第二氣相色譜法演示文稿

第二氣相色譜法演示文稿第一頁，共三十九頁。優(yōu)選第二氣相色譜法第二頁，共三十九頁。第四章氣相色譜法第三頁，共三十九頁。第四頁，共三十九頁。

氣相色譜儀第五頁，共三十九頁。氣相色譜儀主要包括五部分：

1、載氣系統(tǒng)

2、進樣系統(tǒng)

3、分離系統(tǒng)

4、溫控系統(tǒng)

5、檢測系統(tǒng)4.1氣相色譜儀的組成第六頁，共三十九頁。壓縮氣體鋼瓶減壓閥、穩(wěn)壓閥凈化器檢測器色譜柱汽化室尾氣1、載氣系統(tǒng)第七頁，共三十九頁。氣相色譜對載氣的基本要求：（1）純凈 通過活性炭或分子篩凈化器，除去載氣中的水分、氧等有害雜質。（2）穩(wěn)定 采用穩(wěn)壓閥或雙氣路方式：載氣（3）常用的載氣： 氮氣 氫氣 氦氣氬氣第八頁，共三十九頁。2、進樣系統(tǒng)進樣裝置和汽化室進樣通常用微量注射器和進樣閥將樣品引入。液體樣品引入后需要瞬間汽化。汽化在汽化室進行。對汽化室的要求是：（1）體積??；（2）熱容量大；（3）對樣品無催化作用第九頁，共三十九頁。1)液體進樣裝置和汽化室

液體進樣器：注射器第十頁，共三十九頁。載氣入口加熱塊接色譜柱汽化室：使樣品瞬間汽化而又不分解。接色譜柱第十一頁，共三十九頁。2)氣體進樣器：六通閥第十二頁，共三十九頁。

3.分離系統(tǒng)

色譜柱:色譜儀的核心部件,其作用是分離樣品。主要有兩類：填充柱和毛細管柱。1）填充柱填充柱由不銹鋼或玻璃材料制成，內裝固定相，一般內徑為2～4mm，長1～

3m。填充柱的形狀有U型和螺旋型二種.第十三頁，共三十九頁。2）毛細管柱

毛細管柱又叫空心柱，分為涂壁，多孔層和涂載體空心柱。涂壁空心柱是將固定液均勻地涂在內徑0.l～0.5mm的毛細管內壁而成，毛細管材料可以是不銹鋼，玻璃或石英。與填充往相比，其分離效率高、分析速度塊、樣品用量小，但柱容量低、要求檢測器的靈敏度高，并且制備較難。第十四頁，共三十九頁。4.溫控系統(tǒng)

溫度是色譜分離條件的重要選擇參數；

氣化室、分離室、檢測器三部分在色譜儀操作時均需控制溫度.

氣化室：保證液體試樣瞬間氣化；

分離室：準確控制分離需要的溫度。當試樣復雜時，分離室溫度需要按一定程序控制溫度變化，各組分在最佳溫度下分離；

檢測器：保證被分離后的組分通過時不在此冷凝；色譜柱的溫度控制方式有恒溫和程序升溫二種。第十五頁，共三十九頁。

對于沸點范圍很寬的混合物，往往采用程序升溫法進行分析。程序升溫指在一個分析周期內柱溫隨時間由低溫向高溫作線性或非線性變化，以達到用最短時間獲得最佳分離的目的。程序升溫:第十六頁，共三十九頁。恒溫和程序升溫分析烴類化合物第十七頁，共三十九頁。5.檢測和數據處理系統(tǒng)

這個系統(tǒng)是指樣品經色譜柱分離后，各成分按保留時間不同，順序地隨載氣進入檢測器，檢測器把進入的組分按時間及其濃度或質量的變化，轉化成易于測量的電信號，經過必要的放大傳遞給記錄儀或計算機，最后得到該混合樣品的色譜流出曲線及定性和定量信息。第十八頁，共三十九頁。固定相固體固定相：固體吸附劑液體固定相：由載體和固定液組成4.2固定相（1）固體固定相：固體吸附劑包括活性碳、硅膠、Al2O3、分子篩等;用于H2、O2、N2、CO、CO2、C1-C4的分離。第十九頁，共三十九頁。（2）液體固定相液體固定相是由固定液和載體組成。載體固定液載體：是固定液的支持骨架，使固定液能在其表面形成一層薄而均勻的液膜。載體特點：1）具有多孔性，即比表面積大；

2）化學惰性，不與試樣組分發(fā)生化學反應；

3）熱穩(wěn)定性好；

4）有一定機械強度。第二十頁，共三十九頁。固定液：主要是一些高沸點的有機化合物

1）熱穩(wěn)定性好；

2）化學穩(wěn)定性好；

3）粘度和凝固點低；

4）各檢測組分必須在固定液中有一定的溶解度。第二十一頁，共三十九頁。固定液的選擇:一般按相似相溶的規(guī)則來選擇.1,非極性式樣一般選擇非極性的固定液.色散力作用沸點順序

2,中等極性的試樣首選中等極性的固定液.誘導力和色散力沸點順序

3,強極性試樣應選擇強極性固定液.

靜電力極性順序

4,復雜組分的分離,可選用兩種或多種的混合固定液配合使用.第二十二頁，共三十九頁。1熱導檢測器（TCD）

(1)熱導檢測器的結構池體:一般用不銹鋼制成.熱敏元件：電阻率高、電阻溫度系數大、且價廉易加工的鎢絲制成。參考臂：僅允許純載氣通過，通常連接在進樣裝置之前。測量臂：需要攜帶被分離組分的載氣流過，則連接在緊靠近分離柱出口處。4.3常用檢測器第二十三頁，共三十九頁。(2)檢測原理平衡電橋鎢絲通電，加熱與散熱達到平衡后，兩臂電阻值：

R參=R測

;R1=R2

則：R參·R2=R測·R1

無電壓信號輸出,記錄儀走直線（基線）。

第二十四頁，共三十九頁。進樣后:

載氣攜帶試樣組分流過測量臂而這時參考臂流過的仍是純載氣，使測量臂的溫度改變，引起電阻的變化，測量臂和參考臂的電阻值不等，產生電阻差，R參≠R測

則：R參·R2≠R測·R1

這時電橋失去平衡，a、b兩端存在著電位差，有電壓信號輸出。信號與組分濃度相關。記錄儀記錄下組分濃度隨時間變化的峰狀圖形。不同氣體有不同的熱導系數第二十五頁，共三十九頁。(3)影響熱導檢測器靈敏度的因素

①橋路電流I

：I，鎢絲的溫度，鎢絲與池體之間的溫差，有利于熱傳導，檢測器靈敏度提高。檢測器的響應值S∝I3，但穩(wěn)定性下降，基線不穩(wěn)。橋路電流太高時，還可能造成鎢絲燒壞。②池體溫度：池體溫度與鎢絲溫度相差越大，越有利于熱傳導，檢測器的靈敏度也就越高，但池體溫度不能低于分離柱溫度，以防止試樣組分在檢測器中冷凝。第二十六頁，共三十九頁。

③載氣種類：載氣與試樣的熱導系數相差越大，在檢測器兩臂中產生的溫差和電阻差也就越大，檢測靈敏度越高。載氣的熱導系數大，傳熱好，通過的橋路電流也可適當加大，則檢測靈敏度進一步提高。氦氣也具有較大的熱導系數，但價格較高。某些氣體與蒸氣的熱導系數（λ），單位：J/cm·℃·s第二十七頁，共三十九頁。

2.氫火焰離子化檢測器（FID）

氫火焰離子化檢測器是以氫氣和空氣燃燒的火焰作為能源，利用含碳有機物在火焰中燃燒產生離子，在外加的電場作用下，使離子形成離子流，根據離子流產生的電信號強度，檢測被色譜柱分離出的組分。第二十八頁，共三十九頁。第二十九頁，共三十九頁。特點:1,能檢測大多數含碳有機化合物；

2,靈敏度很高，比熱導檢測器的靈敏度高約103倍；檢出限低，可達10-12g·S-1；

3,死體積小，響應速度快

4,線性范圍也寬，可達106以上；

5,結構不復雜，操作簡單，是目前應用最廣泛的色譜檢測器之一。缺點：

不能檢測永久性氣體、水、一氧化碳、二氧化碳、氮的氧化物、硫化氫等物質。第三十頁，共三十九頁。氫火焰離子化機理

普遍認為這是一個化學電離過程。有機物在火焰中先形成自由基，然后與氧產生正離子，再同水反應生成H30+離子。以苯為例，在氫火焰中的化學電離反應如下：第三十一頁，共三十九頁。3.電子捕獲檢測器(ECD)

特點:電子捕獲檢測器是一種選擇性很強的檢測器,目前分析痕量電負性有機物最有效的檢測器，對具有電負性物質（如含鹵素、硫、磷、氰等的物質）的檢測有很高靈敏度（檢出限約1O-14g/ml）。缺點:線性范圍窄，只有103左右，且響應易受操作條件的影響，重現(xiàn)性較差。應用:電子捕獲檢測器已廣泛應用于農藥殘留量、大氣及水質污染分析，以及生物化學、醫(yī)學、藥物學和環(huán)境監(jiān)測等領域中。第三十二頁，共三十九頁。4.火焰光度檢測器(FPD)

火焰光度檢測器，又稱硫、磷檢測器，它是一種對含磷、硫有機化合物具有高選擇性和高靈敏度的質量型檢測器，檢出限可達10-12g·S-1（對P）或10-11g·S-1（對S）。這種檢測器可用于大氣中痕量硫化物以及農副產品，水中的毫微克級有機磷和有機硫農藥殘留量的測定。第三十三頁，共三十九頁。

5.原子發(fā)射檢測器（AED）

原子發(fā)射檢測器是90年代最新型的一種檢測器，工作原理如下：將被測組分導人一個與光電二極管陣列光譜檢測器耦合的等離子體中，等離子體提供足夠能量使組分樣品全部原子化，并使之激發(fā)出特征原子發(fā)射光譜，經分光后，含有光譜信息的全部波長聚焦到二極管陣列。用電子學方法及計算機技術對二極管陣列快速掃描，采集數據，最后可得三維色譜光譜圖。第三十四頁，共三十九頁。4.4檢測器性能評價指標靈敏度（S）：

S表示單位質量的物質通過檢測器時，產生的響應信號的大小。S值越大，檢測器（也即色譜儀）的靈敏度也就越高。檢測信號通常顯示為色譜峰，則響應值也可以由色譜峰面積（A）除以試樣質量求得：

S=A/m

檢測限（