GC-氣相色譜分析儀器結構 2

第二節(jié)氣相色譜分析儀器結構

及色譜分離實質(zhì)1苯和環(huán)己烷的分離化合物 沸點/℃苯80.1環(huán)己烷 80.7一個具體的例子:2兩種常規(guī)分離設備3檢測器進樣口柱箱色譜柱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進樣步驟3

柱分離步驟5

數(shù)據(jù)分析步驟4

檢測*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管柱7填充柱和毛細管柱的截面圖對比8典型的毛細管柱聚酰亞胺涂層熔融石英固定相ＧＣ毛細管柱放大視圖一支真實的毛細管柱，３０米長，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

檢測器熱導池橋電流200mA

檢測器溫度100℃

氣化室溫度200℃

10色譜分離的實質(zhì)

從上例可以看出，苯和環(huán)己烷的沸點只差0.6℃，如用分餾柱進行分離是根本不可能的，可是用氣相色譜法只用半米長的色譜柱就可以很容易地把二者分開。這是因為苯和環(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=流動相中的濃度

12

可依據(jù)如下計算公式計算如果使用非極性固定相的毛細管柱如何?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

使用角鯊烷固定相毛細管柱

在角鯊烷固定相上苯和環(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以上的毛細管柱才可以分離開。14色譜分離形象化的理解色譜分離過程15分離過程B

樣品以不同的速度遷移C

第1個洗脫物通過檢測器D第2個洗脫物通過檢測器,等等.A

樣品聚焦檢測器檢測器進樣口載氣流載氣流載氣流載氣流檢測器…信號

檢測器信號

…時間檢測器…時間檢測器…時間

ABDC毛細管柱16檢測器17熱導檢測器

熱導池檢測器（TCD）ThermalConductivetyDetector，是一種非選擇性檢測器，對所有物質(zhì)均有響應，其結構簡單，性能穩(wěn)定，且不破壞試樣，目前應用最為廣泛。181.熱導池結構結構：1、池體用不銹鋼制成2、熱敏元件則用長短、粗細、電阻完全相同的鎢絲或鉑絲等來充當。熱導池檢測器結構圖19熱導池檢測器檢測原理是基于不同的物質(zhì)有不同的熱導系數(shù)，通過惠斯登電橋?qū)崿F(xiàn)。熱導檢測器電橋線路示意圖：2.熱導池檢測原理未進樣時：（無信號輸出）R1=R2R參=R測R參×R2＝R測×R1進樣后：（輸出信號）

R1≠R2

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

A.池體溫度應保持恒定；

B.較低的池體溫度與燈絲溫差大，有利于熱傳導；

C.池體溫度不得低于柱溫，否則組分在檢測器內(nèi)冷凝，造成污染。（3）載氣種類：載氣應選擇熱導系數(shù)與試樣相差大的惰性氣體以提高靈敏度。21氫火焰檢測器氫火焰離子化檢測器（FID）FlameIonigationDetector特點：（1）質(zhì)量型檢測器；（2）結構簡單，靈敏度高，響應快，穩(wěn)定性好；（3）僅對含有碳氫鍵的有機化合物有很高的靈敏度，比熱導池檢測器高幾個數(shù)量級，能檢測至ng/mL級的痕量物質(zhì)氫火焰檢測器22氫火焰主要部件

一個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、點火線圈、外罩等部件。氫火焰檢測器23氫火焰工作原理

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

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