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) :由開關閥、穩(wěn)定閥、針形 (調節(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 ,可以根據不同的分析要求 ,裝置不同的進樣器內襯。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鍵 ,有

2、填充柱和毛細柱二大類 , 根據不同的分析要求來具體配置 ;5. 檢測器 :是將樣品中的化學組份轉化為電訊號 ,靈敏度和穩(wěn)定性是關系到整個 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 電量轉換。例如 ,配合高靈敏度 TCD,就要配置一個熱導池恒流電源 ,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

3、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 ,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。應用 ECD時,載氣中內的 H2O 和 O2將嚴重影響靈敏度。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 ,樣品應進入汽化室中載氣流速的區(qū) 域;2. 重復 :是指取樣要重復、送入儀器的操作也要重復 ,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

4、樣器溫度要正確設置 ;對液體樣品 ,進樣汽化溫度要設置正確 ,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 ,可能會引起某些組份的 分解;4. 進樣死體積要盡量小 ;指汽化室到色譜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構 ,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 ,襯管內徑要適當大些 ,而對大口徑毛細柱柱頭進 樣 ,襯管內徑要適當小些 (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 ,就必需應用一根適用的色譜柱 ,要考慮

5、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 :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2. 柱內徑:柱的內徑越細,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. 擔體:擔體目數(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 ,就必須應用硅烷化處理的擔

6、體 ,以利減小峰形拖尾 ;5. 固定液與擔體的配比 :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

7、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果的重現(xiàn)性。通常來說 色譜柱的入口應保持在進樣口的中下部 ,當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 （用手擰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. 接通載氣當色

8、譜柱與進樣口接好后 ,通載氣, 調節(jié)柱前壓以得到合適的載 氣流速 （見下表。柱前壓設置為Psi 15m 25m 30m 50m 100m0.20mm 10-15 20-30 18-30 40-60 80-1200.25mm 8-12 13-22 15-25 28-45 55-900.32mm 5-10 8-15 10-20 16-30 32-600.53mm 1-2 2-3 2-4 4-8 6-14（以上僅為建議的起始設置 ,具體數(shù)值要依據實際的載氣流速。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

9、制器等是否正確設置 ,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。如果在應用中系統(tǒng)所使用的是 ECD 或 NPD 等,那么在老化色 譜柱時 ,應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

10、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?shù)竭_老化溫度后 ,記錄并觀察基線。初始階段基線應持續(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?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 ,應立即將柱溫降到 40以 下 ,盡快的檢查系統(tǒng)并解決相關的問題。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

11、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)生保留行為漂移。當 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. 設置確認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

12、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。建議最好安裝一個高容量脫氧管和一個載氣凈化器。使用 ECD 系統(tǒng)時,最好能 在其輔助氣路中也安裝一個脫氧管。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

13、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 ,不應該有色譜峰出現(xiàn)。如果出現(xiàn)了色譜峰 ,通?？赡苁菑倪M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 ,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 :當空氣中氫氣的含量在 4-10%時,就有爆炸的危險。所以一

14、定要保證實驗 室有良好的通風系統(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。二.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

15、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 溫度降至近室溫關閉色譜儀 ,待儀器溫度恢復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、常用國產氣相色譜擔體 （載體及吸附劑品名規(guī)格/100克品名規(guī)格 /100克6201 紅色擔體系列 60/80/100目 401 有機擔體60/80/100目101白色擔體系列 60/80/100目 402 有機擔體60/80/100目102白色擔體系列60/80/100目 403 有機擔體60/80/100目1

16、03白色擔體系列 60/80/100目 404 有機擔體60/80/100目104白色擔體系列 60/80/100目 405 有機擔體60/80/100目201紅色擔體系列 60/80/100目 406 有機擔體60/80/100目202紅色擔體系列 60/80/100目 407 有機擔體60/80/100目301紅色擔體系列 60/80/100目 408 有機擔體60/80/100目302紅色擔體系列 60/80/100目 GDX 系列（高分子微球 60/80/100 目401白色擔體 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

17、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. 接通并設置好各部分的溫度控制 ;3. 開通微電流放大器 ,設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. 應用基流調節(jié)電位器將記錄儀表的記錄筆調到適當?shù)奈恢?,走基線 ;6. 待基線穩(wěn)定后即可進行進樣分析 ;7. 停機時 ,必須先將氫氣關閉讓檢測器熄火 ;8. 然后關掉溫控和放大器 ,待柱溫降到低于 70 80時最后

18、才關掉載氣和空 氣。通 H2點火操作應在 FID 溫度超過 100時進行,關機時應先熄火 ,這一操作原 則是為了避免造成檢測器積水而導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. 噴咀孔徑大小 :孔徑小靈敏度高 ,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 ,各生產廠家的結構設計不同 ,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/min 左右為佳。毛細管色譜的柱