GC-氣相色譜分析儀器結(jié)構(gòu) 2

第二節(jié)氣相色譜分析儀器結(jié)構(gòu)

及色譜分離實(shí)質(zhì)1苯和環(huán)己烷的分離化合物 沸點(diǎn)/℃苯80.1環(huán)己烷 80.7一個(gè)具體的例子:2兩種常規(guī)分離設(shè)備3檢測(cè)器進(jìn)樣口柱箱色譜柱GAS氣源數(shù)據(jù)處理典型GC系統(tǒng)的示意圖步驟1

樣品制備*步驟2進(jìn)樣步驟3

柱分離步驟5

數(shù)據(jù)分析步驟4

檢測(cè)*樣品制備決定于許多因素,諸如樣品類型、工業(yè)的規(guī)章、污染源等，在這里不做詳細(xì)討論載氣流1122334分流氣路5不分流氣路6氣相色譜填充柱氣相色譜毛細(xì)管柱7填充柱和毛細(xì)管柱的截面圖對(duì)比8典型的毛細(xì)管柱聚酰亞胺涂層熔融石英固定相ＧＣ毛細(xì)管柱放大視圖一支真實(shí)的毛細(xì)管柱，３０米長(zhǎng)，內(nèi)徑為

0.25mm9用填充色譜柱分離苯和環(huán)己烷的氣相色譜分離條件色譜柱：50cm×0.5cmi.d.不銹鋼柱，在硅藻土載體(100～120目)上涂漬EGS(丁二酸乙二醇聚酯)5%。分離條件：柱溫90℃

載氣氫氣43mL/min

檢測(cè)器熱導(dǎo)池橋電流200mA

檢測(cè)器溫度100℃

氣化室溫度200℃

10色譜分離的實(shí)質(zhì)

從上例可以看出，苯和環(huán)己烷的沸點(diǎn)只差0.6℃，如用分餾柱進(jìn)行分離是根本不可能的，可是用氣相色譜法只用半米長(zhǎng)的色譜柱就可以很容易地把二者分開。這是因?yàn)楸胶铜h(huán)己烷在丁二酸乙二醇聚酯固定相上的分配系數(shù)有很大的差別，所以分配系數(shù)的差異是所有色譜分離的實(shí)質(zhì)。11色譜分離的核心

分配系數(shù)有差別是所有色譜分離的原因

分配系數(shù)是在一定溫度下，溶質(zhì)在互不混溶的兩相間濃度之比。以K表示如下式:K=CL/CG

CL=固定相中的濃度

CG=流動(dòng)相中的濃度

12

可依據(jù)如下計(jì)算公式計(jì)算如果使用非極性固定相的毛細(xì)管柱如何?nne=16R()2()2αα-11+K`K`nne=分離所需要的有效理論塔板數(shù)R=分離度K’=容量因子α=分離因子13

使用角鯊?fù)楣潭ㄏ嗝?xì)管柱

在角鯊?fù)楣潭ㄏ嗌媳胶铜h(huán)己烷105℃的分配系數(shù)分別為:

環(huán)己烷=53

苯=51.5二者的分離因子α=53/51.5

=1.029

要15m以上的毛細(xì)管柱才可以分離開。14色譜分離形象化的理解色譜分離過(guò)程15分離過(guò)程B

樣品以不同的速度遷移C

第1個(gè)洗脫物通過(guò)檢測(cè)器D第2個(gè)洗脫物通過(guò)檢測(cè)器,等等.A

樣品聚焦檢測(cè)器檢測(cè)器進(jìn)樣口載氣流載氣流載氣流載氣流檢測(cè)器…信號(hào)

檢測(cè)器信號(hào)

…時(shí)間檢測(cè)器…時(shí)間檢測(cè)器…時(shí)間

ABDC毛細(xì)管柱16檢測(cè)器17熱導(dǎo)檢測(cè)器

熱導(dǎo)池檢測(cè)器（TCD）ThermalConductivetyDetector，是一種非選擇性檢測(cè)器，對(duì)所有物質(zhì)均有響應(yīng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，且不破壞試樣，目前應(yīng)用最為廣泛。181.熱導(dǎo)池結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：1、池體用不銹鋼制成2、熱敏元件則用長(zhǎng)短、粗細(xì)、電阻完全相同的鎢絲或鉑絲等來(lái)充當(dāng)。熱導(dǎo)池檢測(cè)器結(jié)構(gòu)圖19熱導(dǎo)池檢測(cè)器檢測(cè)原理是基于不同的物質(zhì)有不同的熱導(dǎo)系數(shù)，通過(guò)惠斯登電橋?qū)崿F(xiàn)。熱導(dǎo)檢測(cè)器電橋線路示意圖：2.熱導(dǎo)池檢測(cè)原理未進(jìn)樣時(shí)：（無(wú)信號(hào)輸出）R1=R2R參=R測(cè)R參×R2＝R測(cè)×R1進(jìn)樣后：（輸出信號(hào)）

R1≠R2

R參≠R測(cè)R參×R2≠R測(cè)×R120使用熱導(dǎo)檢測(cè)器注意事項(xiàng)（1）橋路電流：靈敏度與橋路電流的三次方成正比，橋流過(guò)高，熱導(dǎo)池壽命短，造成基線不穩(wěn)定。（2）池體溫度：

A.池體溫度應(yīng)保持恒定；

B.較低的池體溫度與燈絲溫差大，有利于熱傳導(dǎo)；

C.池體溫度不得低于柱溫，否則組分在檢測(cè)器內(nèi)冷凝，造成污染。（3）載氣種類：載氣應(yīng)選擇熱導(dǎo)系數(shù)與試樣相差大的惰性氣體以提高靈敏度。21氫火焰檢測(cè)器氫火焰離子化檢測(cè)器（FID）FlameIonigationDetector特點(diǎn)：（1）質(zhì)量型檢測(cè)器；（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，響應(yīng)快，穩(wěn)定性好；（3）僅對(duì)含有碳?xì)滏I的有機(jī)化合物有很高的靈敏度，比熱導(dǎo)池檢測(cè)器高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，能檢測(cè)至ng/mL級(jí)的痕量物質(zhì)氫火焰檢測(cè)器22氫火焰主要部件

一個(gè)不銹鋼制成的離子室，包括氣體入口、火焰噴嘴、發(fā)射極和收集極、點(diǎn)火線圈、外罩等部件。氫火焰檢測(cè)器23氫火焰工作原理

通過(guò)在發(fā)射極和收集極之間施加極化電壓，形成直流電場(chǎng)，有機(jī)組分在高溫下電離成正負(fù)離子，在極化電場(chǎng)作用下向兩極定向移動(dòng)形成微電流，電流大小與進(jìn)入離子室的被測(cè)組分量成正比，再經(jīng)高阻轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)，放大后由記錄儀記錄下來(lái)。氫火焰檢測(cè)器24電子捕獲檢測(cè)器電子捕獲檢測(cè)器

電子捕獲檢測(cè)器（ECD）ElectronCatureDetector是一種選擇性強(qiáng)、高靈敏度的濃度型檢測(cè)器。它僅對(duì)具有電負(fù)性的物質(zhì)（如含有鹵素、硫、磷、氮、氧的物質(zhì)）有響應(yīng)，電負(fù)性越強(qiáng)，靈敏度越高。能檢測(cè)出10-4g/mL的電負(fù)性物質(zhì)。25火焰光度檢測(cè)器火焰光度檢測(cè)器，簡(jiǎn)稱FPD。它是對(duì)含硫化合物、含磷化合物有高選擇性和高靈敏度的一種檢測(cè)器。這種檢測(cè)器主要由火焰噴嘴、濾光片和光電倍增管三部分組成，如圖所示。26火焰光度檢測(cè)器當(dāng)樣品在富氫焰(H2:O2>3:1)中燃燒時(shí),含硫有機(jī)化合物發(fā)生如下反應(yīng):RS+4O=SO2+CO22SO2+8H=2S+4H2O在適當(dāng)?shù)臏囟认?生成具有化學(xué)發(fā)光性質(zhì)的激發(fā)態(tài)S*分子,當(dāng)激發(fā)態(tài)分子回到基態(tài)時(shí),發(fā)射出波長(zhǎng)為394nm的特征光27火焰光度檢測(cè)