氣相色譜檢測器

關(guān)于氣相色譜檢測器第一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二檢測器的分類：1.按照對(duì)組分的選擇性分：通用型：熱導(dǎo)檢測器選擇性型：電子捕獲檢測器火焰光度檢測器第二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二2.根據(jù)檢測器的輸出信號(hào)與組分含量的關(guān)系分：濃度型檢測器

質(zhì)量型檢測器濃度型檢測器：測量載氣中組分濃度的瞬間變化，檢測器的響應(yīng)值與組分在載氣中的濃度成正比，與單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入檢測器的質(zhì)量無關(guān)。如：

熱導(dǎo)檢測器和電子捕獲檢測器第三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二檢測器質(zhì)量型檢測器：測量載氣中組分進(jìn)入檢測器的質(zhì)量流速變化，即檢測器的響應(yīng)值與單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入檢測器某組分的質(zhì)量成正比。如氫焰離子化檢測器，火焰光度檢測器第四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二

在氣相色譜中，對(duì)檢測器的要求主要有4方面：靈敏度高；穩(wěn)定性好，噪音低；線性范圍寬；死體積小，響應(yīng)快。檢測器性能指標(biāo)：1.靈敏度2.噪音和漂移3.檢測限一、檢測器的性能指標(biāo)第五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二定義：靈敏度又稱響應(yīng)值，指單位物質(zhì)的含量(質(zhì)量或濃度)通過檢測器時(shí)所產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)變化率。濃度型檢測器靈敏度(Sc)：1ml載氣攜帶1mg的某組分通過檢測器時(shí)產(chǎn)生的電壓，單位為mV·ml/mg靈敏度(sensitivity)第六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二質(zhì)量型檢測器靈敏度(Sm):每秒鐘有1g的某組分被載氣攜帶通過檢測器，所產(chǎn)生的電壓或電流值，單位mV·s/g或A·s/g第七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二

噪音和漂移1.噪音(noise,N)定義：

無樣品通過檢測器時(shí)，由儀器本身和工作條件等的偶然因素引起的基線起伏。第八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二分類：短時(shí)噪音：指記錄筆的快速小振幅抖動(dòng)長時(shí)噪音：指在以分鐘計(jì)的周期內(nèi)的基線波動(dòng)。噪音的表示和單位噪音的大小用測量基線波動(dòng)的峰對(duì)峰的最大寬度來衡量。單位：mV,A第九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二2.漂移(drift;d)指基線在單位時(shí)間內(nèi)單方向緩慢變化的幅值。單位：mV/h第十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二

檢測限(detectability,D)定義：某組分的峰高恰為噪音峰高的兩倍(2N)時(shí),單位時(shí)間內(nèi)載氣引入檢測器中該組分的質(zhì)量（g/s）或單位體積載氣中所含該組分的量(mg/ml)。第十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二濃度型檢測器，檢出限D(zhuǎn)c=2N/Sc

Dc的物理意義：每毫升載氣中含有恰好能產(chǎn)生二倍于噪聲信號(hào)的溶質(zhì)毫克數(shù)。質(zhì)量型檢測器，檢出限D(zhuǎn)m=2N/SmDm的物理意義：每秒恰好能產(chǎn)生二倍于噪聲的信號(hào)（2N）通過的溶質(zhì)克數(shù)。第十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二無論哪種檢測器，檢出限都與靈敏度成反比，與噪聲成正比。檢出限不僅決定于靈敏度，而且受限于噪聲，所以它是衡量檢測器性能的綜合指標(biāo)第十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二最小檢測量(最小檢測濃度)

最小檢測量或最小檢測濃度：恰能產(chǎn)生二倍噪音或三倍噪音信號(hào)時(shí)的進(jìn)樣量或進(jìn)樣濃度。最小檢測量和檢測限是兩個(gè)不同的概念。檢測限只用來衡量檢測器的性能；而最小檢測量不僅與檢測器性能有關(guān)，還與色譜柱效及操作條件有關(guān)第十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二

表常用檢測器的性能檢測器檢測對(duì)象噪音檢測限線性適用載氣TCD通用0.01mV10-5mg/ml104H2、HeFID含CH化合物10-4A10-10mg/s107N2ECD含電負(fù)性基團(tuán)8×10-12A5×10-11mg/ml5×104N2TID含P,N化合物10-12mg/s105N2、ArFPD含S,P化合物3×10-10mg/ml105N2、He第十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二二、熱導(dǎo)檢測器(thermalconductivitydetector,TCD)定義：利用被測組分與載氣的熱導(dǎo)率的差別來檢測組分的濃度變化。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單測定范圍廣(無機(jī)物，有機(jī)物)樣品不被破壞缺點(diǎn)：靈敏度低（10-6—10-10g/s）噪音大第十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二、熱導(dǎo)檢測器——TCD測定原理：利用被測組分與載氣的熱導(dǎo)系數(shù)不同而導(dǎo)致熱敏元件溫度變化，從而使熱敏元件阻值變化，使惠斯頓電橋輸出信號(hào)變化，信號(hào)的變化與被測物濃度成正比。第十七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二不通組分，電橋平衡，IG=0，R1/R2=R3/R4。有組分通過，IG≠0R1/R2≠R3/R4。第十八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二熱導(dǎo)檢測器——TCD適用于所有物質(zhì)的通用型濃度型檢測器，在進(jìn)樣量一定時(shí)，峰面積與載氣流速成反比，峰高與載氣流速無關(guān)。用峰面積定量時(shí)，需保持流速恒定。載氣與樣品的熱導(dǎo)率相差越大，靈敏度越高常用載氣的熱導(dǎo)率與有機(jī)化合物的差值大小順序?yàn)镠2HeN2。因此在使用熱導(dǎo)池檢測器時(shí)，為了提高靈敏度，一般選用H2為載氣。第十九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二熱導(dǎo)檢測器——TCD不通載氣不能加橋電流，否則熱導(dǎo)池中的熱敏元件易燒壞。增加橋流可提高靈敏度，橋流增加，金屬易氧化，噪音也會(huì)變大，所以在靈敏度夠用的情況下，盡量采取低橋流。第二十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二三、氫焰離子化檢測器(hydrogenflameionizationdetector,FID)定義：利用有機(jī)物在氫焰的作用下，化學(xué)電離而形成離子流，借測定離子流強(qiáng)度進(jìn)行檢測。優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：靈敏度高(10-12g/s)檢測時(shí)樣品被破壞噪音小只能測定含碳化合物死體積小第二十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二氫焰離子化檢測器——FIDFID工作原理：含碳的有機(jī)化合物在氫火焰中燃燒時(shí)，產(chǎn)生化學(xué)電離，發(fā)生下列反應(yīng)：

CH+OCHO++eCHO++H2OH3O++CO

反應(yīng)產(chǎn)生的正離子在電場的作用下被收集到負(fù)電極上，產(chǎn)生微弱的電流，經(jīng)放大后產(chǎn)生色譜信號(hào)。第二十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二氫焰離子化檢測器——FID有機(jī)物的通用型質(zhì)量型檢測器，是目前最常用的檢測器，峰高取決于單位時(shí)間引入檢測器中組分的質(zhì)量，在進(jìn)樣量一定時(shí)，峰高與載氣流速成正比，用峰高定量時(shí)，需保持載氣流速恒定。用峰面積定量，與載氣流速無關(guān)。靈敏度高（小于10-12

），對(duì)碳有很高的靈敏度；對(duì)在氫火焰中不電離的無機(jī)化合物如NH3等不能檢測。第二十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二氫焰離子化檢測器——FID載氣為氮?dú)猓細(xì)鉃闅錃?，助燃?xì)鉃榭諝狻５獨(dú)猓簹錃猓嚎諝?1：1～1.5：10，檢測器的溫度應(yīng)大于120℃第二十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二四、電子捕獲檢測器(electroncapturedetector,ECD)定義：只對(duì)含有鹵素、硫、氮等電負(fù)性強(qiáng)的化合物有響應(yīng)的檢測器。特點(diǎn)：高選擇性(痕量電負(fù)性有機(jī)物)高靈敏度(10-14g/cm3)第二十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二電子捕獲檢測器——ECD結(jié)構(gòu)和工作原理：檢測器是一個(gè)有放射源63Ni或氚(3H)的離子化檢測器，當(dāng)載氣通過檢測器，受放射源射出的射線的激發(fā)與電離，產(chǎn)生一定數(shù)量的電子和正離子，

N2N2++e第二十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二電子捕獲檢測器——ECD基流：生成的正離子和電子在電場作用下分別向兩極運(yùn)動(dòng)形成恒定的電流。電負(fù)性強(qiáng)的被測組分進(jìn)入檢測器就會(huì)捕獲電子，

AB+e-AB-+EAB-和N2+生成中性化合物，被帶出檢測室。使檢測室的基流減小，減小的程度與載氣的濃度成正比,產(chǎn)生負(fù)信號(hào)，形成倒峰。組分濃度越高，倒峰越大。第二十七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期二電子捕獲檢測器