氣相色譜儀組成及結(jié)構(gòu)

關(guān)于氣相色譜儀組成及結(jié)構(gòu)第1頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五了解結(jié)構(gòu)的目的：（三個(gè)有利于）

有利于對(duì)色譜理論的把握和理解有利于更好地使用和操作儀器有利于儀器的修理和維護(hù)第2頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五

一，儀器組成通過(guò)分析樣品的一個(gè)完整流程→整體結(jié)構(gòu)1，氣路系統(tǒng)

載氣和檢測(cè)器所用氣體的氣源（N2,H2,HE2,AIR等）及氣流控制裝置，壓力表，針型閥，穩(wěn)流閥，電磁閥，電子流量計(jì)

2，進(jìn)樣系統(tǒng)

自動(dòng)進(jìn)樣器，進(jìn)樣閥，各種進(jìn)樣口（填，毛，冷柱上，程升進(jìn)樣口，頂空進(jìn)樣口）吹掃—捕集，裂解等輔助進(jìn)樣裝置。作用：有效地將樣品導(dǎo)入色譜柱進(jìn)行分離。

3，柱系統(tǒng)

柱加熱，色譜柱，進(jìn)樣口和檢測(cè)器的接頭。色譜柱本身的性能是分離成敗的關(guān)鍵，是儀器的心臟。柱子斷了進(jìn)行連接就好比心臟搭橋手術(shù)。

4，檢測(cè)系統(tǒng)

TCD,FID,NPD,FPD,ECD,MSD（質(zhì)譜檢測(cè)器），ACD（原子發(fā)射光譜檢測(cè)器）

5，控制系統(tǒng)

主要是檢測(cè)器，進(jìn)樣器和柱溫的控制，檢測(cè)信號(hào)的控制等。

6，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，對(duì)色譜儀的原始信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)畫(huà)出色譜圖，并獲得相應(yīng)的定性定量數(shù)據(jù)。第3頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五二,

氣路系統(tǒng)1，氣源｛鋼瓶或氣體發(fā)生器

A.載氣與N2和H2的區(qū)別？H2既做燃?xì)庥挚勺鲚d氣，做載氣同時(shí)做燃?xì)?。（馬是白馬，白馬非馬）

B.分子篩的活化：置于坩堝放入馬弗爐內(nèi)，加熱400-600攝氏度，活化4-6小時(shí)，待涼即裝入凈化器內(nèi)。

C.硅膠的活化：140攝氏度2小時(shí)烘箱變藍(lán)

2，氣路控制系統(tǒng)氣路流程圖，以FID為例，N2,H2,AIR的全過(guò)程。

N2.鋼瓶---減壓閥壓力表---穩(wěn)壓閥---穩(wěn)流閥---轉(zhuǎn)子流量計(jì)---汽化室---色譜柱---檢測(cè)室---放空

H2.鋼瓶---減壓閥壓力表---穩(wěn)壓閥---穩(wěn)流閥---檢測(cè)室---放空

AIR.鋼瓶---減壓閥壓力表---穩(wěn)壓閥---穩(wěn)流閥---檢測(cè)室---放空第4頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五氣路系統(tǒng)3，檢漏重要性？防爆炸防漏氣防不出峰等等

A.用的材料，肥皂水洗潔精異丙醇+水=1：1B.方法，分段查每一接口4，EPC系統(tǒng)電子壓力傳感器和電子流量控制器優(yōu)點(diǎn)：

A.流量控制準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好

B.可實(shí)現(xiàn)載氣的多模式操作，恒流恒壓壓力編程等

C.儀器體積小

D.自動(dòng)化程度高

E.更省氣

F.操作更安全

G.分析結(jié)果更可靠因價(jià)格高國(guó)內(nèi)目前較少采用第5頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五三，進(jìn)樣系統(tǒng)（汽化室）

總的要求：

A.熱容量較大

B.死體積較小

C.不使樣品分解第6頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五進(jìn)樣口結(jié)構(gòu)及技術(shù)指標(biāo)1,五同心散熱帽導(dǎo)向墊玻璃內(nèi)襯管柱接頭柱子五同心

2,溫度范圍350—420攝氏度（柱子溫度一般不超過(guò)400攝氏度）流量0—200ML/MIN3,死體積內(nèi)襯管的空間0.2—1微升，死體積應(yīng)足夠小，以保證進(jìn)入色譜柱的初始譜帶盡可能窄，從而減少柱外效應(yīng)；但體積太小又會(huì)因樣品汽化后體積膨脹而引起壓力劇烈變動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成樣品的“倒灌”，反而增大了柱外效應(yīng)。

4,惰性內(nèi)壁應(yīng)有足夠的惰性，不對(duì)樣品發(fā)生吸附作用或化學(xué)作用，也不能對(duì)樣品的分解有催化作用，故加入內(nèi)襯石英玻璃管。第7頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五進(jìn)樣口結(jié)構(gòu)及技術(shù)指標(biāo)5，隔墊吹掃的功能，硅橡膠的影響

A,不可避免地會(huì)含有一些殘留溶劑或低分子齊聚物

B，汽化室高溫的影響，硅橡膠會(huì)產(chǎn)生部分降解，進(jìn)入柱內(nèi)形成鬼峰。故此二點(diǎn)影響正常分析，用吹掃功能消除此影響2—3ML/MIN。

C，定期檢查隔墊是否漏氣，及時(shí)更換。第8頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五進(jìn)樣口結(jié)構(gòu)及技術(shù)指標(biāo)6，分流比的設(shè)定，常用20—200：1，快速GC5000：1或更高，

A，分流歧視：指在一定分流比條件下，不同樣品組分的實(shí)際分流比是不同的，會(huì)造成進(jìn)入色譜柱的樣品組成不同于原來(lái)的樣品組成，從而影響定量分析的準(zhǔn)確度。造成的原因：（1）不均勻汽化（進(jìn)樣是動(dòng)態(tài)的），汽化不太完全的組分比完全汽化的組分可能多分流掉一些樣品。極性不同沸點(diǎn)各異導(dǎo)致汽化速度差異。（2）不同樣品組分在載氣中的擴(kuò)散速度不同（擴(kuò)散速度與溫度成正比，故盡量快速汽化）-----》高汽化溫度，合適的襯管（3）分流比的大小影響分流歧視，分流比小一些有利。分流比越大越有可能造成分流歧視，在樣品濃度和柱容量允許的條件下，分流比小一些有利。

B，分流比的測(cè)定：在分流出口用皂膜流量計(jì)測(cè)定分流流量，再測(cè)定柱內(nèi)流量（因柱內(nèi)流量很小，用皂膜流量計(jì)測(cè)定的誤差較大，故常用測(cè)定死時(shí)間的辦法進(jìn)行流量計(jì)算）二者之比為分流比。嚴(yán)格地講：兩個(gè)流量值應(yīng)校正到相同的溫度和壓力條件下。

C，注意事項(xiàng)：具體分析中要消除分流歧視，還應(yīng)注意色譜柱的初始溫度盡可能高一些，這樣，汽化室和柱溫之差會(huì)小一些，可避免汽化后的樣品發(fā)生部分冷凝。第9頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五進(jìn)樣口結(jié)構(gòu)及技術(shù)指標(biāo)7，色譜柱的安裝：“位置”（1）入口端過(guò)分流點(diǎn)4-5CM

（2）保證柱入口端處于汽化室的中央，即汽化室內(nèi)色譜柱與襯管是同軸心（3）柱后過(guò)尾吹點(diǎn)9-10CM第10頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五常用GC進(jìn)樣口

目前我公司有三種:

一種是填充柱不分流進(jìn)樣口一種是毛細(xì)柱分流進(jìn)樣口一種是閥進(jìn)樣第11頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五填充柱不分流進(jìn)樣口1,填充柱不分流進(jìn)樣口，

A,內(nèi)襯管需要定期清洗，防止硅膠墊碎末長(zhǎng)期導(dǎo)致襯管堵塞，造成出峰小或不出峰的故障。

B,安裝內(nèi)襯管時(shí)要注意，不要太緊，松緊適當(dāng)不漏氣為宜。

C,汽化墊要定期更換，可根據(jù)進(jìn)樣的頻率來(lái)確定更換時(shí)間。

D,散熱帽固定汽化墊時(shí)要松緊適當(dāng)，太緊不易扎針，太松容易漏氣。

E,填充柱不分流進(jìn)樣口是最簡(jiǎn)單的進(jìn)樣口，所有汽化的樣品均進(jìn)入色譜柱。

F,可接玻璃或不銹鋼填充柱

G,可接大口徑毛細(xì)柱直接進(jìn)樣第12頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五毛細(xì)柱分流進(jìn)樣口2，毛細(xì)柱分流進(jìn)樣口，

A.定期檢查分流和隔膜吹掃上的活性炭。

B.最常用的毛細(xì)管柱進(jìn)樣口:

(1)分流進(jìn)樣最為普遍操作簡(jiǎn)單，但有分流歧視和樣品可能分解的問(wèn)題

(2)不分流進(jìn)樣雖然操作復(fù)雜一些，但分析靈敏度高，常用于痕量分析第13頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五閥進(jìn)樣3閥進(jìn)樣，常用六通閥定量引入氣體或液體樣品重現(xiàn)性好，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化但進(jìn)樣對(duì)峰展寬的影響大,常用于永久氣體的分析以及化工工藝過(guò)程中物料流的檢測(cè)A自動(dòng)進(jìn)樣B手動(dòng)進(jìn)樣可以直接與色譜柱相連也可以接到色譜儀進(jìn)樣口

A:注意事項(xiàng)：（1）閥串聯(lián)在氣路流程中（2）閥體與進(jìn)樣口之間的連接管越短越好（3）連接管路最好也有控溫系統(tǒng)（4）多用填充柱分析常要求載氣流速大于20ml/min才能有效的將樣品轉(zhuǎn)移到色譜柱

B:閥的結(jié)構(gòu)：（1）載氣入口（2）接色譜柱（3）樣品注入口（樣品人）（4）放空（5）樣品定量管第14頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五關(guān)于峰展寬4,進(jìn)樣口對(duì)峰展寬的影響

A.峰展寬的機(jī)理有兩種：

(1)時(shí)間上的展寬：是由樣品蒸汽從進(jìn)樣口到色譜柱的轉(zhuǎn)移速度決定的，越快初始峰寬越?。?/p>

(2)空間上的展寬：是樣品進(jìn)入柱頭時(shí)產(chǎn)生的。如不分流和冷柱上進(jìn)樣時(shí)，樣品進(jìn)入柱頭會(huì)發(fā)生部分冷凝，冷凝的液體樣品會(huì)在載氣的吹掃下移動(dòng)，從而在一定的長(zhǎng)度上分布，這一長(zhǎng)度就是初始峰寬。如樣品與固定相的相容性不好，還會(huì)形成液滴分布，使初始峰寬進(jìn)一步加大，嚴(yán)重的還會(huì)造成分裂峰

B.填充柱的峰展寬可忽略，毛細(xì)柱有影響

c.如何消除？使進(jìn)入色譜柱的樣品初始譜帶盡可能窄

(1)進(jìn)樣量小一些

(2)進(jìn)樣口溫度高一些，

(3)載氣流速快一些

(4)汽化室體積小一些

(5)分流比大一些都對(duì)窄的初始譜帶寬度有利第15頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五關(guān)于襯管5襯管多為玻璃或石英材料制成作用：

A.保護(hù)色譜柱干凈很重要及時(shí)清洗和更換

B.內(nèi)表面的活性點(diǎn)可能導(dǎo)致樣品被吸附或分解故進(jìn)行脫活處理常用硅烷化法在高溫下工作時(shí)硅烷化的有限期只有幾天在分析極性樣品時(shí)注意及時(shí)更換襯管或重新硅烷化

C.襯管中是否填充填料依據(jù)待情況而定

(1)一般填少量經(jīng)硅烷化處理的石暎玻璃毛可防止注射器針尖的歧視作用加速樣品汽化還可避免顆粒物質(zhì)堵塞色譜柱（

(2）樣品中難揮發(fā)物含量高時(shí)還可填充一些固體吸附劑或色譜固定相以達(dá)到樣品預(yù)分離的效果

D.襯管容積是影響分析質(zhì)量的重要參數(shù)基本要求是襯管容積至少要等于樣品中溶劑汽化后的體積

（1）襯管容積太小會(huì)引起汽化樣品的“倒灌”以及柱前壓寬度（2）容積太大產(chǎn)生不必要的柱外效應(yīng)使樣品初始譜帶展寬一般汽化后溶劑膨脹150—500倍第16頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五進(jìn)樣注意的問(wèn)題（針對(duì)常規(guī)液體樣品）

液體樣品用微量注射器氣體用ml級(jí)注射器進(jìn)樣分為手動(dòng)和自動(dòng)此處指的是手動(dòng)進(jìn)樣第17頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五進(jìn)樣注意的問(wèn)題1.注射速度快2.取樣準(zhǔn)確而重現(xiàn)無(wú)氣泡3.避免樣品之間的相互干擾洗針：

a.取樣要先用樣品溶劑洗針至少三次，抽滿針管的2/3排出，再用要分析的樣品洗針至少3次然后取樣，

b.取樣多次上下抽動(dòng)這樣基本上可消除記憶效應(yīng)，

c.每個(gè)樣品（不同的）用一個(gè)針4.選用合適的注射器，進(jìn)樣量≤1VL選1VL或5VL進(jìn)樣量≥1VL選5VL或10VL第18頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五進(jìn)樣注意的問(wèn)題5.減少注射歧視。

A.定義：指注射針插入色譜儀進(jìn)樣口時(shí)，針尖內(nèi)的溶劑和樣品中的易揮發(fā)組分首先開(kāi)始汽化，無(wú)論注射速度多快，不同沸點(diǎn)的組分總是有汽化速度的差異。當(dāng)注射完畢抽出針尖時(shí)，注射器中殘留樣品的組成就與實(shí)際樣品的組成有所不同。顯然，高沸點(diǎn)組分在針尖內(nèi)殘留的要多一些。即：進(jìn)入色譜柱的樣品中的高沸點(diǎn)組分含量可能低于實(shí)際樣品，從而造成定量分析的誤差。

B.怎樣減少？（1）熱針進(jìn)樣，把針先預(yù)熱，比如放在汽化室附近（2）溶劑沖洗進(jìn)樣技術(shù)：先取一定量的溶劑再取樣品，再注射樣品時(shí)溶劑有可能將樣品全部沖洗進(jìn)入汽化室。應(yīng)注意溶劑量太大造成色譜柱超載。

6.特殊樣品（1）熱解析儀，空氣環(huán)境質(zhì)量分析（2）萃取進(jìn)樣儀（3）頂空進(jìn)樣儀第19頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五四，柱系統(tǒng)分三部分

1.柱箱

2.色譜柱

3.柱與進(jìn)樣口和檢測(cè)器的連接頭第20頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五柱箱尺寸與控溫參數(shù)1，柱箱尺寸（大?。╆P(guān)系到安裝幾根柱子，操作是否方便，除6801型6800ATCD外一般帶毛細(xì)柱汽化室的都可同時(shí)接一根毛細(xì)柱，一根填充柱，經(jīng)改裝6890可同時(shí)接兩根毛細(xì)柱，兩個(gè)放大器。2，控溫參數(shù)：恒溫分析和程序升溫分析第21頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五色譜柱的類(lèi)型與選擇3，常規(guī)實(shí)驗(yàn)室有三種毛細(xì)柱可應(yīng)付85%以上的氣相色譜分析任務(wù)SE—30(OV—1)SE—54OV—17(OV—1701)再加一根PEG—20M可應(yīng)付95%以上的分析任務(wù)，根據(jù)“相似相溶”原則選擇色譜柱。第22頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五色譜柱操作注意事項(xiàng)1，安裝，填充柱：注意柱子的連接順序，不能接反。毛細(xì)柱：注意分流點(diǎn)，尾吹點(diǎn)。為什么不能接反？因接真空泵一端填充得比較緊密，相當(dāng)于柱出口壓力增大，線速均勻，柱效高；反之如果把色譜柱方向倒轉(zhuǎn)接上，柱效會(huì)下降10-20%2，維護(hù)柱子老化60℃起5-10℃/min升至老化溫度

A,填充柱：斷開(kāi)檢測(cè)器N2,10-20ml/min，以程序升溫的方式緩慢將柱溫升至比使用溫度高20℃但不能高于最高使用溫度，并在此溫度下老化4—8小時(shí)

B，毛細(xì)柱：比最高分析溫度高20℃或最高使用柱溫的條件下老化柱子2小時(shí)

3，注意事項(xiàng)

A,老化前清洗系統(tǒng)中的氧氣，至少數(shù)十分鐘（20min）如柱子被打開(kāi)暴露到空氣中很長(zhǎng)時(shí)間（幾天）那么需更長(zhǎng)時(shí)間（1-2h）來(lái)清洗系統(tǒng)以排除所有的氧氣

B,關(guān)機(jī)前柱溫降到50℃以下，再切斷載氣，防止空氣擴(kuò)散進(jìn)入，固定液被氧化降解

C，修理（用聚酰亞胺黏合劑）一般斷后重新購(gòu)買(mǎi)，作為普通操作使用者接斷了的毛細(xì)柱存在很大的技術(shù)問(wèn)題，購(gòu)買(mǎi)新柱即可。第23頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五五，檢測(cè)系統(tǒng)柱子是心臟，檢測(cè)器是眼睛對(duì)檢測(cè)器總的要求

1，靈敏度高

2，噪音低

3，線性范圍寬

4，對(duì)各類(lèi)物質(zhì)都有訊號(hào)，但對(duì)流速和溫度變化不敏感。理想型的難以做到。

5，F(xiàn)ID,TCD為通用型；

6，NPD,FPD,ECD為選擇型。第24頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五常用氣相色譜檢測(cè)器的特點(diǎn)和技術(shù)指標(biāo)

檢測(cè)器類(lèi)型最高操作溫度（℃）最低檢測(cè)限線性范圍主要用途FID質(zhì)量型準(zhǔn)通用型450丙烷《5pg/s碳107（10%）各種有機(jī)化合物的分析，對(duì)碳?xì)浠衔锏撵`敏度高TCD濃度型通用型400丙烷《400pg/ml壬烷20000mv*ml/mg105（25%）適用于各種無(wú)機(jī)氣體和有機(jī)物的分析，多用于永久性氣體的分析ECD濃度型選擇型400六氯苯《0.04pg/s>104適合分析含電負(fù)性元素或基團(tuán)的有機(jī)化合物，多用于分析含鹵素化合物微型ECD質(zhì)量型選擇型400六氯苯《0.008pg/s>5*104同ECDNPD質(zhì)量型選擇型400用偶氮苯和馬拉硫磷的混合物測(cè)定《0.4pg/s氮《0.2pg/s磷>105適合于含氮和含磷化合物的分析FPD濃度型選擇型250用十二烷硫醇和三丁基磷酸酯的混合物測(cè)定《20pg/s硫《0.9pg/s磷硫》105磷》106適合于含硫含磷和含氮化合物的分析脈沖FPD（PFPD）濃度型選擇型400對(duì)硫磷《0.1pg/s磷對(duì)硫磷《1pg/s硫硝基苯《10pg/s磷105硫103氮102同F(xiàn)PD第25頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五檢測(cè)系統(tǒng)1,FID,NPD,FPD,ECD,可用毛細(xì)柱進(jìn)行分析檢測(cè)，因毛細(xì)柱內(nèi)流量小，不能滿足檢測(cè)器要求，故需加尾吹氣(又叫補(bǔ)充氣，輔助氣)。 經(jīng)驗(yàn)值(尾吹氣使用)：

FID,FPD,NPD載氣+尾吹氣=30ml/min;ECD載氣+尾吹氣=40—60ml/min

尾吹氣的作用：（1）保證檢測(cè)器在高靈敏度狀態(tài)下工作（2）消除檢測(cè)器死體積的柱外效應(yīng)第26頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五檢測(cè)系統(tǒng)2，F(xiàn)ID使用注意事項(xiàng)：

A，H2O,NH3,CO,CO2,CS2,CCI4不能使用，響應(yīng)很小或無(wú)響應(yīng)

B，安全問(wèn)題（H2）

C,N2:H2:AIR=1:1:10D,防止污染，檢測(cè)器溫度大于柱溫一般20℃E，噴嘴和氣路管道的清洗：用丙酮，氯仿，乙醇浸泡，并在超聲波水浴中超聲10min以上，不銹鋼絲穿透，酒精燈燒掉噴嘴內(nèi)的油狀物，砂紙打磨碳化物。第27頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五檢測(cè)系統(tǒng)3，TCD注意事項(xiàng)：

A，先通氣，確保熱絲不被燒掉

B，載氣徹底除氧，保證高純

C,載氣種類(lèi)，傳熱系數(shù)差異第28頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期五檢測(cè)系統(tǒng)4，NPD注意事項(xiàng)：

A，選擇性

B，銣珠的溫度變化對(duì)檢測(cè)靈敏度的影響較大

C，溫度高，靈敏度就高，銣珠的壽命就短

D，空氣載氣和尾吹氣大降低靈敏度

E，H23-4mi/minAIR100-120ml/min