氣相色譜常見問題及處理方法

1、 問題解答：氣相色譜常見問題及處理方法 一、氣相色譜系統(tǒng)的基本組成是什么？ 氣相色譜系統(tǒng)的基本組成有： 1.氣源：常用的有N2、H2、Air、Ar、He等高壓氣體鋼瓶，也可采用氫氣發(fā)生器、氮氣發(fā)生器、無油空氣泵； 2.氣路控制系統(tǒng)：由開關(guān)閥、穩(wěn)定閥、針形（調(diào)節(jié)）閥、切換閥和氣阻、壓力表、流量計等組成； 3.進樣系統(tǒng)：即汽化室，可以根據(jù)不同的分析要求，裝置不同的進樣器內(nèi)襯。對于氣體樣品，最好采用六通閥定體積進樣，可獲好的重復(fù)性，對液體樣品，一般采用微量注射器進樣，對固體樣品，多用裂解器或脈沖爐配合； 4.色譜分離系統(tǒng)：色譜柱是解決樣品組份分離的關(guān)鍵，有填充柱和毛細柱二大類，根據(jù)不同的分析要求來具

2、體配置； 5.檢測器：是將樣品中的化學(xué)組份轉(zhuǎn)化為電訊號，靈敏度和穩(wěn)定性是關(guān)系到整個儀器性能的心臟部件，常用有TCD、FID、ECD、FPD、NPD； 6.色譜工作站 7.溫度控制器：有恒溫控制和程序升溫控制二種方式； 8.檢測器電路；每種類型檢測器都必須配置一個控制和測量的電路，從而實現(xiàn)非電量轉(zhuǎn)換。例如，配合高靈敏度TCD，就要配置一個熱導(dǎo)池恒流電源，對FID就需配置一個微電流發(fā)大器。 二、氣體為什么要凈化？ 氣體純度要影響靈敏度、穩(wěn)定性。凈化工作主要是脫除水份、氧（TCD、ECD）和碳氫化合物，碳氫化合物將影響基線穩(wěn)定性。對于高純氣體分析，要求載氣純度要比被測氣體純度高一個數(shù)量級才能正常工作

3、，否則要出倒峰，例如分析高純Ar（O22PPm，N25PPm），就要求高純Ar載氣中O2、N2都要小于1 PPm才行。應(yīng)用ECD時，載氣中內(nèi)的H2O和O2將嚴(yán)重影響靈敏度。 三、對進樣的五點基本要求是什么？ 為保證定性定量精度，進樣的基本要求是： 1.快速：是指取樣要快，取樣后送進儀器要快，樣品應(yīng)進入汽化室中載氣流速的區(qū)域； 2.重復(fù)：是指取樣要重復(fù)、送入儀器的操作也要重復(fù)，對氣體樣品，要控制住氣體樣品的流量和壓力恒定，以便保證進樣和進被測氣體的進樣量一致性； 3.進樣器溫度要正確設(shè)置；對液體樣品，進樣汽化溫度要設(shè)置正確，要高于試樣的平均沸點，溫度太低會造成高沸點組份汽化不完全，溫度太高，可能

4、會引起某些組份的分解； 4.進樣死體積要盡量?。恢钙业缴V柱的連接氣路體積要盡可能小，氣體進樣閥到色譜柱的連接管盡量短，從而減少死體積對峰變寬的影響； 5.對不同柱型要配置不同的進樣器結(jié)構(gòu)，以便獲得理想的柱效和好的峰形。例如：對填充柱和細口徑毛細柱分流進樣，襯管內(nèi)徑要適當(dāng)大些，而對大口徑毛細柱柱頭進樣，襯管內(nèi)徑要適當(dāng)小些（中間有窄小收口）。 四、填充柱的基本要素是什么？ 對一個具體的被測樣品，就必需應(yīng)用一根適用的色譜柱，要考慮到組份的全部分離，也要考慮分析速度和檢測器靈敏度。分離、速度、靈敏度是與填充柱的基本要素有關(guān)： 1.柱長：柱子越長，分離越好，但分析周期會很長，檢測靈敏度也會降低；

5、2.柱內(nèi)徑：柱的內(nèi)徑越細，分離越好，但制備會困難，柱容量也會減少，造成高含量組份定量偏低； 3.固定液：根據(jù)具體樣品來選擇，“相似性原理”是選擇固定液的基本原則，特殊的、復(fù)雜的樣品也可采用混合型固定液。例如，分離二甲苯，采用DNP+有機皂土；分離白酒，常用DNP+吐溫； 4.擔(dān)體：擔(dān)體目數(shù)大，顆粒細小，分離效果好，但柱壓會太高，造成進樣壓力波動大，對有極性較強的組份，就必須應(yīng)用硅烷化處理的擔(dān)體，以利減小峰形拖尾； 5.固定液與擔(dān)體的配比：固定液配比越高，分離越好，柱容量也會提高，但分析周期會加長，基流會增加，從而增加噪音和基線漂流，柱子老化時間要很長。 五、氣相色譜柱的安裝 色譜柱的正確安裝才

6、能保證發(fā)揮其最佳的性能和延長使用壽命。 正確的安裝請參考以下步驟： 步驟1. 檢查氣體過濾器、載氣、進樣墊和襯管等檢查氣體過濾器和進樣墊，保證輔助氣和檢測器的用氣暢通有效。如果以前做過較臟樣品或活性較高的化合物，需要將進樣口的襯管清洗或更換。 步驟2. 將螺母和密封墊裝在色譜柱上，并將色譜柱兩端要小心切平 。 步驟3. 將色譜柱連接于進樣口上色譜柱在進樣口中插入深度根據(jù)所使用的GC儀器不同而定。正合適的插入能最大可能地保證試驗結(jié)果的重現(xiàn)性。通常來說，色譜柱的入口應(yīng)保持在進樣口的中下部，當(dāng)進樣針穿過隔墊完全插入進樣口后如果針尖與色譜柱入口相差1-2cm，這就是較為理想的狀態(tài)。（具體的插入程度和方

7、法參見所使用GC的隨機手冊）避免用力彎曲擠壓毛細管柱，并小心不要讓標(biāo)記牌等有鋒利邊緣的物品與毛細柱接觸摩擦，以防柱身斷裂受損。將色譜柱正確插入進樣口后，用手把連接螺母擰上，擰緊后（用手?jǐn)Q不動了）用扳手再多擰1/4-1/2圈，保證安裝的密封程度。因為不緊密的安裝，不僅會引起裝置的泄漏，而且有可能對色譜柱造成永久損壞。 步驟4. 接通載氣當(dāng)色譜柱與進樣口接好后，通載氣, 調(diào)節(jié)柱前壓以得到合適的載氣流速（見下表）。 柱前壓設(shè)置為 Psi 15m 25m 30m 50m 100m 0.20mm 10-15 20-30 18-30 40-60 80-120 0.25mm 8-12 13-22 15-25

8、 28-45 55-90 0.32mm 5-10 8-15 10-20 16-30 32-60 0.53mm 1-2 2-3 2-4 4-8 6-14 (以上僅為建議的起始設(shè)置，具體數(shù)值要依據(jù)實際的載氣流速。)將色譜柱的出口端插入裝有己烷的樣品瓶中，正常情況下，我們可以看見瓶中穩(wěn)定持續(xù)的氣泡。如果沒有氣泡，就要重新檢查一下載氣裝置和流量控制器等是否正確設(shè)置，并檢查一下整個氣路有無泄漏。等所有問題解決后，將色譜柱出口從瓶中取出，保證柱端口無溶劑殘留，再進行下一步的安裝。 步驟5. 將色譜柱連接于檢測器上其安裝和所需注意的事項與色譜柱與進樣口連接大致相同。如果在應(yīng)用中系統(tǒng)所使用的是ECD或NPD等

9、，那么在老化色譜柱時，應(yīng)該將柱子與檢測器斷開，這樣檢測器可能會更快達到穩(wěn)定。 步驟6. 確定載氣流量，再對色譜柱的安裝進行檢查注意：如果不通入載氣就對色譜柱進行加熱，會快速且永久性的損壞色譜柱。 步驟7. 色譜柱的老化色譜柱安裝和系統(tǒng)檢漏工作完成后，就可以對色譜柱進行老化了。對色譜柱升至一恒定溫度，通常為其溫度上限。特殊情況下，可加熱至高于最高使用溫度10-20左右，但是一定不能超過色譜柱的溫度上限，那樣極易損壞色譜柱。當(dāng)?shù)竭_老化溫度后，記錄并觀察基線。初始階段基線應(yīng)持續(xù)上升，在到達老化溫度后5-10分鐘開始下降，并且會持續(xù)30-90分鐘。當(dāng)?shù)竭_一個固定的值后就會穩(wěn)定下來。如果在2-3小時后基

10、線仍無法穩(wěn)定或在15-20分鐘后仍無明顯的下降趨勢，那么有可能系統(tǒng)裝置有泄漏或者污染。遇到這樣的情況，應(yīng)立即將柱溫降到40以下，盡快的檢查系統(tǒng)并解決相關(guān)的問題。如果還是繼續(xù)的老化，不僅對色譜柱有損壞而且始終得不到正常穩(wěn)定的基線。一般來說，涂有極性固定相和較厚涂層的色譜柱老化時間長，而弱極性固定相和較薄涂層的色譜柱所需時間較短。而PLOT色譜柱的老化方法有各不相同。PLOT柱的老化驟:HLZ Pora 系列 250， 8小時以上Molesieve(分子篩) 300 12小時Alumina(氧化鋁) 200 8小時以上由于水在氧化鋁和分子篩PLOT柱中的不可逆吸附，使得這兩種色譜柱容易發(fā)生保留行為

11、漂移。當(dāng)柱子分離過含有高水分樣品后，需要將色譜柱重新老化，以除去固定相中吸附的水分。 步驟8. 設(shè)置確認(rèn)載氣流速對于毛細管色譜柱，載氣的種類首選高純度氮氣或氫氣。載氣的純度最好大于99.995%，而其中的含氧量越少越好。如果您使用的是毛細管色譜柱，那么依照載氣的平均線速度（cm/sec）,而不是利用載氣流量（ml/min）來對載氣做出評價。因為柱效的計算采用的是載氣的平均線速度。推薦平均線速度值：氮氣：10-12cm/sec 氫氣：20-25cm/sec載氣雜質(zhì)過濾器在載氣的管線中加入氣體過濾裝置不僅可以延長色譜柱壽命，而且很大程度的降低了背景噪音。 系統(tǒng)時，最好能在其輔助氣路中ECD建議最好

12、安裝一個高容量脫氧管和一個載氣凈化器。使用 也安裝一個脫氧管。 步驟9. 柱流失檢測在色譜柱老化過程結(jié)束后，利用程序升溫作一次空白試驗（不進樣）。一般是以10/min從50升至最高使用溫度，達到最高使用溫度后保持10min。這樣我們就會的到一張流失圖。 這些數(shù)值可能對今后作對比試驗和實驗問題的解決有幫助。在空白試驗的色譜圖中，不應(yīng)該有色譜峰出現(xiàn)。如果出現(xiàn)了色譜峰，通常可能是從進樣口帶來的污染物。如果在正常的使用狀態(tài)下，色譜柱的性能開始下降，基線的信號值會增高。另外，如果在很低的溫度下，基線信號值明顯的大于初始值，那么有可能是色譜柱和 GC系統(tǒng)有污染。其他：色譜柱的保存用進樣墊將色譜柱的兩端封住

13、，并放回原包裝。在安裝時要將色譜柱的兩端截去一部分，保證沒有進樣墊的碎屑殘留于柱中。 注意：當(dāng)空氣中氫氣的含量在4-10%時，就有爆炸的危險。所以一定要保證實驗室有良好的通風(fēng)系統(tǒng)。 下一問題: 六、穩(wěn)壓閥的作用及保證穩(wěn)壓效果的條件是什么？ 為了獲得定性定量的正確結(jié)果，穩(wěn)壓閥輸入壓力起碼大于輸出壓力0.05MPa，否則起不到良好的穩(wěn)壓效果，因此，氣體鋼瓶或氣體發(fā)生器輸出的氣體應(yīng)足夠高才行，例如：載氣輸入儀器的壓力必須大于柱前壓0.05 MPa。 七、怎么樣老化色譜柱? 新填充的色譜柱不能馬上使用還需要進行老化處理。 老化的目的有兩個: 一.是為了徹底除去填充物中的殘余溶劑，和某些揮發(fā)性雜質(zhì)。 二

14、.是促進固定液均勻的、牢固分布在單體的表面上。 老化的方法： -把柱子與汽化室連接，與檢測器一端要斷開，以氮氣為載氣，流速是正常的一半即可，溫度選擇固定液的最高使用溫度，老化時間大約20小時，老化完成后將儀器溫度降至近室溫關(guān)閉色譜儀，待儀器溫度恢復(fù)室溫再將色譜柱連接到檢測器上（老化時接汽化室的一端最好接在檢測器上），開機，在使用溫度下看基線是否平穩(wěn)，如果平穩(wěn)色譜柱就算老化好了，否則要繼續(xù)老化。 八、常用國產(chǎn)氣相色譜擔(dān)體(載體)及吸附劑 品 名 規(guī)格/100克 品 名 規(guī)格/100克 6201紅色擔(dān)體系列 60/80/100目 401有機擔(dān)體 60/80/100目 101白色擔(dān)體系列 60/80

15、/100目 402有機擔(dān)體 60/80/100目 102白色擔(dān)體系列 60/80/100目 403有機擔(dān)體 60/80/100目 103白色擔(dān)體系列 60/80/100目 404有機擔(dān)體 60/80/100目 104白色擔(dān)體系列 60/80/100目 405有機擔(dān)體 60/80/100目 201紅色擔(dān)體系列 60/80/100目 406有機擔(dān)體 60/80/100目 202紅色擔(dān)體系列 60/80/100目 407有機擔(dān)體 60/80/100目 301紅色擔(dān)體系列 60/80/100目 408有機擔(dān)體 60/80/100目 302紅色擔(dān)體系列 60/80/100目 GDX系列（高分子微球） 6

16、0/80/100目 401白色擔(dān)體 60/80/100目 TDX系列（碳分子篩） 60/80/100目 九、常 用 氣 相 色 譜 固 定 液(略) 十、如何正確操作氫焰檢測器？ 1.開機是先通載氣和空氣，讓載氣先沖洗進樣器、色譜柱、檢測器； 2.接通并設(shè)置好各部分的溫度控制； 3.開通微電流放大器，設(shè)置好放大器輸入高阻檔（增益檔），一般置于109檔，走放大器基線； 4.待檢測器溫度高于100時才能通氫氣點火，點火是氫氣可通得流量大一些，易于點火，點著火后就將氫氣流量降到合適的位置（滿足最佳N2/H2比）； 5.應(yīng)用基流調(diào)節(jié)電位器將記錄儀表的記錄筆調(diào)到適當(dāng)?shù)奈恢?，走基線； 6.待基線穩(wěn)定后即可

17、進行進樣分析； 7.停機時，必須先將氫氣關(guān)閉讓檢測器熄火； 8.然后關(guān)掉溫控和放大器，待柱溫降到低于7080時最后才關(guān)掉載氣和空氣。通H2點火操作應(yīng)在FID 溫度超過100時進行，關(guān)機時應(yīng)先熄火，這一操作原則是為了避免造成檢測器積水而導(dǎo)致放大器輸入級絕緣下降，引起噪音增大。 十一、影響FID靈敏度的因素是什么？ 影響FID靈敏度的因素有： 1.噴咀孔徑大?。嚎讖叫§`敏度高，但限制了進樣差； 2.收集極與極化極間的位置：極間距離大、靈敏度小，極間距離小、靈敏度高； 3.極化極與噴咀口的相互位置：噴咀口高于極化極圈，靈敏度大大下降，噴咀口低于極化極圈，則會引起噪音增大； 4.N2/H2流量比：將明顯影響靈敏度，各生產(chǎn)廠家的結(jié)構(gòu)設(shè)計不同，N2/H2比最佳值也不同，可用實驗來確定，一般情況下，N2流量比H2流量大些，一般N2：H2是1：1.5或1：1為宜。噴咀孔徑為0.4的，流量可再2030ml/min，噴咀孔徑為0.6以上的，流量可在4050 ml/m