第2節(jié)氣相色譜儀

1、2021-12-5第第第第第第七七七七七七章章章章章章色譜分析法色譜分析法色譜分析法色譜分析法色譜分析法色譜分析法一、氣相色譜儀及其流程一、氣相色譜儀及其流程二、二、氣相色譜固定相氣相色譜固定相三、氣相色譜檢測(cè)裝置三、氣相色譜檢測(cè)裝置 1 1檢測(cè)器特性檢測(cè)器特性 2 2熱導(dǎo)檢測(cè)器熱導(dǎo)檢測(cè)器 3 3氫火焰離子化檢測(cè)器氫火焰離子化檢測(cè)器 4. 4. 電子捕獲檢測(cè)器電子捕獲檢測(cè)器 5. 5. 具有定性功能的檢測(cè)器具有定性功能的檢測(cè)器（聯(lián)用技術(shù)）（聯(lián)用技術(shù)）第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 氣相色譜裝置氣相色譜裝置氣相色譜裝置氣相色譜裝置氣相色譜裝置氣相色譜裝置2021-12-5氣相色譜儀氣相色譜

2、儀氣相色譜儀氣相色譜儀氣相色譜儀氣相色譜儀1 1 12021-12-5氣相色譜儀氣相色譜儀氣相色譜儀氣相色譜儀氣相色譜儀氣相色譜儀2 2 22021-12-5氣相色譜儀氣相色譜儀氣相色譜儀氣相色譜儀氣相色譜儀氣相色譜儀3 3 32021-12-5一、氣相色譜流程一、氣相色譜流程一、氣相色譜流程一、氣相色譜流程一、氣相色譜流程一、氣相色譜流程1-載氣鋼瓶；2-減壓閥；3-凈化干燥管；4-針形閥；5-流量計(jì);6-壓力表；4-針形閥；5-流量計(jì);6-壓力表；9-熱導(dǎo)檢測(cè)器；10-放大器；11-溫度控制器；12-記錄儀；1. 載氣系統(tǒng)載氣系統(tǒng)：包括氣源、凈化干燥管和載氣流速控制;2. 進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)

3、：進(jìn)樣器及氣化室；3. 色譜柱：色譜柱：填充柱（填充固定相）或毛細(xì)管柱（內(nèi)壁涂有固定液）；4. 檢測(cè)器檢測(cè)器：可連接各種檢測(cè)器，以熱導(dǎo)檢測(cè)器或氫火焰檢測(cè)器最為常見(jiàn)；5. 記錄系統(tǒng)：記錄系統(tǒng)：放大器、記錄儀或數(shù)據(jù)處理儀；6. 溫度控制系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)：柱室、氣化室的溫度控制。2021-12-5二、二、二、二、二、二、氣相色譜固定相氣相色譜固定相氣相色譜固定相氣相色譜固定相氣相色譜固定相氣相色譜固定相1 1氣固色譜固定相氣固色譜固定相 種類：種類： 活性炭：活性炭：有較大的比表面積，吸附性較強(qiáng)。 活性氧化鋁活性氧化鋁：有較大的極性。適用于常溫下O2、N2、CO、CH4、C2H6、C2H4等氣體的相

4、互分離。CO2能被活性氧化鋁強(qiáng)烈吸附而不能用這種固定相進(jìn)行分析。 硅膠硅膠：與活性氧化鋁大致相同的分離性能，除能分析上述物質(zhì)外，還能分析CO2、N2O、NO、NO2等，且能夠分離臭氧。2021-12-5氣固色譜固定相氣固色譜固定相氣固色譜固定相氣固色譜固定相氣固色譜固定相氣固色譜固定相 分子篩分子篩： 堿及堿土金屬的硅鋁酸鹽（沸石），多孔性。如堿及堿土金屬的硅鋁酸鹽（沸石），多孔性。如3A、4A、5A、10X及及13X分子篩等（孔徑：埃）。常用分子篩等（孔徑：埃）。常用5A和和13X（常（常溫下分離溫下分離O2 2與與N2 2）。）。除了廣泛用于除了廣泛用于H2 2、O2 2、N2 2、CH4

5、 4、CO等等的分離外，還能夠測(cè)定的分離外，還能夠測(cè)定He、Ne、Ar、NO、N2 2O等。等。 高分子多孔微球（高分子多孔微球（GDX系列）：系列）： 新型的有機(jī)合成固定相（苯乙烯與二乙烯苯共聚）。新型的有機(jī)合成固定相（苯乙烯與二乙烯苯共聚）。 型號(hào)：型號(hào)：GDX-01、-02、-03等。適用于水、氣體及低級(jí)醇等。適用于水、氣體及低級(jí)醇的分析。的分析。2021-12-5氣固色譜固定相的特點(diǎn)氣固色譜固定相的特點(diǎn)氣固色譜固定相的特點(diǎn)氣固色譜固定相的特點(diǎn)氣固色譜固定相的特點(diǎn)氣固色譜固定相的特點(diǎn)（1）性能與制備和活化條件有很大關(guān)系；）性能與制備和活化條件有很大關(guān)系；（2）同一種固定相，不同廠家或不同

6、活化條件，分離效）同一種固定相，不同廠家或不同活化條件，分離效果差異較大；果差異較大；（3）種類有限，能分離的對(duì)象不多；）種類有限，能分離的對(duì)象不多；（4）使用方便。）使用方便。2021-12-52 2 2氣液色譜固定相氣液色譜固定相氣液色譜固定相氣液色譜固定相氣液色譜固定相氣液色譜固定相 氣液色譜固定相氣液色譜固定相 固定液+擔(dān)體（支持體） ： 固定液在常溫下不一定為液體，但在使用溫度下一定呈固定液在常溫下不一定為液體，但在使用溫度下一定呈液體狀態(tài)。液體狀態(tài)。 固定液的種類繁多，選擇余地大，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。固定液的種類繁多，選擇余地大，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。擔(dān)體：化學(xué)惰性的多孔性固體顆粒，具有

7、較大的比表面積。擔(dān)體：化學(xué)惰性的多孔性固體顆粒，具有較大的比表面積。 可以作為擔(dān)體使用的物質(zhì)應(yīng)滿足以下條件：可以作為擔(dān)體使用的物質(zhì)應(yīng)滿足以下條件： 比表面積大，孔徑分布均勻；比表面積大，孔徑分布均勻； 化學(xué)惰性，表面無(wú)吸附性或吸附性很弱，與被分離組份化學(xué)惰性，表面無(wú)吸附性或吸附性很弱，與被分離組份不起反應(yīng)；不起反應(yīng)； 具有較高的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，不易破碎；具有較高的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，不易破碎； 顆粒大小均勻、適度。一般常用顆粒大小均勻、適度。一般常用6080目、目、80100目。目。2021-12-5擔(dān)體（硅藻土）擔(dān)體（硅藻土）擔(dān)體（硅藻土）擔(dān)體（硅藻土）擔(dān)體（硅藻土）擔(dān)體（硅藻土） 紅色

8、擔(dān)體紅色擔(dān)體：孔徑較小，表孔密集，比表面積較大，機(jī)械強(qiáng)度好。適宜分孔徑較小，表孔密集，比表面積較大，機(jī)械強(qiáng)度好。適宜分離非極性或弱極性組分的試樣。離非極性或弱極性組分的試樣。 缺點(diǎn)是表面存有活性吸附中心點(diǎn)。缺點(diǎn)是表面存有活性吸附中心點(diǎn)。 白色擔(dān)體白色擔(dān)體： 煅燒前原料中加入了少量助溶劑煅燒前原料中加入了少量助溶劑(碳酸鈉碳酸鈉)。 顆顆 粒疏松，孔徑較大。表面積較小，機(jī)械強(qiáng)度粒疏松，孔徑較大。表面積較小，機(jī)械強(qiáng)度 較差。但吸較差。但吸附性顯著減小，適宜分離極性組分的試樣。附性顯著減小，適宜分離極性組分的試樣。 種類 擔(dān)體名稱 特點(diǎn)及用途 生產(chǎn)廠家紅色硅藻土擔(dān)體201 紅色擔(dān)體301 釉化紅色擔(dān)

9、體6201 紅色擔(dān)體適用于涂漬非極性固定液分析非極性物質(zhì)由 201 釉化而成，性能介于紅色與白色硅藻土擔(dān)體之間，適用于分析中等極性物質(zhì)上海試劑廠大連催化劑廠硅藻土類白色硅藻土擔(dān)體101 白色擔(dān)體101 酸洗101 硅烷化白色擔(dān)體102 白色擔(dān)體適用于涂漬極性固定液分析極性物質(zhì)催化吸附性小，減小色譜峰拖尾上海試劑廠非硅藻土類高分子微球玻璃微球氟擔(dān)體由苯乙烯和二乙烯苯共聚而成經(jīng)酸堿處理，比表面積 0.02 m2 / g ,可在較高溫度下使用，適宜分析高沸點(diǎn)物質(zhì)。由四氟乙烯聚合而成，比表面積 10.5 m2 /g適宜分析強(qiáng)極性物質(zhì)和腐蝕性物質(zhì)上海試劑廠2021-12-5固定液固定液固定液固定液固定液

10、固定液 固定液：高沸點(diǎn)難揮發(fā)有機(jī)化合物，種類繁多。固定液：高沸點(diǎn)難揮發(fā)有機(jī)化合物，種類繁多。 (1)對(duì)對(duì)固定液的固定液的要求要求 應(yīng)對(duì)被分離試樣中的各組分具有不同的溶解能力，較好應(yīng)對(duì)被分離試樣中的各組分具有不同的溶解能力，較好的熱穩(wěn)定性，并且不與被分離組分發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)。的熱穩(wěn)定性，并且不與被分離組分發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)。 (2)選擇的基本原則選擇的基本原則 “相似相溶相似相溶”，選擇與試樣性質(zhì)相近的固定相。，選擇與試樣性質(zhì)相近的固定相。2021-12-5(3)(3)(3)固定液分類方法固定液分類方法固定液分類方法固定液分類方法固定液分類方法固定液分類方法 如按化學(xué)結(jié)構(gòu)、極性、應(yīng)用等的分

11、類方法。在各種色譜如按化學(xué)結(jié)構(gòu)、極性、應(yīng)用等的分類方法。在各種色譜手冊(cè)中，一般將固定液按有機(jī)化合物的分類方法分為：脂肪手冊(cè)中，一般將固定液按有機(jī)化合物的分類方法分為：脂肪烴、芳烴、醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷等，烴、芳烴、醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷等，(4) 最高最低使用溫度最高最低使用溫度 高于最高使用溫度易分解，溫度低呈固體；高于最高使用溫度易分解，溫度低呈固體；(5) 混合固定相混合固定相 對(duì)于復(fù)雜的難分離組分通常采用特殊固定液或?qū)煞N甚至對(duì)于復(fù)雜的難分離組分通常采用特殊固定液或?qū)煞N甚至兩種以上配合使用；兩種以上配合使用；2021-12-5(6) (6) (6) 固定液的相對(duì)極性固定液的

12、相對(duì)極性固定液的相對(duì)極性固定液的相對(duì)極性固定液的相對(duì)極性固定液的相對(duì)極性 規(guī)定：角鯊?fù)椋ó惾椋┑南鄬?duì)極性為零，規(guī)定：角鯊?fù)椋ó惾椋┑南鄬?duì)極性為零， ，氧二丙睛的相對(duì)極性為氧二丙睛的相對(duì)極性為100. 固定液 名 稱商品牌號(hào)使用溫度（最高） 溶劑相對(duì)極性麥?zhǔn)铣?shù)總和 分析對(duì)象 （參考）1、 角鯊?fù)?（異三十烷）SQ150乙醚00烴類及非極性化合物2、阿皮松 LAPL300苯143非極性和弱極性各類高沸點(diǎn)有機(jī)化合物3、硅油OV-101350丙酮+1229各類高沸點(diǎn)弱極性有機(jī)化合物，如芳烴4、 苯基 10% 甲基聚硅氧烷OV-3350甲苯+14235、 苯基（20%） 甲基聚硅氧烷OV-73

13、50甲苯+25926、 苯基（50%） 甲基 聚硅氧烷OV-17300甲苯+28277、 苯基（60%）甲基聚硅氧烷OV-22350甲苯+210758、 鄰苯二甲酸 二壬酯DNP130乙醚+29、 三氟丙基甲基 聚硅氧烷OV-210250氯仿+2150010、 氰丙基（25%）苯基（25%）甲基聚硅氧烷OV-225250+3181311、聚乙二醇PEG20M250乙醇?xì)滏I2308醇、醛酮、脂肪酸、酯等極性化合物12、 丁二酸二乙 二醇聚酯DEGS225氯仿氫鍵3430表表8-2 優(yōu)選固定液優(yōu)選固定液麥?zhǔn)铣?shù)：麥?zhǔn)铣?shù)：x、y、z、u、s表示，分別表示，分別代表了極性分子間存代表了極性分子間存在

14、著的靜電力（偶極在著的靜電力（偶極定向力）；極性與非定向力）；極性與非極性分子間存在著的極性分子間存在著的誘導(dǎo)力；非極性分子誘導(dǎo)力；非極性分子間的色散力；氫鍵等間的色散力；氫鍵等。也可以用五個(gè)數(shù)的。也可以用五個(gè)數(shù)的總和來(lái)表示固定相的總和來(lái)表示固定相的極性大小，如：極性大小，如：，氧二丙睛五個(gè)常氧二丙睛五個(gè)常數(shù)的總和為數(shù)的總和為4427，是，是強(qiáng)極性固定相強(qiáng)極性固定相。2021-12-5三、氣相色譜檢測(cè)裝置三、氣相色譜檢測(cè)裝置三、氣相色譜檢測(cè)裝置三、氣相色譜檢測(cè)裝置三、氣相色譜檢測(cè)裝置三、氣相色譜檢測(cè)裝置 色譜儀的關(guān)鍵部件之一，種類較多，原理和結(jié)構(gòu)各異。色譜儀的關(guān)鍵部件之一，種類較多，原理和結(jié)構(gòu)

15、各異。有的具有廣普性，如熱導(dǎo)檢測(cè)器；有的具有高選擇性，僅對(duì)有的具有廣普性，如熱導(dǎo)檢測(cè)器；有的具有高選擇性，僅對(duì)某類物質(zhì)有高響應(yīng)。某類物質(zhì)有高響應(yīng)。 1 1檢測(cè)器特性檢測(cè)器特性 濃度型檢測(cè)器：濃度型檢測(cè)器： 測(cè)量的是載氣中通過(guò)檢測(cè)器組分濃度瞬間的變化，檢測(cè)測(cè)量的是載氣中通過(guò)檢測(cè)器組分濃度瞬間的變化，檢測(cè) 信號(hào)值與組分的濃度成正比。信號(hào)值與組分的濃度成正比。 質(zhì)量型檢測(cè)器：質(zhì)量型檢測(cè)器： 測(cè)量的是載氣中某組分進(jìn)入檢測(cè)器的速度變化，即檢測(cè)測(cè)量的是載氣中某組分進(jìn)入檢測(cè)器的速度變化，即檢測(cè)信號(hào)值與單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入檢測(cè)器組分的質(zhì)量成正比。信號(hào)值與單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入檢測(cè)器組分的質(zhì)量成正比。2021-12-5檢測(cè)器

16、性能評(píng)價(jià)指標(biāo)檢測(cè)器性能評(píng)價(jià)指標(biāo)檢測(cè)器性能評(píng)價(jià)指標(biāo)檢測(cè)器性能評(píng)價(jià)指標(biāo)檢測(cè)器性能評(píng)價(jià)指標(biāo)檢測(cè)器性能評(píng)價(jià)指標(biāo)響應(yīng)值（或靈敏度）響應(yīng)值（或靈敏度）響應(yīng)值（或靈敏度）響應(yīng)值（或靈敏度）響應(yīng)值（或靈敏度）響應(yīng)值（或靈敏度）S S S : : : 在一定范圍內(nèi)，信號(hào)在一定范圍內(nèi)，信號(hào)E與進(jìn)入檢測(cè)器的物質(zhì)質(zhì)量與進(jìn)入檢測(cè)器的物質(zhì)質(zhì)量m呈線呈線性關(guān)系：性關(guān)系： E = S m S=E / m 單位：?jiǎn)挝唬簃V / （mg /cm-3）；（）；（濃度型檢測(cè)器）濃度型檢測(cè)器） mV / （mg /s）；（）；（質(zhì)量型檢測(cè)器）質(zhì)量型檢測(cè)器） S 表示單位質(zhì)量的物質(zhì)通過(guò)檢測(cè)器時(shí)，產(chǎn)生的響應(yīng)信表示單位質(zhì)量的物質(zhì)通過(guò)檢測(cè)器時(shí)

17、，產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)的大小。號(hào)的大小。S值越大，檢測(cè)器（也即色譜儀）的靈敏度也就值越大，檢測(cè)器（也即色譜儀）的靈敏度也就越高。檢測(cè)信號(hào)通常顯示為色譜峰，則響應(yīng)值也可以由色越高。檢測(cè)信號(hào)通常顯示為色譜峰，則響應(yīng)值也可以由色譜峰面積（譜峰面積（A）除以試樣質(zhì)量求得：除以試樣質(zhì)量求得： S = A / m2021-12-5最低檢測(cè)限（最小檢測(cè)量）最低檢測(cè)限（最小檢測(cè)量）最低檢測(cè)限（最小檢測(cè)量）最低檢測(cè)限（最小檢測(cè)量）最低檢測(cè)限（最小檢測(cè)量）最低檢測(cè)限（最小檢測(cè)量）：噪聲水平?jīng)Q定著能被檢測(cè)到的濃度（或質(zhì)量）。噪聲水平?jīng)Q定著能被檢測(cè)到的濃度（或質(zhì)量）。 從圖中可以看出：如果要把信號(hào)從本底噪聲中識(shí)別出來(lái)，則組

18、分的響從圖中可以看出：如果要把信號(hào)從本底噪聲中識(shí)別出來(lái)，則組分的響應(yīng)值就一定要高于應(yīng)值就一定要高于N。檢測(cè)器響應(yīng)值為檢測(cè)器響應(yīng)值為2倍噪聲水平時(shí)的試樣濃度（或質(zhì)量倍噪聲水平時(shí)的試樣濃度（或質(zhì)量），被定義為最低檢測(cè)限（或該物質(zhì)的最小檢測(cè)量）。），被定義為最低檢測(cè)限（或該物質(zhì)的最小檢測(cè)量）。 線性度與線性范圍線性度與線性范圍 ： 檢測(cè)器的線性度定義為：檢測(cè)器響應(yīng)值的對(duì)數(shù)值與試樣量對(duì)數(shù)值之間檢測(cè)器的線性度定義為：檢測(cè)器響應(yīng)值的對(duì)數(shù)值與試樣量對(duì)數(shù)值之間呈比例的狀況。而檢測(cè)器的線性范圍定義為：檢測(cè)器在線性工作時(shí)，被測(cè)呈比例的狀況。而檢測(cè)器的線性范圍定義為：檢測(cè)器在線性工作時(shí)，被測(cè)物質(zhì)的最大濃度（或質(zhì)量）

19、與最低濃度（或質(zhì)量）之比。物質(zhì)的最大濃度（或質(zhì)量）與最低濃度（或質(zhì)量）之比。2021-12-52 2 2 2 2 2熱導(dǎo)檢測(cè)器熱導(dǎo)檢測(cè)器熱導(dǎo)檢測(cè)器熱導(dǎo)檢測(cè)器熱導(dǎo)檢測(cè)器熱導(dǎo)檢測(cè)器 （1） 熱導(dǎo)檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)熱導(dǎo)檢測(cè)器的結(jié)構(gòu) 池體池體：一般用不銹鋼制成。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、且價(jià)廉易加工電阻率高、電阻溫度系數(shù)大、且價(jià)廉易加工的鎢絲制成。的鎢絲制成。 參考臂：參考臂：僅允許純載氣通過(guò)，通常連接在進(jìn)樣裝置之前。僅允許純載氣通過(guò)，通常連接在進(jìn)樣裝置之前。 測(cè)量臂測(cè)量臂：需要攜帶被分離組分的載氣流過(guò)，則連接在緊需要攜帶被分離組分的載氣流過(guò)，則連接在緊靠近分離柱出口處

20、?？拷蛛x柱出口處。2021-12-5（2 2 2）檢測(cè)原理）檢測(cè)原理）檢測(cè)原理）檢測(cè)原理）檢測(cè)原理）檢測(cè)原理 平衡電橋，右圖。 不同的氣體有不同的熱導(dǎo)系數(shù)。不同的氣體有不同的熱導(dǎo)系數(shù)。 鎢絲通電，加熱與散熱達(dá)到平衡后，兩臂電阻值：鎢絲通電，加熱與散熱達(dá)到平衡后，兩臂電阻值： R參參=R測(cè)測(cè) ; R1=R2 則：則： R參參R2=R測(cè)測(cè)R1 無(wú)電壓信號(hào)輸出；記錄儀走直線（基線）。無(wú)電壓信號(hào)輸出；記錄儀走直線（基線）。 進(jìn)樣后，載氣攜帶試樣組分流過(guò)測(cè)量臂而這時(shí)參考臂流進(jìn)樣后，載氣攜帶試樣組分流過(guò)測(cè)量臂而這時(shí)參考臂流過(guò)的仍是純載氣，使測(cè)量臂的溫度改變，引起電阻的變化，過(guò)的仍是純載氣，使測(cè)量臂的溫度

21、改變，引起電阻的變化，測(cè)量臂和參考臂的電阻值不等，產(chǎn)生電阻差，測(cè)量臂和參考臂的電阻值不等，產(chǎn)生電阻差，R參參R測(cè)測(cè) 則：則： R參參R2R測(cè)測(cè)R1 這時(shí)電橋失去平衡，這時(shí)電橋失去平衡，a、b兩端存在著電位差，有電壓信兩端存在著電位差，有電壓信號(hào)輸出。信號(hào)與組分濃度相關(guān)。記錄儀記錄下組分濃度隨號(hào)輸出。信號(hào)與組分濃度相關(guān)。記錄儀記錄下組分濃度隨時(shí)間變化的峰狀圖形。時(shí)間變化的峰狀圖形。2021-12-5（3 3 3 3 3 3）影響）影響）影響）影響）影響）影響熱導(dǎo)檢測(cè)器靈敏度的因素?zé)釋?dǎo)檢測(cè)器靈敏度的因素?zé)釋?dǎo)檢測(cè)器靈敏度的因素?zé)釋?dǎo)檢測(cè)器靈敏度的因素?zé)釋?dǎo)檢測(cè)器靈敏度的因素?zé)釋?dǎo)檢測(cè)器靈敏度的因素橋路電流

22、橋路電流I ： I ，鎢絲的溫度，鎢絲的溫度 ，鎢絲與池體之間的溫，鎢絲與池體之間的溫差差 ，有利于熱傳導(dǎo)，檢測(cè)器靈敏度提高。檢測(cè)器的響應(yīng)值，有利于熱傳導(dǎo)，檢測(cè)器靈敏度提高。檢測(cè)器的響應(yīng)值S I3，但穩(wěn)定性下降，基線不穩(wěn)。橋路電流太高時(shí)，還可能但穩(wěn)定性下降，基線不穩(wěn)。橋路電流太高時(shí)，還可能造成鎢絲燒壞。造成鎢絲燒壞。池體溫度池體溫度：池體溫度與鎢絲溫度相差越大，越有利于熱池體溫度與鎢絲溫度相差越大，越有利于熱傳導(dǎo)，檢測(cè)器的靈敏度也就越高，但池體溫度不能低于分離傳導(dǎo)，檢測(cè)器的靈敏度也就越高，但池體溫度不能低于分離柱溫度，以防止試樣組分在檢測(cè)器中冷凝。柱溫度，以防止試樣組分在檢測(cè)器中冷凝。2021

23、-12-5表表7-3 某些氣體與蒸氣的熱導(dǎo)系數(shù)某些氣體與蒸氣的熱導(dǎo)系數(shù)()，單位：?jiǎn)挝唬篔 / cms載氣種類載氣種類：載氣與試樣的熱導(dǎo)系數(shù)相差越大，在檢測(cè)器載氣與試樣的熱導(dǎo)系數(shù)相差越大，在檢測(cè)器兩臂中產(chǎn)生的溫差和電阻差也就越大，檢測(cè)靈敏度越高。載兩臂中產(chǎn)生的溫差和電阻差也就越大，檢測(cè)靈敏度越高。載氣的熱導(dǎo)系數(shù)大，傳熱好，通過(guò)的橋路電流也可適當(dāng)加大，氣的熱導(dǎo)系數(shù)大，傳熱好，通過(guò)的橋路電流也可適當(dāng)加大，則檢測(cè)靈敏度進(jìn)一步提高。氦氣也具有較大的熱導(dǎo)系數(shù)，但則檢測(cè)靈敏度進(jìn)一步提高。氦氣也具有較大的熱導(dǎo)系數(shù)，但價(jià)格較高。價(jià)格較高。2021-12-5 3 3 3 3 3 3 氫火焰離子化檢測(cè)器氫火焰離子

24、化檢測(cè)器氫火焰離子化檢測(cè)器氫火焰離子化檢測(cè)器氫火焰離子化檢測(cè)器氫火焰離子化檢測(cè)器 （1）特點(diǎn)）特點(diǎn)（FID：hydrogen flameionization detector）a. 典型的質(zhì)量型檢測(cè)器，典型的質(zhì)量型檢測(cè)器，b. 對(duì)有機(jī)化合物具有很高的靈敏度，對(duì)有機(jī)化合物具有很高的靈敏度，c. 無(wú)機(jī)氣體、水、四氯化碳等含氫少或不含氫的物質(zhì)靈敏無(wú)機(jī)氣體、水、四氯化碳等含氫少或不含氫的物質(zhì)靈敏度低或不響應(yīng)。度低或不響應(yīng)。d. 氫焰檢測(cè)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、靈敏度高、響應(yīng)迅速氫焰檢測(cè)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、靈敏度高、響應(yīng)迅速等特點(diǎn)。等特點(diǎn)。e. 比熱導(dǎo)檢測(cè)器的靈敏度高出近比熱導(dǎo)檢測(cè)器的靈敏度高出近3個(gè)數(shù)

25、量級(jí)，檢測(cè)下限可達(dá)個(gè)數(shù)量級(jí)，檢測(cè)下限可達(dá) 10-12gg-1。2021-12-5(2) (2) (2) 氫焰檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)氫焰檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)氫焰檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)氫焰檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)氫焰檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)氫焰檢測(cè)器的結(jié)構(gòu) a. 在發(fā)射極和收集極之間加在發(fā)射極和收集極之間加有一定的直流電壓（有一定的直流電壓（100300V）構(gòu)成一個(gè)外加電場(chǎng)。構(gòu)成一個(gè)外加電場(chǎng)。 b. 氫焰檢測(cè)器需要用到三種氫焰檢測(cè)器需要用到三種氣體：氣體： N2 ：載氣攜帶試樣組分；：載氣攜帶試樣組分； H2 ：為燃?xì)?；：為燃?xì)猓?空氣：助燃?xì)??？諝猓褐細(xì)狻?使用時(shí)需要調(diào)整三者的比例使用時(shí)需要調(diào)整三者的比例關(guān)系，檢測(cè)器靈敏度達(dá)到最佳。關(guān)系，檢測(cè)器

26、靈敏度達(dá)到最佳。2021-12-5(3) (3) (3) 氫焰檢測(cè)器的原理氫焰檢測(cè)器的原理氫焰檢測(cè)器的原理氫焰檢測(cè)器的原理氫焰檢測(cè)器的原理氫焰檢測(cè)器的原理 a. 當(dāng)含有機(jī)物當(dāng)含有機(jī)物 CnHm的載氣由噴嘴噴出進(jìn)入的載氣由噴嘴噴出進(jìn)入火焰時(shí)，在火焰時(shí)，在C層發(fā)生裂解反應(yīng)產(chǎn)生自由基層發(fā)生裂解反應(yīng)產(chǎn)生自由基 ： CnHm CHb. 產(chǎn)生的自由基在產(chǎn)生的自由基在D層火焰中與外面擴(kuò)散進(jìn)層火焰中與外面擴(kuò)散進(jìn)來(lái)的激發(fā)態(tài)原子氧或分子氧發(fā)生如下反應(yīng)：來(lái)的激發(fā)態(tài)原子氧或分子氧發(fā)生如下反應(yīng)： CH + O CHO+ + ec. 生成的正離子生成的正離子CHO+ 與火焰中大量水分子與火焰中大量水分子碰撞而發(fā)生分子離子

27、反應(yīng)：碰撞而發(fā)生分子離子反應(yīng)： CHO+ + H2O H3O+ + COA A區(qū)：預(yù)熱區(qū)區(qū)：預(yù)熱區(qū)B B層：點(diǎn)燃火焰層：點(diǎn)燃火焰C C層：熱裂解區(qū)：層：熱裂解區(qū)：溫度最高溫度最高D D層：反應(yīng)區(qū)層：反應(yīng)區(qū)2021-12-5氫焰檢測(cè)器的原理氫焰檢測(cè)器的原理氫焰檢測(cè)器的原理氫焰檢測(cè)器的原理氫焰檢測(cè)器的原理氫焰檢測(cè)器的原理 d. d. 化學(xué)電離產(chǎn)生的正離子和電子在外加恒化學(xué)電離產(chǎn)生的正離子和電子在外加恒定直流電場(chǎng)的作用下分別向兩極定直流電場(chǎng)的作用下分別向兩極定向定向運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生微電流產(chǎn)生微電流（約（約10-610-14A）；）；e. 在一定范圍內(nèi)，微電流的大小與進(jìn)入離在一定范圍內(nèi)，微電流的大小與

28、進(jìn)入離子室的被測(cè)組分質(zhì)量成正比，所以子室的被測(cè)組分質(zhì)量成正比，所以氫焰檢測(cè)氫焰檢測(cè)器是質(zhì)量型檢測(cè)器；器是質(zhì)量型檢測(cè)器；f. 組分在氫焰中的電離效率很低，大約五組分在氫焰中的電離效率很低，大約五十萬(wàn)分之一的碳原子被電離；十萬(wàn)分之一的碳原子被電離；g. g. 離子電流信號(hào)輸出到記錄儀，得到峰面離子電流信號(hào)輸出到記錄儀，得到峰面積與組分質(zhì)量成正比的色譜流出曲線。積與組分質(zhì)量成正比的色譜流出曲線。A區(qū)：預(yù)熱區(qū)B層：點(diǎn)燃火焰C層：熱裂解區(qū)：溫度最高D層：反應(yīng)區(qū)2021-12-5（4 4 4 4 4 4）影響氫焰檢測(cè)器靈敏度的因素）影響氫焰檢測(cè)器靈敏度的因素）影響氫焰檢測(cè)器靈敏度的因素）影響氫焰檢測(cè)器靈敏

29、度的因素）影響氫焰檢測(cè)器靈敏度的因素）影響氫焰檢測(cè)器靈敏度的因素 各種氣體流速和配比的選擇：各種氣體流速和配比的選擇： N2流速的選擇主要考慮分離效能，流速的選擇主要考慮分離效能， N2 H2 = 1 = 1 1 11 1 1.5 1.5 氫氣氫氣 空氣空氣=1 =1 1010。 極化電壓極化電壓 正常極化電壓選擇在正常極化電壓選擇在100100300300V V范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。2021-12-54 4 4 4 4 4. . . . . .電子捕獲檢測(cè)器電子捕獲檢測(cè)器電子捕獲檢測(cè)器電子捕獲檢測(cè)器電子捕獲檢測(cè)器電子捕獲檢測(cè)器 高選擇性檢測(cè)器，高選擇性檢測(cè)器， 僅對(duì)含有鹵素、磷、硫、氧等元素的化合物有很高的靈敏僅對(duì)含有鹵素、磷、硫、氧等元素的化合物有很高的靈敏度，檢測(cè)下限度，檢測(cè)下限1010-14 -14 g /g /mLmL， 對(duì)大多數(shù)烴類沒(méi)