的难度。气相色谱法分析氢同位素具有操作简单，应用范围广的优点。传统的三氧化二铝填充柱难以在短时间内将六种氢同位素分子有效分离，并且正(ortho-)、仲(para-)氢同位素的分裂会引起部分峰的重叠；使得色谱测量的周期过长、成分难以定量。使用改性的三氧化二铝微填充柱虽然可以部分提升色谱柱的分离能力，并且消除了正仲分离，但当填充柱的分离能力达到极限时，六个组分仍然有部分峰之间的分离效果达不到定量要求，而且分析周期较长。另外，在同样条件下，微填充柱的检测下限高于毛细柱，因此填充柱分析要求较大的进样量，增加了色谱尾气处理的负担。使用毛细柱可以大幅度提升这几个方面的指标，因此，使用毛细柱分析氢同位素混合气体已成为必然趋势。普通的活性三氧化二铝开管柱虽然具有分离能力，但正仲氢、正仲氘的分裂没有得到解决，会造成部分峰的严重重叠，无法实现定量分析。
当前，亟需一种用于分析氢同位素混合气体的毛细管色谱柱。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于分析氢同位素混合气体的毛细管色谱柱。
本发明的用于分析氢同位素混合气体的毛细管色谱柱，其特点是：所述的毛细管色谱柱为中空的管道，管道的内径小于等于0.6mm，管道的内表面涂敷有载锰活性三氧化二铝，载锰活性三氧化二铝中的锰以锰盐的形式负载于活性三氧化二铝上。
所述的管道为石英管或不锈钢管，石英管的外表面涂敷有聚酰亚胺。
所述的毛细管色谱柱的两端留有空管，空管的内表面无载锰活性三氧化二铝涂层。
所述的毛细管色谱柱内表面的载锰活性三氧化二铝涂层厚度范围为10µm—50µm。
所述的毛细管色谱柱内表面的载锰活性三氧化二铝涂层中锰与活性三氧化二铝的摩尔比范围为1：1至1：10。
本发明的用于分析氢同位素混合气体的毛细管色谱柱的载锰活性三氧化二铝涂层的作用是作为固定相对氢同位素产生分离效果，锰的作用是将分裂的正仲分子合二为一，消除不同分子之间的峰重叠，增加分离度，有利于准确定量；载锰活性三氧化二铝涂层厚度范围为10µm—50µm，过厚会形成绕流，增加峰宽，过薄则达不到有效分离。石英管起主支撑作用，石英管外表面涂敷的聚酰亚胺涂层的作用是增加石英管的弹性，使石英管不易破碎。本发明的用于分析氢同位素混合气体的毛细管色谱柱的两端留有空管，空管长度根据色谱仪与色谱柱连接头距离低温容器的长度确定。留出空管的目的是让涂有载锰活性三氧化二铝涂层的部分尽量完全浸泡在液氮的液面下，保证液氮的液面波动时不会造成低温下的有效毛细管色谱柱长度变化。
本发明的用于分析氢同位素混合气体的毛细管色谱柱解决了使用填充柱带来的分析周期长、进样量大，使用常规毛细柱造成的正仲氢、正仲氘分裂，以及使用常规毛细柱时液氮液面波动造成的保留时间漂移等问题。本发明的用于分析氢同位素混合气体的毛细管色谱柱，可以将H2、D2、T2、HD、HT、DT完全分离开，具有保留时间重现性好、出峰时间短、检测下限低的优点，可以实现快速定量分析氢同位素。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明。
以下实施例仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。有关技术领域的人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化、替换和变型，因此同等的技术方案也属于本发明的范畴。
实施例1
使用30m外表面涂有聚酰亚胺内径为0.53µm石英毛细管，在其内表面涂敷20µm的载锰活性三氧化二铝，其锰和活性三氧化二铝的摩尔比范围为1：5.5，毛细管两端分别留有80mm和120mm的空白，即没有涂敷三氧化二铝。用氖作载气，载气流量为5ml/min，液氮温度下测得H2/HD、HD/D2的分离度分别为：1.6，4.0。在多次重复测试过程中，各组分保留时间重复性好，不确定度小于2%。全部六种氢同位素混合气的测量，对安全条件要求高，所以色谱柱测试实验一般只针对H2/D2体系，只有H2、HD和D2三种分子，其中H2/HD是最难分开的一对成分，1.5的分离度即达到了基线分离，满足准确定量对分离度的要求。根据文献知道，如果H2/HD能完全分开，其余组分间也能完全分开，只是HD/HT的分离略差。
实施例2
使用30m内径为0.6µm不锈钢管，在其内表面涂敷25µm的载锰活性三氧化二铝，其锰和活性三氧化二铝的摩尔比范围为1：1，毛细管两端分别留有70mm和110mm的空白，即没有涂敷三氧化二铝；用氖作载气，载气流量为5ml/min，液氮温度下测得H2/HD、HD/D2的分离度分别为：2.5，4.6。在多次重复测试过程中，各组分保留时间重复性好，不确定度小于2%。
实施例3
使用30m外表面涂有聚酰亚胺内径为0.53µm石英毛细管，在其内表面涂敷50µm的载锰活性三氧化二铝，其锰和活性三氧化二铝的摩尔比范围为1：2，毛细管两端分别留有70mm和110mm的空白，即没有涂敷三氧化二铝；用氖作载气，载气流量为5ml/min，液氮温度下测得H2/HD、HD/D2的分离度分别为：1.9，4.0。在多次重复测试过程中，各组分保留时间重复性好，不确定度小于2%。
实施例4
使用30m外表面涂有聚酰亚胺内径为0.32µm石英毛细管，在其内表面涂敷10µm的载锰活性三氧化二铝，其锰和活性三氧化二铝的摩尔比范围为1：10，毛细管两端分别留有70mm和110mm的空白，即没有涂敷三氧化二铝；用氖作载气，载气流量为5ml/min，液氮温度下测得H2/HD、HD/D2的分离度分别为：1.55，3.8。在多次重复测试过程中，各组分保留时间重复性好，不确定度小于2%。