同位素百科

基本信息

• 化学式: ¹⁸O₂（双氧-18标记氧气）

• 同位素丰度: 97% ¹⁸O

• 分子量: 36（常规O₂为32）

• CAS号: 82983-63-7

• 分子结构: 直线型非极性分子

物理性质

同位素特性

• 自然丰度: 氧-18占天然氧的0.205%

• 核特性: 稳定同位素，I=0（非磁性核）

• 同位素效应:

  • 扩散速率比¹⁶O₂慢约5.7%

  • 化学反应速率通常降低2-3%

制备方法

1. 低温精馏法（工业级）:

   • 多级精馏塔分离天然氧

   • 可获95-98%丰度¹⁸O₂

2. 化学交换法（高纯度）:

   • NO/HNO₃体系交换反应

   • 可达99%以上丰度

3. 电解法:

   • 电解H₂¹⁸O水溶液

   • 需要高纯度原料

质量控制

• 杂质限值:

  • ¹⁶O¹⁸O < 3%

  • ¹⁶O₂ < 0.1%

  • H₂O < 10 ppm

  • N₂ < 50 ppm

• 检测方法:

  • 质谱（MS）：同位素丰度分析

  • 气相色谱（GC）：纯度检测

  • 露点仪：水分检测

应用领域

1. 医学应用

• PET显影剂¹⁸F-FDG生产

• 氧代谢研究（97%丰度满足临床需求）

2. 科研应用

• 光合作用机理研究

• 酶催化反应氧转移路径示踪

• 大气化学模型验证

3. 工业应用

• 半导体制造氧化工艺

• 特种材料表面处理

储存与运输

• 包装规格:

  • 1L钢瓶（约8.9g，标准状态）

  • 5L钢瓶（约44.5g）

  • 10L钢瓶（约89g）

• 储存条件:

  • 压力：150-200 bar

  • 温度：<50°C

  • 避免阳光直射

安全信息

• 危险性分类:

  • 氧化性气体（类别1）

  • 非易燃非毒性气体

• 防护措施:

  • 使用防回火装置

  • 工作场所通风良好

  • 避免油脂污染

使用注意事项

1. 系统需预先抽真空避免同位素稀释

2. 建议使用不锈钢或镍合金管路

3. 使用前需检测气体纯度

4. 残余气体应专业回收处理

注：97%丰度适用于大多数科研和工业应用，在保证实验精度的同时更具成本效益。