演示文稿201511

1、上海市建設(shè)工程檢測行業(yè)協(xié)會培訓班上海市建設(shè)工程檢測行業(yè)協(xié)會培訓班氣氣 相相 色色 譜譜 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 上海大學上海大學 環(huán)化學院環(huán)化學院曹鐵華曹鐵華氣相色譜基礎(chǔ)氣相色譜基礎(chǔ)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述第二節(jié)第二節(jié) 色譜流出曲線色譜流出曲線第三節(jié)第三節(jié) 氣相色譜基礎(chǔ)理論和氣相色譜基礎(chǔ)理論和 分析條件的選擇分析條件的選擇第四節(jié)第四節(jié) 氣相色譜儀氣相色譜儀第五節(jié)第五節(jié) 氣相色譜檢測器氣相色譜檢測器第六節(jié)第六節(jié) 氣相色譜柱氣相色譜柱 第七節(jié)第七節(jié) 氣相色譜定性定量分析氣相色譜定性定量分析第八節(jié)第八節(jié) 色譜儀的調(diào)試、使用與維護色譜儀的調(diào)試、使用與維護第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、色譜法的由來與發(fā)展一、色譜法的由

2、來與發(fā)展二、色譜法的特點二、色譜法的特點三、色譜法的分離原理三、色譜法的分離原理四、色譜法的分類四、色譜法的分類3一、一、色譜法的由來與發(fā)展色譜法的由來與發(fā)展1 、由來由來 茨維特（茨維特（Tswett），俄國生物化學家，將植），俄國生物化學家，將植物葉子的石油醚萃取液從一根裝有碳酸鈣物葉子的石油醚萃取液從一根裝有碳酸鈣吸附劑的玻璃管上端注入，并進一步用石吸附劑的玻璃管上端注入，并進一步用石油醚液洗脫，分辨了植物中的各種色素。油醚液洗脫，分辨了植物中的各種色素?！吧V色譜”一詞由此而來。一詞由此而來。4茨維特實驗（動畫）562 、發(fā)展、發(fā)展1941年年 英國物理化學家馬丁（英國物理化學家馬?。?/p>

3、 Marting） 和辛格和辛格 （Synge） 提出分配色提出分配色譜，并預言可用氣體做流動相。譜，并預言可用氣體做流動相。1952年馬?。犟R丁（ Marting）、）、 辛格辛格 （Synge）和詹姆斯（）和詹姆斯（James） 完成了氣完成了氣液色譜從理論到實踐的開創(chuàng)性研究工作，創(chuàng)立了氣液色譜法，液色譜從理論到實踐的開創(chuàng)性研究工作，創(chuàng)立了氣液色譜法，并提出了塔板理論，獲得了諾貝爾獎金。并提出了塔板理論，獲得了諾貝爾獎金。1955年年 P-E公司下屬公司推出第一臺氣相色譜儀公司下屬公司推出第一臺氣相色譜儀1956年年 荷蘭學者范第姆特（荷蘭學者范第姆特（Van Deemter ）發(fā)表了著

4、名的）發(fā)表了著名的“速率理論速率理論”1957年年 霍姆斯（霍姆斯（Holmes)等人首次將等人首次將GC與與MS聯(lián)用，相繼發(fā)明了聯(lián)用，相繼發(fā)明了FID、FPD、ECD等檢測器，使等檢測器，使GC迅速發(fā)展，廣泛使用。迅速發(fā)展，廣泛使用。 19571958年年 美國電器工程師美國電器工程師 Golay開創(chuàng)了毛細管氣相色譜的新紀元開創(chuàng)了毛細管氣相色譜的新紀元1970年以后年以后 氣相色譜儀走向自動化、計算機化氣相色譜儀走向自動化、計算機化 二二 、色譜法的特點與應(yīng)用、色譜法的特點與應(yīng)用1 1、色譜法的特點、色譜法的特點1 1）分離效能高：）分離效能高：是一種分離分析技術(shù)。復雜混合物，有機同系物、異

5、構(gòu)體。手性異構(gòu)體。 2 2）分析速度快：）分析速度快：一般在幾分鐘或幾十分鐘內(nèi)可以完成一個試樣的分析。 3 3）樣品用量少：）樣品用量少：一次分析通常只需數(shù)納升至數(shù)微升的溶液樣品。 4 4）適用范圍廣）適用范圍廣不足之處：不足之處：定性能力較差。為克服這一缺點，已經(jīng)發(fā)展起來了色譜法與其他多種具有定性能力的分析技術(shù)的聯(lián)用。 72 2、色譜法的應(yīng)用：、色譜法的應(yīng)用：分析測試、分離提純分析測試、分離提純8應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域分析對象舉例分析對象舉例環(huán)境水樣中芳香烴，殺蟲劑，除草劑石油原油成分、汽油中各種烷烴和芳香烴化工噴氣發(fā)動機燃料中烴類，石蠟中高分子烴食品、水果、蔬菜植物精煉油中各種烯烴、醇和酯，亞硝

6、胺，香料中香味成分，人造黃油中的不飽和十八酸，牛奶中飽和和不飽和脂肪酸生物植物中萜類，微生物中胺類、脂肪酸類、脂肪酸酯類醫(yī)藥血液中汞形態(tài)、中藥中揮發(fā)油法醫(yī)學血液中酒精，尿中可卡因、安非他命，奎寧及其代謝物，火藥成分，縱火樣品中的汽油返當流動相中所攜帶的混合物流過固定相時，就會和固定相發(fā)生作用。由于混合物中各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上有差異，與固定相發(fā)生作用的大小也有差異。因此在同一推動力作用下，不同組分在固定相中的滯留時間有長有短，從而按先后不同的次序從固定相中流出。三、色譜的分離原理三、色譜的分離原理10 四四 、色譜法的分類、色譜法的分類 1、按兩相物態(tài)分類、按兩相物態(tài)分類 2、按固定相制成的形狀

7、分類、按固定相制成的形狀分類 3、按分離機理分類、按分離機理分類 4、按動力學分類、按動力學分類 111、按兩相物態(tài)分類、按兩相物態(tài)分類流 動 相總 稱固定相色譜名稱氣 體氣相色譜（GC）固體氣-固色譜（GSC）液體氣-液色譜（GLC）液 體液相色譜（LC）固體液-固色譜（LSC）液體液-液色譜（LLC）122 2、按固定相制成的形式分類、按固定相制成的形式分類1)1)、柱色譜、柱色譜 填充柱色譜填充柱色譜 毛細管柱色譜（開口管柱色譜）毛細管柱色譜（開口管柱色譜） 2)2)、平面色譜：、平面色譜： 紙色譜紙色譜 薄層色譜薄層色譜133 3、按色譜、按色譜 柱形分類柱形分類 填充柱色譜法填充柱色

8、譜法(2-4mm)(2-4mm) 毛細管柱色譜法毛細管柱色譜法(0.1-0.53mm)(0.1-0.53mm)14第二節(jié)、色譜流出曲線第二節(jié)、色譜流出曲線15161 1、色譜峰的基本術(shù)語：、色譜峰的基本術(shù)語：1）基線：）基線：無試樣通過檢測器時，檢測到的信號即為基線2）色譜峰）色譜峰3）峰高）峰高(h)4）半峰寬）半峰寬(y1/2) y1/2 =2.354 5）拐點）拐點EF :拐點位于拐點位于0.607h處處 EF26）峰寬）峰寬(y) ：IJ，y4 7）流出曲線標準偏差（）流出曲線標準偏差（），），其值等于峰高之其值等于峰高之0.607處峰寬處峰寬的一半。的一半。8）拖尾峰、前伸峰、假峰和

9、畸）拖尾峰、前伸峰、假峰和畸峰。峰。 色譜流出曲線2、保留參數(shù)、保留參數(shù)1) )保留時間保留時間(tR)2) )保留體積保留體積(VR) VR=tRUe Ue常壓和室溫條件下柱出口常壓和室溫條件下柱出口處的載氣體積流速處的載氣體積流速3) )死時間死時間(tA)4) )死體積死體積(VA) VA=tAUe5) )調(diào)整保留時間調(diào)整保留時間(t R) tR=tR-tA 6) )調(diào)整保留體積調(diào)整保留體積(VR) VR =tRUe 17色譜流出曲線18 7) )相對保留值（相對保留值（ris）ris=tRi/tRs式中式中 tRi、tRs分別為組分分別為組分i和和s的調(diào)整保留時的調(diào)整保留時間間ris表

10、示固定相對兩種組分的選擇性。ris越大，表明該色譜體系對這兩組分的保留程度相差越大，即選擇性越好，被分離組分越容易達到良好的分離，所以ris又稱為選擇性因子。ris只與柱溫、固定相性質(zhì)有關(guān)，而與柱長、柱內(nèi)徑、載氣流速及填充情況等無關(guān)。所以，采用注明溫度和固定相的ris作為定性指標，不受操作條件變化的影響。 8）保留指數(shù)（）保留指數(shù)（I）又稱又稱Kovats指數(shù)指數(shù)()，是一種重現(xiàn)性較好的定性參數(shù)。，是一種重現(xiàn)性較好的定性參數(shù)。測定方法：測定方法：1.將正構(gòu)烷烴作為標準，規(guī)定其保留指數(shù)為將正構(gòu)烷烴作為標準，規(guī)定其保留指數(shù)為其碳數(shù)的其碳數(shù)的100倍倍（如（如正己烷的保留指數(shù)為正己烷的保留指數(shù)為60

11、0）2.其它物質(zhì)的保留指數(shù)（其它物質(zhì)的保留指數(shù)（IX）是通過選定兩個相鄰的正構(gòu)烷烴，）是通過選定兩個相鄰的正構(gòu)烷烴，其分別具有其分別具有Z和和Z1個碳原子。被測物質(zhì)個碳原子。被測物質(zhì)X的調(diào)整保留時間應(yīng)在的調(diào)整保留時間應(yīng)在相鄰兩個正構(gòu)烷烴的調(diào)整保留值之間如圖所示相鄰兩個正構(gòu)烷烴的調(diào)整保留值之間如圖所示：19保留指數(shù)計算方法保留指數(shù)計算方法式中式中 z為某一正構(gòu)烷烴的碳數(shù)為某一正構(gòu)烷烴的碳數(shù) x為某須定性組分為某須定性組分 V為凈保留體積（或其他保留值）為凈保留體積（或其他保留值） 在指定的柱和操作條件下，經(jīng)色譜分析，組分在指定的柱和操作條件下，經(jīng)色譜分析，組分x的峰正好在的峰正好在正構(gòu)烷烴碳數(shù)為

12、正構(gòu)烷烴碳數(shù)為z和和z+1之間之間)lglglglg()()()()()()()(ZttttItttZRZRZRXRXZRXRZR1110020舉例：苯在舉例：苯在20鄰苯二甲酸二壬酯柱上鄰苯二甲酸二壬酯柱上然后可以與文獻上然后可以與文獻上的保留指數(shù)對照，但并的保留指數(shù)對照，但并不十分可靠，與操作條不十分可靠，與操作條件有很大關(guān)系。件有很大關(guān)系。108217315 .16lg20lg5 .16lg5 .17lg7100苯I22 3、分離效能、分離效能1）分配系數(shù)（）分配系數(shù)（K）: 濃度之比濃度之比 一定溫度下，組分的分配系數(shù)一定溫度下，組分的分配系數(shù)K越大，出峰越慢；越大，出峰越慢； 試樣一

13、定時，試樣一定時，K主要取決于固定相性質(zhì)；主要取決于固定相性質(zhì)； 每個組份在各種固定相上的分配系數(shù)每個組份在各種固定相上的分配系數(shù)K不同；不同； 選擇適宜的固定相可改善分離效果；選擇適宜的固定相可改善分離效果； 試樣中的各組分具有不同的試樣中的各組分具有不同的K值是分離的基礎(chǔ)；值是分離的基礎(chǔ)； 某組分的某組分的K = 0時，即不被固定相保留，最先流出。時，即不被固定相保留，最先流出。 組分在流動相中的濃度組分在流動相中的濃度組分在固定相中的濃度組分在固定相中的濃度 K23 2 2）分配比）分配比(k): (k): 量之比量之比 3 3）峰高分離度（）峰高分離度（）=(hi-hm)/hihi小峰

14、的峰高小峰的峰高 hm峰谷的高度峰谷的高度要求要求值大于值大于0.5Ms mmk 組組分分在在流流動動相相中中的的質(zhì)質(zhì)量量組組分分在在固固定定相相中中的的質(zhì)質(zhì)量量4）分辨率（）分辨率（R)或分離度或分離度 R2(tR2-tR1)/(y1+y2)tR2，tR1相鄰兩組分保留值相鄰兩組分保留值 y1，y2相鄰兩組分峰底寬相鄰兩組分峰底寬R 值越大，意味著相鄰兩組分分離得越值越大，意味著相鄰兩組分分離得越好。好。若色譜峰呈正態(tài)分布，當若色譜峰呈正態(tài)分布，當 R = 1時，分時，分離程度可達離程度可達98%； R = 1.5時，分離程度可達時，分離程度可達99.7%。通常用通常用 R = 1.5 作為

15、相鄰兩峰能否完全作為相鄰兩峰能否完全分開的標志分開的標志24tRtR1tR2y1y25 5）柱效率）柱效率又稱柱效能，分離過程中的動力學因素決定又稱柱效能，分離過程中的動力學因素決定的色譜分離效率，通常用的色譜分離效率，通常用理論塔板高度理論塔板高度和和理論塔理論塔板數(shù)板數(shù)來表示。來表示。256）理論塔板數(shù)）理論塔板數(shù)(n)將色譜柱比擬為分餾塔的模式，用將色譜柱比擬為分餾塔的模式，用n來描述色譜柱的來描述色譜柱的效能。下式是一個半檢驗公式效能。下式是一個半檢驗公式n = 16( tR / y )2 = 5.54( tR / y1/2 )2tR：保留值：保留值 y：峰底寬：峰底寬y1/2 ：1/

16、2峰高處的峰寬峰高處的峰寬此指標表達了的峰擴張程度和陡度，但難以說明柱的此指標表達了的峰擴張程度和陡度，但難以說明柱的選擇性。選擇性。26277 7）理論塔板高度）理論塔板高度色譜柱長：色譜柱長：L虛擬的塔板間距離：虛擬的塔板間距離：H色譜柱的理論塔板數(shù)：色譜柱的理論塔板數(shù)：n8）有效塔板數(shù)（）有效塔板數(shù)（n有效有效）n有效有效 = 16( tR / y )2 = 5.54( tR / y1/2)29）有效塔板高度（）有效塔板高度（H有效有效）H有效有效=L / n有效有效# H = L / n第三節(jié)第三節(jié) 基礎(chǔ)理論與分析條件的選擇基礎(chǔ)理論與分析條件的選擇一、塔板理論（由馬丁和辛格提出）一、塔

17、板理論（由馬丁和辛格提出）二、速率理論二、速率理論(由范第姆特等人提出由范第姆特等人提出)三、分析條件的選擇三、分析條件的選擇28塔板理論：柱效能的指標塔板理論：柱效能的指標 速率理論：影響柱效的因素速率理論：影響柱效的因素線性色譜理論：以分配系數(shù)恒定和色譜過程條線性色譜理論：以分配系數(shù)恒定和色譜過程條件基本理想為前提。件基本理想為前提。根據(jù)這些理論可得出：根據(jù)這些理論可得出： 色譜流出曲線的數(shù)字表達式色譜流出曲線的數(shù)字表達式 算出給定柱子的理論板數(shù)算出給定柱子的理論板數(shù) 選出適宜的氣相色譜分離條件等選出適宜的氣相色譜分離條件等29一、塔板理論一、塔板理論（由馬丁和辛格提出）（由馬丁和辛格提出

18、）將色譜柱比作分餾塔。幾個假設(shè)：將色譜柱比作分餾塔。幾個假設(shè)：1)、流動相按前進方向脈沖式通過柱子。、流動相按前進方向脈沖式通過柱子。2)、組分的分配系數(shù)是恒定的，與濃度無關(guān)。、組分的分配系數(shù)是恒定的，與濃度無關(guān)。3)、所有組分在兩相間的平衡瞬時建立。、所有組分在兩相間的平衡瞬時建立。4)、組分濃度以起始塔板中的濃度為基準。、組分濃度以起始塔板中的濃度為基準。3031根據(jù)塔板理論導出高斯方程來描繪色譜流出曲線形狀根據(jù)塔板理論導出高斯方程來描繪色譜流出曲線形狀 ht任一時間流出曲線的高度任一時間流出曲線的高度 A色譜流出曲線所圍成的面積色譜流出曲線所圍成的面積 ti進樣起至流出曲線上任一點的時間

19、進樣起至流出曲線上任一點的時間 tR進樣起至色譜峰頂?shù)臅r間進樣起至色譜峰頂?shù)臅r間 流出曲線標準偏差，其值等于峰高之流出曲線標準偏差，其值等于峰高之0.607 處峰寬的一半。處峰寬的一半。222exp2RitttAh32理論塔板數(shù)與色譜參數(shù)之間的關(guān)系理論塔板數(shù)與色譜參數(shù)之間的關(guān)系 tR：保留值 y：峰寬單位柱長的塔板數(shù)越多，表明柱效越高單位柱長的塔板數(shù)越多，表明柱效越高用不同的物質(zhì)計算可得到不同的理論塔板數(shù)用不同的物質(zhì)計算可得到不同的理論塔板數(shù)22/1y54. 5Rtn2y16Rtn塔板理論的特點和不足塔板理論的特點和不足1 1）當色譜柱的長度一致時，塔板數(shù)）當色譜柱的長度一致時，塔板數(shù)n n越

20、大（塔板高度越大（塔板高度H H越越?。?，被測組分在柱內(nèi)被分配的次數(shù)越多，柱效能則?。粶y組分在柱內(nèi)被分配的次數(shù)越多，柱效能則越高，所得色譜峰越窄。越高，所得色譜峰越窄。2 2）不同物質(zhì)在同一色譜柱上的分配系數(shù)不同，用有效塔）不同物質(zhì)在同一色譜柱上的分配系數(shù)不同，用有效塔板數(shù)和有效塔板數(shù)高度作為衡量柱效能的指標時，板數(shù)和有效塔板數(shù)高度作為衡量柱效能的指標時，應(yīng)應(yīng)指明測定物質(zhì)指明測定物質(zhì)。3 3）柱效不能表示被分離組分的實際分離效果，當兩組分）柱效不能表示被分離組分的實際分離效果，當兩組分的的分配系數(shù)分配系數(shù)K K相同相同時，無論該色譜柱的塔板數(shù)多大，都時，無論該色譜柱的塔板數(shù)多大，都無法分離

21、。無法分離。難分離樣品難分離樣品4 4）塔板理論無法解釋同一色譜柱在不同載氣流速下柱效）塔板理論無法解釋同一色譜柱在不同載氣流速下柱效能不同的實驗結(jié)果，也無法指出影響柱效的因素及提能不同的實驗結(jié)果，也無法指出影響柱效的因素及提高柱效的途徑。高柱效的途徑。33二、速率理論：二、速率理論：速率理論是1956年荷蘭學者Van Deemter等提出，因此又稱作范第姆特方程。速率理論吸收了塔板理論板高的概念，進一步把色譜過程與分子擴散和組分在氣液兩相中的傳質(zhì)過程聯(lián)系起來，從動力學角度較好地解釋了影響板高的多種因素。速率理論討論的是色譜峰展寬原因，即影響塔板數(shù)n的因素，也就是影響塔板高度H的因素。速率方程

22、（范第姆特方程）速率方程（范第姆特方程） ：HA + B / +C 式中：式中：A渦流擴散項渦流擴散項 B/分子擴散項分子擴散項 C傳質(zhì)阻力項傳質(zhì)阻力項 載氣平均線速載氣平均線速影響色譜峰寬度的三個主要因素：影響色譜峰寬度的三個主要因素：1 、渦流擴散項、渦流擴散項2 、分子擴散項、分子擴散項3 、傳質(zhì)的阻力項、傳質(zhì)的阻力項341、渦流擴散項（、渦流擴散項（A）氣體碰到填充物顆粒時，形成類似“渦流”的流動，引起色譜峰擴張。35為填充不規(guī)則因子，色譜柱填充越不均勻， 越大，dp是固定相顆粒的直徑（粒度）。由式可見，固定相粒度dp小，填充均勻使小，則A值小，因而H小、柱效高。但dp不能過小，否則柱

23、的阻力增大，給操作帶來許多不便?？招拿毠苤校珹項為零。p2 dA2、分子擴散項（、分子擴散項（ B/u ）： 樣品從柱入口加入，樣品帶像一個塞子隨流動相向前推進，由于存在濃度梯度，塞子必然會自樣品從柱入口加入，樣品帶像一個塞子隨流動相向前推進，由于存在濃度梯度，塞子必然會自發(fā)地向前和向后擴散，引起譜帶展寬。發(fā)地向前和向后擴散，引起譜帶展寬。 為彎曲因子，是與填充物有關(guān)的因素。由于固定相顆粒的存在，使擴散路徑彎曲，分子不能自由擴散，從而使擴散程度降低，所以填充柱的通常小于1。Dg為組分在氣相中的擴散系數(shù)，Dg與組分的性質(zhì)、柱溫、柱壓及載氣的性質(zhì)有關(guān)。組分分子的擴散系數(shù)組分分子的擴散系數(shù) Dg

24、大，則縱向擴散較大，色譜峰變寬、柱效降低。大，則縱向擴散較大，色譜峰變寬、柱效降低。 Dg 隨柱溫的升高而增大，隨柱溫的升高而增大，與柱壓力成反比，與載氣分子量的平方根成反比。所以降低柱溫，加大柱壓，使用分子量大的載與柱壓力成反比，與載氣分子量的平方根成反比。所以降低柱溫，加大柱壓，使用分子量大的載氣（如氣（如N2），都可使），都可使 Dg 減小，提高柱效。減小，提高柱效。分子擴散項分子擴散項B還與流速有關(guān)，還與流速有關(guān)， 流速下降，組分滯留時間變大，擴散加快。就此而言增大載氣流速流速下降，組分滯留時間變大，擴散加快。就此而言增大載氣流速u，可提高柱效可提高柱效gDB2363、傳質(zhì)阻力項（、傳

25、質(zhì)阻力項（Cu）組分在氣液兩相中擴散分配的過程叫傳質(zhì)，影響這一過程進行的阻力叫傳質(zhì)阻力。傳質(zhì)阻力包括氣相傳質(zhì)阻力和液相傳質(zhì)阻力傳質(zhì)阻力包括氣相傳質(zhì)阻力和液相傳質(zhì)阻力。減小傳質(zhì)阻力項的辦法：減小傳質(zhì)阻力項的辦法：1.減小液相厚度減小液相厚度2.使用粘度低的液體使用粘度低的液體3.低流速低流速4.足夠高的分配系數(shù)足夠高的分配系數(shù)3738g pgDkdkC222)(10.01lflDkkdC22)3(12k為分配比，df為液膜厚度，Dl是組分在液相中的擴散系數(shù)。由于組分在氣相中的擴散系數(shù)Dg要比在液相中的擴散系數(shù)Dl大得多（約104倍），當固定液用量較高（df大），液相傳質(zhì)阻力Cl是影響板高的主要因

26、素。Cl與df2成正比，與Dl成反比，可見固定液的液膜越薄，組分在液相中的擴散系數(shù)越大，則液相傳質(zhì)阻力越小。升高溫度可使Dl增大，從而使Cl減小，但溫度太高，又會使k變小，分離選擇性變壞，所以溫度應(yīng)控制適宜。另外，傳質(zhì)阻力項還與載氣的流速成正比，所以降低流速，可減小傳質(zhì)阻力，提高柱效。范氏方程說明了柱的填充均勻程度、擔體粒度、載氣種類、載氣流速、固定液膜厚度、柱溫等對柱效能和峰擴展的影響，但有些因素之間有矛盾之處，如提高載氣流速可減小分子擴散，但同時傳質(zhì)阻力項增大；升高柱溫有利于組分傳質(zhì)，但又使分子擴散增加。所以要相互兼顧，不能顧此失彼。 、載氣流速載氣流速與柱效與柱效H的關(guān)系圖的關(guān)系圖從范氏

27、方程：從范氏方程：HA + B / +C 可見可見39（1）載氣流速高時：）載氣流速高時：傳質(zhì)阻力項是影響柱效的主要傳質(zhì)阻力項是影響柱效的主要因素因素 ，隨著流速提高，柱效下降。，隨著流速提高，柱效下降。（2）載氣流速低時：）載氣流速低時：分子擴散項是影響柱效的主要因分子擴散項是影響柱效的主要因素素 ，隨著流速的增加，柱效提高。，隨著流速的增加，柱效提高。Hu曲線與最佳流速：曲線與最佳流速： 1）、流速對兩項作用完全相反，因此流速對柱效的總影響存在）、流速對兩項作用完全相反，因此流速對柱效的總影響存在一個最佳值，即速率方程式中塔板高度對流速的一階導數(shù)有一極小值。一個最佳值，即速率方程式中塔板高

28、度對流速的一階導數(shù)有一極小值。 2)、以塔板高度、以塔板高度H對流速對流速u作圖，曲線最低點的流速即為最佳流速。作圖，曲線最低點的流速即為最佳流速。 、改善柱效率的主要因素、改善柱效率的主要因素從范第姆特方程從范第姆特方程HA + B / +C 可以看出：可以看出：1）選擇顆粒較小的均勻填料；）選擇顆粒較小的均勻填料；2）應(yīng)在較低溫度下操作；）應(yīng)在較低溫度下操作；3）用最低實際濃度的固定液）用最低實際濃度的固定液;4）用較大分子量的載氣）用較大分子量的載氣;5）柱子操作在最佳載氣速度下進行）柱子操作在最佳載氣速度下進行;6）用較小內(nèi)徑的柱子和較大曲率半徑的柱形）用較小內(nèi)徑的柱子和較大曲率半徑的

29、柱形.有利于改善柱效率。有利于改善柱效率。40三、分析條件的選擇三、分析條件的選擇 載體載體 載氣載氣 固定相、固定液固定相、固定液 柱長、柱內(nèi)徑柱長、柱內(nèi)徑 溫度：汽化室、柱箱、檢測器溫度：汽化室、柱箱、檢測器 進樣方式、進樣量進樣方式、進樣量41三、分析條件的選擇三、分析條件的選擇1、載體：應(yīng)考慮種類、大小、密度等因素；、載體：應(yīng)考慮種類、大小、密度等因素；2、載氣：、載氣：1) 載氣種類的選擇：載氣對柱效的影響、檢測器要求及載氣性質(zhì)。載氣種類的選擇：載氣對柱效的影響、檢測器要求及載氣性質(zhì)。載氣摩爾質(zhì)量大，可抑止試樣的縱向擴散，提高柱效。快載氣摩爾質(zhì)量大，可抑止試樣的縱向擴散，提高柱效?？?/p>

30、速分析時，傳質(zhì)阻力項起主要作用，采用較小摩爾質(zhì)量的速分析時，傳質(zhì)阻力項起主要作用，采用較小摩爾質(zhì)量的載氣（入載氣（入H2、He），可減少傳質(zhì)阻力，提高柱效。），可減少傳質(zhì)阻力，提高柱效。熱導檢測器需要熱導系數(shù)較大的熱導檢測器需要熱導系數(shù)較大的H2 ，有利于提高檢測靈敏，有利于提高檢測靈敏度。在氫焰檢測器中，度。在氫焰檢測器中，N2仍是首選目標。仍是首選目標。在載氣選擇時，還應(yīng)綜合考慮載氣的安全性、經(jīng)濟性及來在載氣選擇時，還應(yīng)綜合考慮載氣的安全性、經(jīng)濟性及來源是否廣泛等因素。源是否廣泛等因素。2) 載氣流速的選擇載氣流速的選擇 根據(jù)速率方程，可計算求出最佳流速，此時柱效最高。在根據(jù)速率方程，可計

31、算求出最佳流速，此時柱效最高。在實際工作中，為縮短分析時間，往往使流速稍高于最佳流速。實際工作中，為縮短分析時間，往往使流速稍高于最佳流速。423、固定相種類的選擇：氣液色譜為例、固定相種類的選擇：氣液色譜為例1）分離非極性組分時，通常選用非極性固定相。各組分按）分離非極性組分時，通常選用非極性固定相。各組分按沸點順序出峰。沸點順序出峰。2）分離極性組分時，通常選用極性固定相。各組分按極性）分離極性組分時，通常選用極性固定相。各組分按極性大小順序流出色譜柱，極性小的先出峰。大小順序流出色譜柱，極性小的先出峰。3）分離非極性和極性（或易被極化）的混合物時?？蛇x用）分離非極性和極性（或易被極化）的

32、混合物時。可選用非極性固定液也可選用極性固定液，應(yīng)視組分的性質(zhì)而定。如果非極性固定液也可選用極性固定液，應(yīng)視組分的性質(zhì)而定。如果沸點為主要矛盾，則應(yīng)選用非極性；若極性差別為主，應(yīng)選極性沸點為主要矛盾，則應(yīng)選用非極性；若極性差別為主，應(yīng)選極性固定液。固定液。4）醇、胺、水等強極性和能形成氫鍵的化合物的分離，通）醇、胺、水等強極性和能形成氫鍵的化合物的分離，通常選擇極性或氫鍵性的固定液。常選擇極性或氫鍵性的固定液。5）組成復雜、較難分離的試樣，通常使用特殊的固定液，）組成復雜、較難分離的試樣，通常使用特殊的固定液，或混和固定相?；蚧旌凸潭ㄏ唷?34 4、固定液的性質(zhì)和用量（涂漬量）的選擇、固定液的

33、性質(zhì)和用量（涂漬量）的選擇固定液的性質(zhì)對分離是起決定作用的。配比：固定液在擔體上的涂漬量，一般指的是固定液與擔體配比：固定液在擔體上的涂漬量，一般指的是固定液與擔體的百分比，配比通常在的百分比，配比通常在525之間。之間。配比越低，擔體上形成的液膜越薄，傳質(zhì)阻力越小，柱效越配比越低，擔體上形成的液膜越薄，傳質(zhì)阻力越小，柱效越高，分析速度也越快。高，分析速度也越快。配比較低時，固定相的負載量低，允許的進樣量較小。分析配比較低時，固定相的負載量低，允許的進樣量較小。分析工作中通常傾向于使用較低的配比。工作中通常傾向于使用較低的配比。445、柱長和柱內(nèi)徑的選擇、柱長和柱內(nèi)徑的選擇增加柱長對提高分離度

34、有利（分離度增加柱長對提高分離度有利（分離度R正比于柱長正比于柱長L），但組分的保留時間），但組分的保留時間tR，且柱阻力，且柱阻力，不便操作。，不便操作。選用原則是在滿足分離目的的前提下，盡可能選選用原則是在滿足分離目的的前提下，盡可能選用較短的柱，有利于縮短分析時間。用較短的柱，有利于縮短分析時間。柱內(nèi)徑：較小的柱內(nèi)徑和較大的曲率半徑有利于柱內(nèi)徑：較小的柱內(nèi)徑和較大的曲率半徑有利于獲得較高的柱效，但太小，填充困難、壓降過大，操獲得較高的柱效，但太小，填充困難、壓降過大，操作不便。作不便。填充色譜柱的柱長通常為填充色譜柱的柱長通常為13米，內(nèi)徑米，內(nèi)徑23毫米；毫米；毛細管柱毛細管柱1030

35、m，內(nèi)徑，內(nèi)徑0.10.5毫米毫米456、工作溫度、工作溫度1）柱溫）柱溫影響范第姆特方程中的影響范第姆特方程中的Dg：組分在氣相中的擴散系數(shù)：組分在氣相中的擴散系數(shù)K： 分配系數(shù)分配系數(shù)提高柱溫提高柱溫有利處：有利處：提高提高K值，有利于改善柱效率值，有利于改善柱效率有利于減小固定液粘度有利于減小固定液粘度有利于減小載氣粘度有利于減小載氣粘度加快傳質(zhì)過程，有利于加快分析速度加快傳質(zhì)過程，有利于加快分析速度不利處：不利處：D氣變大，降低柱效率氣變大，降低柱效率固定液流失嚴重，儀器難以穩(wěn)定固定液流失嚴重，儀器難以穩(wěn)定分離變差分離變差選擇適宜的柱溫選擇適宜的柱溫46另外還需考慮：另外還需考慮：47

36、 a）柱溫應(yīng)控制在固定液的最高使用溫度（超過該溫）柱溫應(yīng)控制在固定液的最高使用溫度（超過該溫度固定液易流失）和最低使用溫度（低于此溫度固定液以固度固定液易流失）和最低使用溫度（低于此溫度固定液以固體形式存在）范圍之內(nèi)。體形式存在）范圍之內(nèi)。b）柱溫一般選擇在接近或略低于組分平均沸點時的）柱溫一般選擇在接近或略低于組分平均沸點時的溫度。溫度。c）組分復雜，沸程寬的試樣，采用程序升溫。）組分復雜，沸程寬的試樣，采用程序升溫。482）、汽化室溫度）、汽化室溫度進樣量很小，是一個很稀的氣態(tài)溶液體系進樣量很小，是一個很稀的氣態(tài)溶液體系汽化室溫度比柱溫高汽化室溫度比柱溫高1050即可。不可超過試樣的分解溫

37、度。即可。不可超過試樣的分解溫度。3）、檢測器溫度）、檢測器溫度一般與汽化室溫度相近一般與汽化室溫度相近程序升溫時，應(yīng)控制在接近最高柱溫的溫度上。程序升溫時，應(yīng)控制在接近最高柱溫的溫度上。FID和和FPD：應(yīng)高于：應(yīng)高于100。 但要注意不能超過檢測器的最高允許使用溫度，如電子捕獲檢測器，若超過最高允許溫度，會發(fā)生放射源流失，既損壞檢測器，又污染環(huán)境，對人體造成危害。 色譜條件選擇的總原則：分得開、峰形窄，出峰快。497、進樣方式和進樣量的選擇、進樣方式和進樣量的選擇1）進樣量：與氣化溫度、柱容量、儀器的線性范圍有關(guān)。）進樣量：與氣化溫度、柱容量、儀器的線性范圍有關(guān)。一般液體試樣0.15 l，

38、氣0.110 ml。氣化溫度氣化溫度 ：達到瞬時氣化；：達到瞬時氣化；柱容量柱容量 ：達到規(guī)定的分離要求；：達到規(guī)定的分離要求；儀器的線性范圍：儀器的線性范圍： 儀器的線性范圍之內(nèi)。儀器的線性范圍之內(nèi)。 2）進樣時間）進樣時間對柱效率影響很大，進樣時間過長，使色譜區(qū)域加寬，降低對柱效率影響很大，進樣時間過長，使色譜區(qū)域加寬，降低柱效。柱效。進樣時間越短越好，必須小于進樣時間越短越好，必須小于1秒鐘。但抽出時間要根據(jù)實秒鐘。但抽出時間要根據(jù)實際情況定。際情況定。50第四節(jié)第四節(jié)氣相色譜儀氣相色譜儀一、氣相色譜的基本流程一、氣相色譜的基本流程二、氣相色譜的部件二、氣相色譜的部件（一）氣路系統(tǒng)（一）

39、氣路系統(tǒng)（二）電路系統(tǒng)（二）電路系統(tǒng)5152載氣進樣色譜柱檢測溫控53一、氣相色譜儀流程一、氣相色譜儀流程氣路控制系統(tǒng)記錄儀檢測器色譜柱氣化器六通閥氣體樣品載氣液體樣品輔助氣體電橋或放大器放空54二、氣相色譜的部件二、氣相色譜的部件（一）氣路系統(tǒng)（一）氣路系統(tǒng)氣路系統(tǒng)由載氣（和輔助其他）及流經(jīng)的氣路系統(tǒng)由載氣（和輔助其他）及流經(jīng)的部件組成。部件組成。對氣路系統(tǒng)的要求：對氣路系統(tǒng)的要求： 1）氣密性好：檢漏；）氣密性好：檢漏； 2）穩(wěn)定性佳：配備各種部件，注意合理）穩(wěn)定性佳：配備各種部件，注意合理使用；使用； 3）計量準確：校準；）計量準確：校準； 4）控制方便）控制方便主要部件有：主要部件有：

40、1、氣源、減壓閥、氣源、減壓閥5、進樣器、進樣器2、凈化器、凈化器6、色譜柱、色譜柱3、穩(wěn)壓閥、穩(wěn)流閥、穩(wěn)壓閥、穩(wěn)流閥7、檢測器、檢測器4、流量計、壓力表、流量計、壓力表5556 1、氣源、氣源1）載氣）載氣 2）輔助氣體）輔助氣體 3）減壓閥）減壓閥氣體的來源：高壓鋼瓶、氣體發(fā)生器。不同氣氣體的來源：高壓鋼瓶、氣體發(fā)生器。不同氣體的高壓鋼瓶，瓶體顏色和字體顏色都是不一樣的。體的高壓鋼瓶，瓶體顏色和字體顏色都是不一樣的。氮氣：黑色，黃字；氮氣：黑色，黃字； 空氣：黑色，白字；空氣：黑色，白字；氫氣：深綠色，紅字；氫氣：深綠色，紅字； 氧氣：天藍色，黑字。氧氣：天藍色，黑字。高壓鋼瓶內(nèi)氣體不能完

41、全用完再換瓶，必須留高壓鋼瓶內(nèi)氣體不能完全用完再換瓶，必須留12公斤氣體，以防外面氣體倒流至瓶內(nèi)。公斤氣體，以防外面氣體倒流至瓶內(nèi)。3）減壓閥）減壓閥作用：把鋼瓶流出的高壓氣體減低到所需的作用：把鋼瓶流出的高壓氣體減低到所需的壓力。壓力。15MPa 0.6MPa 以下。以下。 注意事項：注意事項： 1）不同的氣體需用不同的減壓閥；）不同的氣體需用不同的減壓閥； 2）氧氣的減壓閥禁止接觸油脂；）氧氣的減壓閥禁止接觸油脂； 3）氫氣的減壓閥接頭螺紋是反方向的；）氫氣的減壓閥接頭螺紋是反方向的； 4）安裝時要將灰塵污物除去；）安裝時要將灰塵污物除去； 5）使用時要緩慢調(diào)節(jié)手輪；）使用時要緩慢調(diào)節(jié)手輪

42、； 6）使用后，先關(guān)閉鋼瓶總閥，等氣體走完）使用后，先關(guān)閉鋼瓶總閥，等氣體走完后，必須旋松手輪。后，必須旋松手輪。5758 2、凈化器、凈化器去除氣體中干擾色譜分析的雜質(zhì)。去除氣體中干擾色譜分析的雜質(zhì)。硅膠：除去水份硅膠：除去水份 活性炭：對一般雜質(zhì)均有吸附能力活性炭：對一般雜質(zhì)均有吸附能力 分子篩：除去微量水、分子篩：除去微量水、CO2及有機雜質(zhì)及有機雜質(zhì) 紫銅粉：紫銅粉：475 下除去微量氧等下除去微量氧等594、氣流的顯示、氣流的顯示603、穩(wěn)壓閥、穩(wěn)流閥：得到穩(wěn)定的流速、穩(wěn)壓閥、穩(wěn)流閥：得到穩(wěn)定的流速 入口入口 小于小于0.6 0.25 MPa 出口出口 0.050.3 0.020.2

43、 MPa 穩(wěn)流閥串聯(lián)在穩(wěn)壓閥的后面穩(wěn)流閥串聯(lián)在穩(wěn)壓閥的后面壓力表壓力表流量計流量計電子流量計電子流量計電子壓力表電子壓力表只裝有壓力表的儀器：可以通過繪制壓力流量關(guān)系圖來只裝有壓力表的儀器：可以通過繪制壓力流量關(guān)系圖來了解柱流速了解柱流速5、進樣系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)1）進樣口和氣化室：進樣口和氣化室：液體進樣液體進樣也可以氣體進樣也可以氣體進樣612）、六通閥：）、六通閥：62（3）、分流與不分流進樣）、分流與不分流進樣載氣輸入隔墊清掃輸出0.5-5ml/分鐘分流輸出根據(jù)分流比調(diào)節(jié)針形閥背壓閥三通管毛細管色譜柱二位三通電磁閥由主機微機板控制圖1經(jīng)穩(wěn)壓后載氣入口穩(wěn)流閥63只有在進樣后4060 秒 時間

44、內(nèi)處于本狀態(tài)不分流狀態(tài)分流狀態(tài)分流進樣需注意的問題 盡量減少分流歧視：分流比越大，越有可能造成分流歧視 保證樣品快速汽化（適當添加經(jīng)硅烷化處理的玻璃毛） 分流進樣時，柱的初始溫度盡可能高一些 柱安裝時注意柱與襯管同軸襯管的作用 保護色譜柱：不揮發(fā)組分滯留在襯管內(nèi)。但當污染物積攢到一定量時，會吸附樣品造成峰拖尾/分裂或出現(xiàn)鬼峰 襯管內(nèi)少量經(jīng)硅烷化處理的石英玻璃毛可防止注射器針尖的歧視（即針尖內(nèi)的溶劑和易揮發(fā)組分首先汽化）；加速樣品汽化；避免固體物質(zhì)進入并堵塞色譜柱等646、色譜柱、色譜柱1 1）色譜柱：氣路系統(tǒng)中最簡單的部件，但又是色）色譜柱：氣路系統(tǒng)中最簡單的部件，但又是色譜中最主要的部件之一

45、，混合物的分離就在這里完成。譜中最主要的部件之一，混合物的分離就在這里完成。2 2）柱中載氣平均流速：通過柱出口流速、柱進口）柱中載氣平均流速：通過柱出口流速、柱進口壓力和柱出口壓力求得壓力和柱出口壓力求得65形 式填充柱毛細管色譜柱尺寸內(nèi)徑24mm0.20.5mm長度110m15300m材 質(zhì)不銹鋼、銅、玻璃、 不銹鋼、玻璃、聚四氟乙烯彈性石英玻璃形 狀U型、螺旋型螺旋型 7、檢測器、檢測器 把各組分的濃度變化變成易于測量的電訊號如電壓、把各組分的濃度變化變成易于測量的電訊號如電壓、電流等，經(jīng)放大后送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)計算記錄并顯示電流等，經(jīng)放大后送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)計算記錄并顯示出來。出來。 檢測

46、器種類檢測器種類 氣體流經(jīng)檢測器后放空。氣體流經(jīng)檢測器后放空。 67二、電路系統(tǒng)二、電路系統(tǒng) 電路系統(tǒng)由電源部件、溫度控制器、熱導控制器、微電流電路系統(tǒng)由電源部件、溫度控制器、熱導控制器、微電流放大器、記錄裝備等組成。放大器、記錄裝備等組成。 電路系統(tǒng)基本要求：絕緣性好、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、靈電路系統(tǒng)基本要求：絕緣性好、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、靈敏度高、性能穩(wěn)定、響應(yīng)迅速、譜圖逼真、重現(xiàn)性好等。敏度高、性能穩(wěn)定、響應(yīng)迅速、譜圖逼真、重現(xiàn)性好等。681、電源部件、電源部件外電源的電壓波動應(yīng)小于外電源的電壓波動應(yīng)小于10%。2、溫度控制器、溫度控制器控制控制進樣器、柱箱、檢測器進樣器、柱箱、檢測器及其

47、他需要控及其他需要控制溫度的部件的溫度。制溫度的部件的溫度。3、熱導控制器、熱導控制器提供穩(wěn)定的直流工作電源、調(diào)整橋臂電阻、提供穩(wěn)定的直流工作電源、調(diào)整橋臂電阻、控制輸出信號的大小?？刂戚敵鲂盘柕拇笮?。694、微電流放大器、微電流放大器為電離式檢測器提供極化電壓或脈沖電源，為電離式檢測器提供極化電壓或脈沖電源，并放大微弱電流放大。并放大微弱電流放大。5、記錄設(shè)備、記錄設(shè)備記錄檢測信號。記錄檢測信號。6、其他設(shè)備、其他設(shè)備自動進樣器、程序升溫部件、裂解裝置、頂自動進樣器、程序升溫部件、裂解裝置、頂空進樣裝置等?？者M樣裝置等。70第五節(jié)第五節(jié) 氣相色譜檢測器氣相色譜檢測器71將流出色譜柱的被測組分

48、的濃度或質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量信號的裝置.常見的檢測器：1、 熱導池檢測器（熱導池檢測器（TCD）2、氫火焰離子化檢測器（、氫火焰離子化檢測器（FID）3、電子捕獲檢測器（、電子捕獲檢測器（ECD）4、火焰光度檢測器（、火焰光度檢測器（FPD）5、氮磷檢測器、氮磷檢測器 （ NPD）一、檢測器的分類、檢測器的分類1、按響應(yīng)時間分類1）積分型檢測器：顯示某一物理量隨時間推移進行累加，現(xiàn)在很少用。2）微分型檢測器：顯示某一物理量隨時間推移的瞬時變化，常用。722、按響應(yīng)特征分類、按響應(yīng)特征分類*1) 濃度型檢測器濃度型檢測器: 檢測的是載氣中組分濃度檢測的是載氣中組分濃度的瞬間變化，即響應(yīng)值與濃度成正比

49、。的瞬間變化，即響應(yīng)值與濃度成正比。如如TCD、ECD， R C.2) 質(zhì)量型檢測器質(zhì)量型檢測器:測量被測組分的質(zhì)量變化，測量被測組分的質(zhì)量變化， 響應(yīng)值與單位時間進入檢測器的組分質(zhì)量成正比。響應(yīng)值與單位時間進入檢測器的組分質(zhì)量成正比。如如FID，R dw/dt.733、按樣品變化情況分類按樣品變化情況分類1）破壞性檢測器）破壞性檢測器: 如如FID 、FPD、NPD.2）非破壞性檢測器）非破壞性檢測器: 如如TCD 、ECD.4、按選擇性分類、按選擇性分類1）普通型檢測器）普通型檢測器 對所有物質(zhì)有響應(yīng)，如對所有物質(zhì)有響應(yīng)，如FID、TCD2）專屬型檢測器）專屬型檢測器 對特定物質(zhì)有高靈敏響

50、應(yīng)，如對特定物質(zhì)有高靈敏響應(yīng)，如ECD、FPD、NPD.74二、檢測器的性能指標二、檢測器的性能指標 1、噪聲（、噪聲（Rn）和漂移（）和漂移（Rd） 2、靈敏度（、靈敏度（s） 3、檢測限（、檢測限（D）（敏感度）（敏感度） 4、最小檢出量（、最小檢出量（Qmin） 5、最小檢出濃度（、最小檢出濃度（Cmin ） 6、線形范圍、線形范圍751、噪聲（、噪聲（Rn）與漂移（）與漂移（Rd）噪聲（噪聲（Rn）：）：無給定樣品通過檢測器而由儀器本身和工作條件無給定樣品通過檢測器而由儀器本身和工作條件 所造成的基線起伏信號稱為噪音，常以所造成的基線起伏信號稱為噪音，常以mV來表示來表示漂移（漂移（R

51、d）：）：指在單位時間內(nèi)，無給定樣品通過檢測器而由儀指在單位時間內(nèi)，無給定樣品通過檢測器而由儀器本身和工作條件所造成的記錄筆單方向偏離原器本身和工作條件所造成的記錄筆單方向偏離原點之值，常常以點之值，常常以mV/h來表示來表示762、靈敏度（、靈敏度（s）：）：指單位量的物質(zhì)通過檢測器時所產(chǎn)指單位量的物質(zhì)通過檢測器時所產(chǎn)生信號的大小生信號的大小1) 濃度型檢測器靈敏度（濃度型檢測器靈敏度（ Sc）表示：）表示：每毫升流動相中含有一毫克樣品通過檢測器時，記每毫升流動相中含有一毫克樣品通過檢測器時，記錄儀所記錄的毫伏數(shù)錄儀所記錄的毫伏數(shù)(mv ml/mg)。2) 質(zhì)量型檢測器靈敏度（質(zhì)量型檢測器靈

52、敏度（ Sm）表示：）表示：每秒鐘一克樣品通過檢測器時，記錄儀所記錄的毫每秒鐘一克樣品通過檢測器時，記錄儀所記錄的毫伏數(shù)伏數(shù)(mv s/g)。 靈敏度越高，儀器性能越好靈敏度越高，儀器性能越好7778 3、檢測限、檢測限（D，又稱敏感度），又稱敏感度） 產(chǎn)生產(chǎn)生2倍噪聲信號時倍噪聲信號時,單位體積載氣或單位時間內(nèi)進單位體積載氣或單位時間內(nèi)進 入檢測器的組分量（入檢測器的組分量（D: 毫克毫克/毫升毫升 或或 克克/秒）秒）.D = 2Rn / S 式中：式中： 2Rn:總機噪聲（毫伏）；總機噪聲（毫伏）；S:靈敏度靈敏度 檢測限不僅決定于靈敏度，而且受限于噪聲，即檢測限不僅決定于靈敏度，而且受

53、限于噪聲，即檢測限是衡量檢檢測限是衡量檢 測器或儀器性能的綜合指標。測器或儀器性能的綜合指標。檢出限檢出限越小，儀器性能越好。越小，儀器性能越好。794、最小檢出量（、最小檢出量（Qmin，又稱最小檢測量）又稱最小檢測量）Qmin= 1.065 Y1/2 D5、最小檢出濃度（、最小檢出濃度（Cmin，又稱最小檢測濃度）又稱最小檢測濃度） Cmin= Qmin / Q6、線形范圍：、線形范圍：指響應(yīng)信號與被測物質(zhì)濃度指響應(yīng)信號與被測物質(zhì)濃度(或量或量)成正比的范成正比的范圍，以呈線性響應(yīng)的樣品最大濃度（或量）與最低濃度（或圍，以呈線性響應(yīng)的樣品最大濃度（或量）與最低濃度（或量）之比值來表示。量）

54、之比值來表示。線性范圍最大進樣量線性范圍最大進樣量/最小進樣量最小進樣量三、常用的檢測器三、常用的檢測器 1、氫焰離子化檢測器（、氫焰離子化檢測器（Flame ionization detectorFlame ionization detector，F(xiàn)ID ）801）基本構(gòu)造：基本構(gòu)造：噴嘴噴嘴發(fā)射極發(fā)射極收集極收集極2）原理（一般用的是氫火焰）原理（一般用的是氫火焰） 原理：原理：氫火焰燃燒氫火焰燃燒時，在火焰上方有一個時，在火焰上方有一個高溫區(qū)域高溫區(qū)域，樣品在這個區(qū)域中被樣品在這個區(qū)域中被離子化離子化，形成正負離子。在火焰，形成正負離子。在火焰的周圍加上一個電場，讓離子定向移動，形成電流

55、，的周圍加上一個電場，讓離子定向移動，形成電流，經(jīng)過一系列放大后得到放大信號，也就是檢測到的信經(jīng)過一系列放大后得到放大信號，也就是檢測到的信號。號。813 3）特點：質(zhì)量型檢測器）特點：質(zhì)量型檢測器 通用型檢測器（大部分含通用型檢測器（大部分含C C有機物都能測）有機物都能測）靈敏度高（好于靈敏度高（好于TCDTCD）響應(yīng)快響應(yīng)快線形范圍寬線形范圍寬4 4）缺點：對）缺點：對H H2 2、O O2 2、N N2 2、COCO、COCO2 2、NONO、NONO2 2、H H2 2O O等無響等無響應(yīng)；燃燒會破壞離子原形，無法回收（屬破壞性檢測應(yīng)；燃燒會破壞離子原形，無法回收（屬破壞性檢測器，制

56、備純物質(zhì)，不采用）。器，制備純物質(zhì)，不采用）。825）影響火焰離子化檢測器）影響火焰離子化檢測器FID的因素的因素各種氣體流速和配比的選擇各種氣體流速和配比的選擇 a)通常以通常以N2為載氣，其流速主要考慮其柱效能。為載氣，其流速主要考慮其柱效能。但也要考慮其流速與但也要考慮其流速與H2流速相匹配。流速相匹配。 b) 氮氣氮氣:氫氣氫氣:空氣空氣1:1:10 極化電壓：通常極化電壓在極化電壓：通常極化電壓在100300V范圍范圍 內(nèi)。內(nèi)。 操作溫度：比柱的最高允許使用溫度低約操作溫度：比柱的最高允許使用溫度低約 50 (防止固定防止固定液流失及基線漂移液流失及基線漂移)832、熱導檢測器、熱導

57、檢測器（thermal conductivity detectorthermal conductivity detector，TCD ） 1）檢測原理：檢測原理：基于載氣和樣品的熱導系數(shù)的差異，并用基于載氣和樣品的熱導系數(shù)的差異，并用惠斯登電橋檢測?；菟沟请姌驒z測。 2）特點：濃度型檢測器、非破壞性檢測器、通用型檢測）特點：濃度型檢測器、非破壞性檢測器、通用型檢測器器 3）優(yōu)點：）優(yōu)點： 通用型，應(yīng)用廣泛；通用型，應(yīng)用廣泛； 結(jié)構(gòu)簡單；結(jié)構(gòu)簡單； 穩(wěn)定性好；穩(wěn)定性好； 線形范圍寬；線形范圍寬； 不破壞組分，可重新收集制備不破壞組分，可重新收集制備 4）缺點：與其他檢測器比靈敏度低（因大多數(shù)組分

58、與）缺點：與其他檢測器比靈敏度低（因大多數(shù)組分與載氣熱導率差別不大）載氣熱導率差別不大）845）熱導檢測器）熱導檢測器TCD的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)85池體：池體：（一般用不銹鋼制成）熱敏元件熱敏元件：電阻率高、電阻溫度系數(shù)大的金屬絲（如鉑絲、錸鎢絲）制成。參考臂：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測量臂：需要攜帶被分離組分的載氣流過6）影響熱導檢測器）影響熱導檢測器TCD的因素的因素 在允許工作電流范圍，工作電流越大，靈敏度越高在允許工作電流范圍，工作電流越大，靈敏度越高； 載氣與試樣的熱導系數(shù)相差越大，在檢測器兩臂中產(chǎn)載氣與試樣的熱導系數(shù)相差越大，在檢測器兩臂中產(chǎn)生的溫差和電阻差也

59、就越大，檢測靈敏度越高。載氣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(shù)大，傳熱好，通過的橋路電流也可適當加的熱導系數(shù)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；大，則檢測靈敏度進一步提高； 工作電流固定時，降低熱導池體溫度，可提高靈敏度工作電流固定時，降低熱導池體溫度，可提高靈敏度863、電子捕獲檢測器（、電子捕獲檢測器（ECD）electron capture detectorelectron capture detector1）原理）原理: 當電負性強的原子通過時，捕獲放射源發(fā)當電負性強的原子通過時，捕獲放射源發(fā)出的電子，故名為出的電子，故名為“電子俘獲檢

60、測器電子俘獲檢測器”,一般以一般以63Ni為放射源為放射源.2）高選擇性檢測器）高選擇性檢測器 僅對含有僅對含有鹵素、磷、硫、氮鹵素、磷、硫、氮等元素的化合物等元素的化合物有較高的靈敏度，檢測下限為有較高的靈敏度，檢測下限為10-14g/ml. 對大多數(shù)烴類沒有響應(yīng)對大多數(shù)烴類沒有響應(yīng).3）較多應(yīng)用于農(nóng)副產(chǎn)品、食品及環(huán)境中農(nóng)藥殘留量）較多應(yīng)用于農(nóng)副產(chǎn)品、食品及環(huán)境中農(nóng)藥殘留量的測定的測定.874）電子捕獲檢測器）電子捕獲檢測器ECD的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)放射源放射源收集極收集極884、氮磷檢測器、氮磷檢測器（nitrogen phosphor detectornitrogen phosphor dete