色譜培訓(xùn)教材

1、第一章 氣 相 色 譜 法 三、氣相色譜法的原理和分類(lèi) （一）色譜法簡(jiǎn)介 色譜是一種分離技術(shù)，當(dāng)這種分離技術(shù)應(yīng)用于分析化學(xué)領(lǐng)域中，就是色譜分析。它的分離原理是使混合物中各組分在兩相間進(jìn)行分配，其中一相是不動(dòng)的，叫做固定相；另一相則是推動(dòng)混合物流過(guò)此固定相的流體，叫做流動(dòng)相。當(dāng)流動(dòng)相中所含有的混合物經(jīng)過(guò)固定相時(shí)，就會(huì)與固定相發(fā)生相互作用。由于各組分在性質(zhì)與結(jié)構(gòu)上的不同，相互作用的大小強(qiáng)弱也有差異。因此在同一推動(dòng)力作用下不同組分在固定相中的滯留時(shí)間有長(zhǎng)有短，從而按先后不同的次序從固定相中流出。這種借在兩相分配原理而使混合物中各組分獲得分離的技術(shù)，稱(chēng)為色譜分離技術(shù)或色譜法。 作為色譜流動(dòng)相的有氣體或

2、液體。當(dāng)用液體為流動(dòng)相時(shí)，稱(chēng)為液相色譜；當(dāng)用氣體為流動(dòng)相時(shí)，稱(chēng)為氣相色譜。對(duì)色譜固定相而言，也有兩種狀態(tài)：即固體吸附劑和在固體擔(dān)體上載有液體的固定相。綜合這兩相的狀態(tài)，可把色譜進(jìn)一步分為四類(lèi)：即氣固色譜、氣液色譜、液液色譜和液固色譜。如果按固定相所用的固定床型的不同，又可分為柱色譜、紙色譜和薄層色譜三類(lèi)。還可以按色譜譜帶展開(kāi)方式分為沖洗（色譜）法、頂替法和迎頭法三種，其中沖洗法是色譜中最常用的一種。 （二）氣相色譜法及其分類(lèi)氣相色譜法是色譜法的一種,它是以氣體為流動(dòng)相（載氣），采用沖洗法的柱色譜分離技術(shù)。已如前述，氣相色譜法按固定相狀態(tài)，可分為氣固色譜法和氣液色譜法。但從分離過(guò)程的物理化學(xué)原理

3、而言，氣固色譜是利用吸附劑表面對(duì)不同組分的物理吸附性能的差別而達(dá)到分離的目的，因此，它是吸附色譜的一種，氣液色譜則是利用不同組分在給定的兩相中有不同的分配系數(shù)而使之分離的，因此，又屬于分配色譜的一種。氣相色譜法還可按色譜柱的不同，分為填充柱色譜和毛細(xì)管柱色譜。為了將氣液色譜和氣固色譜的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，采用在吸附劑表面涂上少量固定液以改善固定相的分離能力，此時(shí)，可稱(chēng)之為氣液固色譜。隨著氣相色譜技術(shù)的進(jìn)展，由變更操作條件而發(fā)展起來(lái)的氣相色譜法又有許多新分支。例如由柱溫、壓力與流速等的變化而開(kāi)發(fā)的有：高溫色譜、低溫色譜、程序升溫色譜、高壓色譜、低壓色譜和程序流速色譜等方法，又如對(duì)樣品前處理方法的不同而

4、發(fā)展起來(lái)的：頂空色譜法（又稱(chēng)液上氣體色譜法）、衍生色譜法、裂解色譜法等。 （三）氣相色譜流程與分離原理 氣相色譜法的一般流程主要包括三部分：載氣系統(tǒng)、色譜柱和檢測(cè)器?？捎昧鞒谭娇驁D表示，如圖1-1。 來(lái)自高壓氣瓶的載氣首先進(jìn)入氣路控制系統(tǒng)，把載氣調(diào)節(jié)和穩(wěn)定到所需流量與壓力后，流入進(jìn)樣裝置把樣品帶入色譜柱，分離后的各個(gè)組分依次進(jìn)入檢測(cè)器，經(jīng)檢測(cè)后放空。再把檢測(cè)器所檢測(cè)到的電信號(hào)，送至記錄儀或色譜數(shù)據(jù)工作站描繪出各組分的色譜峰。 已如前述，氣相色譜法的分離原理就是色譜法的兩相分配原理。具體說(shuō)，它是利用 圖1-1 氣相色譜流程方框圖已如前述，氣相色譜法的分離原理就是色譜法的兩相分配原理。具體說(shuō)，它是

5、利用樣品中各組分在流動(dòng)相和固定相中吸附力或溶解度不同，也就是說(shuō)分配系數(shù)不同。當(dāng)兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，樣品各組分在兩相間進(jìn)行反復(fù)多次的分配：不同分配系數(shù)的組分在色譜柱中的運(yùn)動(dòng)速度就不同，滯留時(shí)間也就不一樣。分配系數(shù)小的組分會(huì)較快地流出色譜柱；分配系數(shù)愈大的組分就愈易滯留在固定相內(nèi)，流過(guò)色譜柱的速度較慢。這樣，當(dāng)流經(jīng)一定的柱長(zhǎng)后，樣品中各組分得到了分離。當(dāng)分離后的各個(gè)組分流出色譜柱而進(jìn)入檢測(cè)器時(shí)，記錄儀就記錄出各個(gè)組分的色譜峰。上述色譜分離過(guò)程以AB二組分混合物的分離過(guò)程為例用圖1-2進(jìn)一步說(shuō)明。圖1-2 混合物樣品在色譜柱中的分離情況由于色譜柱中存在著分子擴(kuò)散和傳質(zhì)阻力等原因，使得所記錄的色譜峰并不

6、是以一條矩形的譜帶出現(xiàn)，而是一條接近高斯分布曲線的色譜峰。 （四）氣相色譜流出曲線被分析樣品從進(jìn)樣開(kāi)始經(jīng)色譜分離到組分全部流過(guò)檢測(cè)器后，在此期間所記錄的信號(hào)隨時(shí)間而分布的圖象稱(chēng)為色譜圖。這種以組分的濃度變化（信號(hào)）作為縱坐標(biāo)，以流出時(shí)間（或相應(yīng)流出物的體積）作為橫坐標(biāo)，所給出的曲線稱(chēng)為色譜流出曲線。現(xiàn)以一種組分的流出曲線為例，如圖1-3所示。圖1-3 氣相色譜流出曲線由圖可見(jiàn)，從進(jìn)樣開(kāi)始（以此作為零點(diǎn)），隨著時(shí)間的推移，組分的濃度不斷地發(fā)生變化，當(dāng)組分濃度達(dá)到極大值時(shí)，曲線上出現(xiàn)最高點(diǎn)，通常把這種曲線稱(chēng)為該組分的色譜峰。每一個(gè)組分在流出曲線上都有一個(gè)相對(duì)應(yīng)的色譜峰。 如橫坐標(biāo)以時(shí)間（t）表示，

7、從進(jìn)樣開(kāi)始到分離后的某組分濃度出現(xiàn)極大值（即圖中的ob段）所需的時(shí)間，稱(chēng)為保留時(shí)間（tR）。ab段稱(chēng)為調(diào)整保留時(shí)間，以tR表示，tR=tR-tM。其中，tM稱(chēng)為死時(shí)間，即從進(jìn)樣到惰性組分流出曲線濃度極大點(diǎn)的時(shí)間，如圖中oa所示。 如橫坐標(biāo)以體積（V）表示，則色譜峰最高處所對(duì)應(yīng)的體積即ob段稱(chēng)為保留體積（以VR表示），相應(yīng)的oa段稱(chēng)為死體積（VM），ab段則稱(chēng)為調(diào)整保留體積V R,V R= V R - VM 。 保留體積與保留時(shí)間兩者之間有以下關(guān)系：VRFc·tR，同樣VMFc·tM式中，F(xiàn)c為色譜柱內(nèi)載氣的平均流速（mLmin）。 在一定實(shí)驗(yàn)條件下，保留體積或保留時(shí)間為某一

8、組分的特性。 在色譜流出曲線中，GH稱(chēng)為基線，GecfH為某組分的峰面積（A），cd為峰高（h），ef為峰半高寬度簡(jiǎn)稱(chēng)半峰寬（Y1/2），IJ為峰底寬（Y）。 在一定的試驗(yàn)條件下，色譜流出曲線是色譜分析的主要依據(jù)。其中，色譜峰的位置（即保留時(shí)間或保留體積）決定物質(zhì)組分的性質(zhì)，是色譜定性的依據(jù)；色譜峰的高度或面積是組分濃度或含量的量度，是色譜定量的依據(jù)。另外，還可以利用色譜峰的位置及其寬度，對(duì)色譜柱的分離能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。 （五）氣相色譜基本理論 為了研究高度復(fù)雜的色譜過(guò)程，解釋色譜分離過(guò)程中的各種柱現(xiàn)象和描繪色譜流出曲線的形狀以及評(píng)價(jià)柱子有關(guān)參數(shù)，色譜學(xué)上提出了幾種基本理論，其中塔板理論和速率理論

9、具有實(shí)用價(jià)值。根據(jù)這些理論能得出色譜流出曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式（即高斯方程），選出適宜的氣相色譜分離條件和計(jì)算出給定柱子的理論塔板數(shù)等。 1、塔板理論 塔板理論中把色譜柱比擬為分餾塔，在每個(gè)塔片高度間隔內(nèi)，樣品混合物在氣液兩相達(dá)到平衡，最后揮發(fā)度大的組分與揮發(fā)度小的組分彼此分離，揮發(fā)度大的最先由塔頂（即柱后）流出。盡管這個(gè)概念并不完全符合色譜柱內(nèi)的分離過(guò)程，但這個(gè)比喻形象簡(jiǎn)明，說(shuō)明問(wèn)題。一般可用這個(gè)理論來(lái)評(píng)價(jià)色譜柱的效能指標(biāo)，即塔片數(shù)與塔片高度。2、速率理論 在色譜實(shí)際過(guò)程中，由于有氣體的流動(dòng)、氣體的擴(kuò)散，樣品分子在氣液兩相之間的分配平衡不是瞬間完成等非理想狀態(tài)的存在。塔板理論并不能完全解釋色譜柱的

10、柱現(xiàn)象與柱效能。因而，根據(jù)色譜過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)與傳質(zhì)原理，提出了速率概論（即范弟姆特方程）。這一理論指出：影響柱效率的因素主要是樣品組分分子在柱內(nèi)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的渦流擴(kuò)散與縱向擴(kuò)散，以及組分分子在兩相間的傳質(zhì)阻力。這一理論與塔板理論既有一定差別，又可互為補(bǔ)充?？蛇\(yùn)用這一理論來(lái)選擇氣相色譜分析條件。第二章氣 相 色 譜 儀一、氣相色譜儀的基本組成和核心部分 氣相色譜儀品種繁多，從應(yīng)用性質(zhì)類(lèi)型分就有 ：實(shí)驗(yàn)室分析用、野外便攜使用、工業(yè)流程在線檢測(cè)用、制備純物質(zhì)用和物化常數(shù)測(cè)定用，另外在實(shí)驗(yàn)分析型中還有許多專(zhuān)用型。不管是何種類(lèi)型的氣相色譜儀，其基本組成部分是必須具備的，以應(yīng)用最多的實(shí)驗(yàn)室分析型為例來(lái)說(shuō)明，

11、一臺(tái)氣相色譜儀的基本組成有： 1、氣路控制系統(tǒng)：主要作用為保證進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱系統(tǒng)和檢測(cè)器的正常工作提供穩(wěn)定的載氣和有關(guān)檢測(cè)器必需的燃?xì)狻⒅細(xì)庖约坝嘘P(guān)輔助氣。氣路控制系統(tǒng)的好壞將直接影晌分離效率、穩(wěn)定性和靈敏度，從而將直接影響定性定量的準(zhǔn)確性。氣路控制系統(tǒng)主要開(kāi)關(guān)閥、穩(wěn)壓閥、針形閥、切換閥、壓力表、流量計(jì)等組成。 2、進(jìn)樣系統(tǒng)：主要作用時(shí)與各種形式的進(jìn)樣器相配合，使有關(guān)樣品快速汽化并定量地送到各類(lèi)型色譜柱上，進(jìn)行色譜分離。進(jìn)樣系統(tǒng)大體可分成用于填充柱和毛細(xì)柱兩大類(lèi)。進(jìn)樣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、使用材料、進(jìn)樣溫度、進(jìn)樣時(shí)間、進(jìn)樣量及進(jìn)樣重復(fù)性都直接影響色譜分離和定量結(jié)果。 3、色譜柱和柱箱：色譜柱的作

12、用就是分離混合物樣品中的有關(guān)組分。是色譜分析工作的關(guān)鍵部分，主要有填充柱和毛細(xì)柱兩大類(lèi)，色譜柱選用的正確與否，將直接影響分離效率、穩(wěn)定性和檢測(cè)靈敏度。柱箱就是裝接和容納各種色譜柱的精密控溫的爐箱，是色譜儀的一個(gè)重要組成部分，對(duì)柱箱的控溫有恒溫型和可程序升溫型，柱箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理與否，將直接影響整機(jī)性能。4、檢測(cè)器：檢測(cè)器是氣相色譜儀的心臟部件，它的功能就是把隨載氣流出色譜柱的各種組分進(jìn)行非電量轉(zhuǎn)換，將組分轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，便于記錄測(cè)量和處理。在氣相色譜儀上，可以配置一個(gè)檢測(cè)器，也可以根據(jù)需要配置 2一4種檢測(cè)器，選用儀器上配置何種檢測(cè)器，是根據(jù)使用者的要求來(lái)確定的，最常用的檢測(cè)器有氫焰離子化檢測(cè)器

13、（FID）、熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD）、電子捕獲檢測(cè)器（ECD）、火焰光度檢測(cè)器（ FPD）、氮磷檢測(cè)器（NPD）、光離子化檢測(cè)器（PID）、氦離子化檢測(cè)器（HID）等。檢測(cè)器的性能直接影響整機(jī)儀器的性能，主要影響穩(wěn)定性和靈敏度，檢測(cè)器的性能也決定了該儀器的應(yīng)用范圍。5、檢測(cè)電路：每一種檢測(cè)器都必需對(duì)應(yīng)配套連接一個(gè)檢測(cè)器電路，例如最常用的氫焰離子化檢測(cè)器，就必需配置一個(gè)微電流放大器，熱導(dǎo)檢測(cè)器就必需配置一個(gè)熱導(dǎo)池測(cè)量電橋所需要配套的一個(gè)供電源（有直流穩(wěn)壓電源，也有直流恒流電源等）；電子捕獲檢測(cè)器就必需配套一個(gè)直流電源或脈沖電源或調(diào)制脈沖電源；火焰光度檢測(cè)器除了需用微電流放大電路外，還需一個(gè)供光電倍增

14、管用的高壓電源。檢測(cè)電路的好壞將直接影響檢測(cè)器的性能，主要影響，穩(wěn)定性和靈敏度。 6、溫度控制系統(tǒng)：溫度是氣相色譜技術(shù)中十分重要的參數(shù)，進(jìn)樣系統(tǒng)需要溫度控制，色譜柱和檢測(cè)器也必須溫控，有些特殊使用中，氣路系統(tǒng)、裂解器、催化轉(zhuǎn)化爐、氣體凈化器等也需要溫控。所以，一般氣相色譜儀中，至少有三路溫度控制，其中柱箱溫控還往往需要實(shí)現(xiàn)室溫以上 8一400的程序升溫控制，先進(jìn)的機(jī)型中，對(duì)進(jìn)樣系統(tǒng)也可進(jìn)行程序升溫控制。溫度控制中一般用鉑電阻為感溫元件，少量也用半導(dǎo)體熱敏電阻做感溫元件；加熱元件一般柱箱采用電爐絲，進(jìn)樣系統(tǒng)、檢測(cè)器中采用內(nèi)熱式加熱器，加熱電流控制的執(zhí)行元件都采用可控硅元件或固態(tài)繼電器。對(duì)儀器中各

15、部分溫度控制的好壞（指溫控精度和穩(wěn)定性）直接影響儀器能否正常工作，將影響分離效果，基線穩(wěn)定性和檢測(cè)靈敏度等性能。7、數(shù)據(jù)記錄與處理系統(tǒng)：氣相色譜檢測(cè)器將樣品組分轉(zhuǎn)換成電訊號(hào)后，（一般色譜信號(hào)是微分信號(hào)）就需要在檢測(cè)電路輸出端連接一個(gè)對(duì)輸出訊號(hào)進(jìn)行記錄和數(shù)據(jù)處理的裝置，記錄儀表就是應(yīng)用臺(tái)式電子電位差，低速可調(diào)，量程一般為110mv，八十年代起，普遍應(yīng)用了專(zhuān)用的色譜數(shù)據(jù)處理機(jī)，將色譜信號(hào)進(jìn)行收集、轉(zhuǎn)換、數(shù)字運(yùn)算、存儲(chǔ)、傳輸以及顯示、繪圖、打印結(jié)果等加工，可直接給出被分析物質(zhì)成份的含量；隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及應(yīng)用，八十年代中期起，在微型計(jì)算機(jī)中插入專(zhuān)用的色譜數(shù)據(jù)采集卡（電路板部件）配置一套相應(yīng)的軟件就

16、成為色譜數(shù)據(jù)工作站，可與色譜儀直接朕用。數(shù)據(jù)記錄與處理系統(tǒng)一般都是與氣相色譜分開(kāi)設(shè)計(jì)的獨(dú)立系統(tǒng)，可由使用者任意選配，但在使用上，是整套氣相色譜儀器的不可分割的一個(gè)重要組成部分。這部分工作好壞也直接影響定量精度。 氣相色譜技術(shù)的核心部分是色譜柱和檢測(cè)器二大部分：色譜柱的主要功能是將混合物中各組分分離，可以根據(jù)不同的樣品來(lái)選用不同的固定相，因此，要應(yīng)用氣相色譜技術(shù)來(lái)開(kāi)展分析檢測(cè)工作的人，必須熟悉了解和善于應(yīng)用各種色譜固定相的特性，在氣相色譜技術(shù)中色譜柱有填充柱和毛細(xì)柱二大類(lèi)，可根據(jù)被分析樣品的實(shí)際需要選定。檢測(cè)器的主要功能是實(shí)現(xiàn)被分析組分的非電量轉(zhuǎn)換，凡是近代物理、化學(xué)、電子、光學(xué)中能實(shí)現(xiàn)非電量轉(zhuǎn)

17、換的裝置都能成為氣相色譜技術(shù)中的檢測(cè)器，雖然自從色譜法問(wèn)世以來(lái)，人們己創(chuàng)造發(fā)明了三十多種氣相色譜檢測(cè)器，但用得最多的還是熱導(dǎo)檢測(cè)器和氫焰離子化檢測(cè)器，應(yīng)用量將占總數(shù)的80左右。色譜柱將決定被分析的組分能否分離，檢測(cè)器將決定被分析的有關(guān)組分能否檢測(cè)得出，因此，這二部分是氣相色譜技術(shù)中的核心部分，氣相色譜儀中其它復(fù)雜部分，如氣源、氣路控制、檢測(cè)電路等部分都是為色譜和檢測(cè)器這二個(gè)核心部分服務(wù)的。 高壓氣體鋼瓶或氣體發(fā)生器 氣源 減壓閥 凈化器 開(kāi)關(guān)閥 穩(wěn)壓閥 壓力與流速控制 針形閥 穩(wěn)流閥 氣路系統(tǒng) 壓力表 流速指示與測(cè)量 電子流量計(jì) 皂膜流量計(jì) 液體進(jìn)樣氣化室 進(jìn)樣系統(tǒng) 毛細(xì)管柱進(jìn)樣系統(tǒng) 主機(jī) 氣

18、體進(jìn)樣的六通閥 填充柱 色譜柱 毛細(xì)管柱 制備柱氣相色譜儀 熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD） 氫火焰離子化檢測(cè)器（FID） 檢測(cè)器 電子捕獲檢測(cè)器（ECD） （常用） 火焰光度檢測(cè)器（FPD） 熱離子氮磷檢測(cè)器（NPD） 其 它 進(jìn)樣系統(tǒng)的恒溫箱 恒溫箱 色譜柱恒溫箱 檢測(cè)器恒溫箱 恒溫控制器 程序升溫控制器 穩(wěn)壓源 電 源 穩(wěn)流源 電子設(shè)備 TCD 橋路 脈沖電源 微電流放大器 其他圖色譜儀的組成二、氣相色譜儀的分類(lèi) 氣相色譜儀和其他分析儀器一樣，是用來(lái)分析測(cè)定物質(zhì)的化學(xué)組成和物質(zhì)的物理特性。所謂物質(zhì)的化學(xué)組成是指一種化合物與混合物是由哪些分子、原子或原子團(tuán)組成的，這些分子、原子和原子團(tuán)的含量各有多少。

19、物理特性是指某些物質(zhì)的分配系數(shù)（在固定相上），活度系數(shù)，分子量，蒸汽密度、比表面，孔徑分布等物理化學(xué)常數(shù)，而不是所有的物理特性。所以氣相色譜儀可廣泛應(yīng)用于石油、石油化工、天然氣、化工、有機(jī)合成、造紙、電力、醫(yī)藥、勞保衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品加工、商品檢驗(yàn)、防化技術(shù)、冶煉、公安偵破、農(nóng)藥殘毒、空氣、水、土壤空白分析、無(wú)機(jī)分析，超純氣體分析，超純?cè)噭┑闹苽湟约拔镔|(zhì)的物理特性的研究等幾乎所有國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)。目前，氣相色譜儀已成為各個(gè)化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室中必備的分析儀器之一。 隨著氣相色譜法各種理論的成熟，以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，氣相色譜儀的結(jié)構(gòu)更加完善，性能更加優(yōu)良。進(jìn)八十年代后，雖然各類(lèi)典型儀器的主要性能指

20、標(biāo)基本雷同，但卻相爭(zhēng)采用微電子技術(shù)，特別是微處理機(jī)的應(yīng)用，更進(jìn)一步使儀器結(jié)構(gòu)和布局上從分析應(yīng)用的角度改進(jìn)了儀器，增加了性能，提高了靈活性，加強(qiáng)了自動(dòng)化程度。為此，使氣相色譜儀應(yīng)用更加速了向廣度與深度兩方面迅速擴(kuò)展。從氣相色譜儀的應(yīng)用領(lǐng)域不難看出，各部門(mén)的分析對(duì)象不同，對(duì)儀器的要求也不同。為了滿足不同使用要求僅國(guó)內(nèi)就生產(chǎn)幾十種型號(hào)不同，適應(yīng)范圍也不同的氣相色譜儀，為了便于區(qū)別和選用氣相色譜儀，習(xí)慣上常把氣相色譜儀按其用途或適應(yīng)范圍來(lái)分類(lèi)。自然，任何一種分類(lèi)方法都是相對(duì)而言，有時(shí)并無(wú)明顯界線，如實(shí)驗(yàn)室用的多功能氣相色譜儀，又兼有某些專(zhuān)用儀器的性能。氣相色譜儀的其他分類(lèi)方法，如按是否內(nèi)裝微處理機(jī)，單

21、檢測(cè)器還是多檢測(cè)器等在實(shí)際應(yīng)用中意義并不大這里就不贅述了。 分析用氣相色譜儀使用的目的是為獲得一種化合物和混合物定性定量結(jié)果。在氣相色譜儀的總數(shù)量中所占比例最大。其中實(shí)驗(yàn)室通用型多功能氣相色譜儀最有代表性，這種儀器的特性是：檢測(cè)器多，附件全，自動(dòng)化程度高，性能優(yōu)良，靈活性大，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)廣泛使用，因此是本書(shū)討論的主要內(nèi)容。但這類(lèi)儀器：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，操作水平要求較高，價(jià)格也偏高。目前國(guó)內(nèi)外正趨向于設(shè)計(jì)生產(chǎn)“單檢測(cè)器”氣相色譜儀和專(zhuān)用型氣相色譜儀。這類(lèi)儀器雖然適用范圍較窄，但它們的設(shè)計(jì)容易作到合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)便，維修方便，價(jià)格較低，利于普及。特別適合作常規(guī)分析，對(duì)于技術(shù)力量比較薄

22、弱的中小型企事業(yè)單位最為有用。從氣相色譜儀的構(gòu)成和各個(gè)主要部分的相互關(guān)系上，實(shí)驗(yàn)室多功能儀器最有代表性，了解了這類(lèi)儀器后，在操作專(zhuān)用小型儀器不會(huì)感到困難。三、絕緣油色譜分析氣路流程常用的氣路流程有三種：雙柱并聯(lián)雙氣路二針進(jìn)樣流程（圖）；一次進(jìn)樣二次分流雙檢測(cè)器流程（圖）和一針進(jìn)樣三檢測(cè)器流程（圖）。 一針進(jìn)樣三檢測(cè)器流程原理：變壓器油中組分一針進(jìn)樣后經(jīng)三個(gè)檢測(cè)器（TCD+雙FID）全部檢測(cè)，即混合組分經(jīng)進(jìn)樣口進(jìn)樣，通過(guò)載氣經(jīng)柱頭分流，一路載氣通過(guò)高分子聚合物色譜柱分離，由FID檢測(cè)出CH4、C2H4、C2H6、C2H2；另一路載氣經(jīng)碳分子篩柱由TCD檢測(cè)出H2、02再經(jīng)轉(zhuǎn)化爐將C0、C02轉(zhuǎn)化

23、成CH4，然后將檢測(cè)器信號(hào)切換到FID2，由FID2檢測(cè)器檢測(cè)出CO、CO2組分。 由于考慮到對(duì)變壓器油中各組分的檢測(cè)靈敏度要求不完全一樣，因此，兩個(gè)FID檢測(cè)器靈敏度設(shè)置不完全一樣，檢測(cè)四個(gè)烴類(lèi)的FID，靈敏度設(shè)置較高，而對(duì)檢測(cè)C0、C02靈敏度要求不高的FID2檢測(cè)器靈敏度設(shè)置相對(duì)低一些。該氣路流程的設(shè)計(jì)與以往電力系統(tǒng)常用的雙柱并聯(lián)雙氣路二針進(jìn)樣流程、一次進(jìn)樣分流雙檢測(cè)器（TCD十單FID）相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、使用一個(gè)高靈敏度FID檢測(cè)器，專(zhuān)門(mén)檢測(cè)四個(gè)低濃度烴類(lèi)（CH4、C2H2、C2H6、C2H2）并在一個(gè)信號(hào)通道出信號(hào)，而TCD和另一個(gè)FID檢測(cè)器（加轉(zhuǎn)化爐）通過(guò)信號(hào)切換第二個(gè)信

24、號(hào)通道上出信號(hào)，負(fù)責(zé)檢測(cè)H2、02和大濃度C0和C02。 因此，可又大大提高各組分的檢測(cè)靈敏度和分離度，尤其是提高了對(duì)低濃度C2H2 檢測(cè)靈敏度（新國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)C2H2靈敏度要求0.lL）。2、解決了碳分子篩柱C2峰對(duì)FID基線的影響。由于碳分子篩柱除分離H2、02、C0、CH4、C02，還分離C2H4、C2H6、C2H2組分，當(dāng)C2組分濃度較大時(shí)，或標(biāo)氣濃度大時(shí)，往往在進(jìn)樣后7-40分鐘時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)C2峰大凸峰，影響FID基線穩(wěn)定。因此，采用三檢測(cè)器技術(shù)，較好的解決了此問(wèn)題。因?yàn)樘挤肿雍Y柱分離的全部組分在一個(gè)信號(hào)通道上出峰（TCD和FID通過(guò)信號(hào)切換），對(duì)另一個(gè)檢測(cè)四個(gè)烴類(lèi)的FID，無(wú)論在氣路上還

25、是信號(hào)通道上都沒(méi)有影響，而樣品或標(biāo)氣中CO、C02濃度較大，靈敏度要求不高，F(xiàn)ID2檢測(cè)器靈敏度可調(diào)低一些（或加信號(hào)衰減），所以C2峰對(duì)檢測(cè)CO、C02檢測(cè)幾乎無(wú)影響。 因此，一次進(jìn)樣三檢測(cè)氣路流程，可以達(dá)到二針進(jìn)樣的分離效果和靈敏度，又具有一次進(jìn)樣全分析操作方便之處。圖雙柱并聯(lián)雙氣路二針進(jìn)樣流程圖一次進(jìn)樣二次分流雙檢測(cè)器流程圖一針進(jìn)樣三檢測(cè)器流程圖一次進(jìn)樣三檢測(cè)氣路標(biāo)樣譜圖第三章氣路系統(tǒng)氣體種類(lèi)、性質(zhì)、凈化情況、壓力、流速等因素，對(duì)色譜柱的分離效率、檢測(cè)器的性能、分析時(shí)間和儀器的穩(wěn)定性等，都有一定的關(guān)系。因此，正確地選擇載氣、控制氣體的流速和壓力是氣相色譜儀正常工作的重要條件之一。第一節(jié) 氣

26、源 氣源是氣相色譜儀載氣和輔助氣的來(lái)源，它通常由氣體發(fā)生器，空氣泵，高壓氣體鋼瓶以及減壓閥（氧表）等組成。氣源一般并不和儀器配套出廠，用戶必須自備，氣相色譜儀對(duì)載氣和輔助氣的主要要求如下： 、惰性（不與樣品或固定相發(fā)生化學(xué)反應(yīng)），無(wú)腐蝕性，在200400內(nèi)不分解； 、氣體的擴(kuò)散性小，以提高柱效率； 、易得到，并且易純化； 、價(jià)格便宜； 、能滿足檢測(cè)器要求。單一或混合氣都可作載氣，常用載氣有氮?dú)狻錃?、氦氣、氬氣，另外二氧化碳，碳?xì)浠衔锏纫部梢宰鬏d氣；常用輔助氣有空氣，氧氣。一、載氣（輔助氣）選擇的一般原則1滿足分析對(duì)柱效率和分析周期的要求 從柱效率考慮要求載氣的擴(kuò)散系數(shù)小，為得到好的峰型常用

27、氮作載氣，要減小分析周期，用氦氣（或氫氣）比用氮?dú)夂谩?2依據(jù)樣品的性質(zhì) 例如分析氫的同位素，就不能用氫作載氣；在用熱導(dǎo)檢測(cè)器時(shí)為了提高靈敏度還要考慮選取與樣品熱導(dǎo)率差值較大的氣體作載氣。 3根據(jù)檢測(cè)器的要求 不同種類(lèi)的檢測(cè)器，對(duì)載氣的選用種類(lèi)是不同的，例如： TCD：為了提高靈敏度常用熱導(dǎo)系數(shù)大的氦，氫氣作載氣，而少用氮，氬氣。從安全上講氦氣比氫氣好，但我國(guó)氦氣資源較少，價(jià)格較貴，因此不得不用氫氣。當(dāng)分析含有氫的樣品時(shí)，就得使用氮和氬作載氣，不過(guò)應(yīng)注意，由于含氮的混合氣的熱導(dǎo)率不規(guī)則的變化用氮作載氣常出現(xiàn)“N”或“W”峰。在個(gè)別情況下純氧或二氧化碳也可以作載氣。 FID：用氮作載氣安全經(jīng)濟(jì)靈

28、敏度高，但在特殊要求時(shí)，如為了加快分析周期或氣相色譜儀配有甲烷化裝置時(shí)要用氫氣作載氣，在這種情況下為了獲得足夠的靈敏度，需要在柱后加一股氮?dú)饧次泊禋?。也可用氬，氦作載氣，但價(jià)值較高； ECD：以氮?dú)庾鬏d氣最方便，也可以用氫氣作載氣，但使用氚作放射源時(shí)若用氫作載氣將會(huì)造成大量流失，氦、氬也可以作載氣，但為了提高性能還要混入510的甲烷（或二氧化碳）； FPD：常用氮作載氣； NPD：常用氮作載氣。 對(duì)于FID、FPD，NPD等操作時(shí)要有火焰，所以還須輔助氣即燃燒氣一氫氣，助燃?xì)庖豢諝饣蜓鯕?。用氧作助燃?xì)饽芴岣哽`敏度， 但操作比較麻煩和危險(xiǎn)一般少用；在特殊情況下，也有用氧和氮混合代替空氣作助燃?xì)獾?/p>

29、。這種混合氣比較純凈，但價(jià)格較貴。輔助氣除上面提到的之外，在ECD操作時(shí)為了保證一定的性能在柱出口和進(jìn)檢測(cè)器之前也要加一股氣（尾吹氣），同理在毛細(xì)管分析中由于柱流量?jī)H有l(wèi)毫升分左右，為檢測(cè)器的需要也需加尾吹氣。 二、高壓氣體鋼瓶氣相色譜儀常用的氣體如H、He、N2、Ar、O2、CH4、Air等都可以儲(chǔ)存在高壓氣瓶中運(yùn)輸、使用。鋼瓶按貯存的氣體最高壓力可分為15, 20, 30MPa三種，經(jīng)常用的是15MPa壓力的一種。其容量有4，10，20，33、40、50升等，作載氣（或輔助氣）以40升最多。 鋼瓶氣正常情況可使用的時(shí)間估算如下：設(shè)瓶容量是40升，壓力：15MPa 輸出壓力最低0.1MPa

30、流量50毫升分，一天工作8小時(shí)，則一瓶氣使用的天數(shù)為：從以上計(jì)算可以看出；只要不漏氣，一瓶氣可以使用幾個(gè)月，因此，在使用鋼瓶作氣源時(shí)，一定要嚴(yán)防漏氣。漏氣不但浪費(fèi)了氣體，若H2漏氣還會(huì)造成事故。使用高壓氣體鋼瓶的優(yōu)點(diǎn)是種類(lèi)齊全，壓力穩(wěn)定，純度較高，安裝容易，更換方便，一般城市都有供應(yīng)。缺點(diǎn)是運(yùn)輸，保存、使用必須建立一套安全措施，以防止發(fā)生事故，另外，特別是高純氣價(jià)格較貴。 1、氣瓶使用注意事項(xiàng) （1）氣瓶應(yīng)盡量作到專(zhuān)用。使用單位需要將氣瓶改裝其他氣體時(shí)，必須取得充氣單位的同意； （2）氣瓶的漆色必須經(jīng)常保持它完好，且不得任意涂改。氣瓶的日常漆色工作，由充氣單位或?qū)I(yè)檢驗(yàn)單位負(fù)責(zé)進(jìn)行； （3）禁

31、止敲打，碰撞； （4）瓶閥凍結(jié)時(shí)，不得用火烤； （5）氣瓶不得靠近熱源?？扇迹夹詺怏w氣瓶與明火的距離一般不得小于10米；與熱源距離應(yīng)大于一米； （6）不得用電磁起重機(jī)搬運(yùn)，（7）夏季要防止日光曝曬； （8）氧氣瓶的瓶身和瓶嘴嚴(yán)禁沾油； （9）瓶?jī)?nèi)氣體不得用盡，必須至少留有大于.5MPa的剩余壓力，并擰好瓶帽后存放（高純氣瓶在壓力低于15MPa時(shí)，輸出氣體中雜質(zhì)將明顯增加）。 （10）裝減壓閥時(shí)，應(yīng)先開(kāi)總氣閥一、二次，以吹掉氣瓶口上的潮氣與泥土。注意每次放氣的時(shí)間僅12秒鐘即可； （11）安裝減壓閥的搬手，最好用銅質(zhì)，或鋼質(zhì)鍍銅； （12）瓶頂部開(kāi)關(guān)閥反時(shí)針打開(kāi)。一般旋開(kāi)l一2圈即可，若漏氣

32、可多旋開(kāi)幾周，如仍漏氣應(yīng)送專(zhuān)門(mén)維修單位處理；（13）裝減壓閥螺紋，一般氫氣和危險(xiǎn)性氣體的氣瓶為左螺紋即逆時(shí)針擰緊。為確保安全。安裝螺紋要旋過(guò)23處。目前國(guó)內(nèi)氫氣出口螺紋的尺寸還沒(méi)有統(tǒng)一，在安裝時(shí)，要仔細(xì)試裝，不能勉強(qiáng)，一般先用手?jǐn)Q入三至四扣后，再用搬手上緊為好。其他右旋螺紋的瓶嘴，統(tǒng)一使用圓柱管螺紋； （14）沒(méi)有鉛封的減壓閥禁止使用。發(fā)現(xiàn)漏氣、失靈、失控應(yīng)立即送修； （15）使用氣瓶中的氣體，必須通過(guò)減壓閥，嚴(yán)禁直接取用。減壓閥右旋開(kāi)啟，這與高壓閥相反，試開(kāi)氣瓶時(shí)，瓶嘴不能對(duì)人，操作者也應(yīng)站在氣瓶接嘴的側(cè)面； （16）不用氣時(shí)先關(guān)高壓，在放掉低壓氣體后，把低壓閥桿旋開(kāi)關(guān)閉，防止減壓閥中的彈簧

33、長(zhǎng)時(shí)間壓縮失靈； （17）可燃?xì)怏w不得直接從減壓閥輸出口點(diǎn)火，中間應(yīng)裝消火器，以防回火爆炸： （18）每種減壓閥只能用于一種氣體，不得混用。 、使用氫氣時(shí)注意事項(xiàng)： （1）使用氫氣的房間必須有通風(fēng)設(shè)備； （2）當(dāng)停止用氣后，檢查一下各種氣體閥門(mén)是否都關(guān)嚴(yán)方可離開(kāi)崗位； （3）非操作人員，禁止動(dòng)用氫氣閥門(mén)。開(kāi)錯(cuò)閥門(mén)和違反操作順序是引起事故的主要原因；（4）如發(fā)現(xiàn)起火，應(yīng)立即關(guān)閉閥門(mén)，不得驚慌逃避。三、氫氣發(fā)生器氫氣發(fā)生器作為氣相色譜儀的載氣或燃燒氣氣源具有許多優(yōu)點(diǎn)。 1、對(duì)安裝和放置地點(diǎn)以及環(huán)境沒(méi)有苛刻要求； 2、操作簡(jiǎn)單、安全、可靠； 3、消耗電能和水，且用量很少；4、用超純氫發(fā)生器，氣的純度

34、可達(dá)99999，輸出壓力與流量都較穩(wěn)定；5、可以取代繁瑣笨重高壓鋼瓶及凈化系統(tǒng)，特別適用于邊遠(yuǎn)地區(qū)。 水經(jīng)電解即可生成氫氣和氧氣，但如何有效地將它們分離開(kāi)，并確保氫氣具有一定的壓力，是制造氫氣發(fā)生器的技術(shù)關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)外主要有以下三種方法解決上述的技術(shù)關(guān)鍵。 1、采用鈀一銀管做為電解池陰極； 電解水所獲得的氫氣擴(kuò)散透過(guò)做為電解池陰極的鈀銀合金管而得到高純氫氣。氫氣純度比任何其他氫氣發(fā)生器制備的氫純度都高，且絕對(duì)干燥。因此對(duì)微量分析特別有利，它的缺點(diǎn)主要是要用貴金屬價(jià)格偏高。2、采用離子交換膜，即所謂“SPE”（固體聚合物電解質(zhì)）新技術(shù)的電解池；“SPE”型氫氣發(fā)生器是國(guó)外近期新開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種新

35、產(chǎn)品，工作時(shí)不需加苛性堿，無(wú)腐蝕，不會(huì)沖液，加去離子水也無(wú)需停機(jī)，制氫純度可達(dá)9999以上。國(guó)內(nèi)上述三合一膜電極的制備技術(shù)尚未過(guò)關(guān)，還依賴進(jìn)口。 3、采用特制多孔石棉膜為氧，氫分離的電解池；這是一種我國(guó)科技人員研制開(kāi)發(fā)利用多孔膜技術(shù)，以特制多孔石棉膜為氫氧分離元件，以鎳為電極，并確保氫氣具有一定工作壓力電解池。由于取材容易，操作簡(jiǎn)單安全等特別適合目前國(guó)情，因此，制造廠家多，產(chǎn)量最大，它的不足主要是氫氣純度低，使用壽命受制造工藝的影響較大。四、氮?dú)獍l(fā)生器氮?dú)獍l(fā)生器是采用化學(xué)催化脫氧法，除去空氣中的氧氣取得氮?dú)?，并?jīng)無(wú)油膜式泵向氣相色譜儀提供氮?dú)狻Ｎ?、空氣泵目前，?guó)內(nèi)可以作為氣相色譜儀配套使用的無(wú)

36、油膜式壓縮空氣泵，種類(lèi)越來(lái)越多，性能也有顯著提高。在安裝時(shí)，應(yīng)把泵安放在通風(fēng)良好，粉塵較小的地方，環(huán)境溫度應(yīng)不要超過(guò)40，輸出氣路中應(yīng)根據(jù)不同儀器性能，要求加適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾裝置。六、鋼瓶減壓閥（氧表）1、用途 減壓閥是將高壓氣瓶里的高壓降到0.11Mpa的低壓輸出，低壓氣的壓力可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，同時(shí)此低壓在高壓和輸出流量波動(dòng)時(shí)基本保持不變，因此減壓閥的功用就是氣體的減壓和穩(wěn)壓。近年國(guó)外又使用一種所謂雙級(jí)減壓閥，即把基本穩(wěn)定的低壓氣經(jīng)過(guò)第二次穩(wěn)壓后才輸出。由于從這種減壓內(nèi)輸出的壓力經(jīng)過(guò)兩次穩(wěn)壓，所以儀器的載氣，輔助氣的調(diào)節(jié)就不再需要使用穩(wěn)壓閥了。 2、主要技術(shù)性能 （1）進(jìn)氣最高工作壓力15MPa，最

37、低工作壓力應(yīng)大于低壓輸出工作壓力的2倍。 （2）輸出工作壓力范圍（常用）0.11MPa。 （3）最大輸出氣體流量40m小時(shí)。 （4）當(dāng)輸入壓力和輸出流量在允許范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，輸出壓力波動(dòng)不大于最高輸出壓力的15。 （5）輸入（出）指示壓力表精度為2.5級(jí)。 3、選用時(shí)注意事項(xiàng) （1）選用雙級(jí)比間級(jí)減壓閥輸出壓力更穩(wěn)定。 （2）膜片常用材料有不銹鋼和橡膠兩種，前者更適合氣相色譜儀使用。金屬膜片減壓閥不會(huì)污染高純氣源，穩(wěn)定性好，壽命長(zhǎng)。 （3）一般氣體和可燃?xì)怏w（H）的減壓閥結(jié)構(gòu)完全相同，僅螺紋連接旋向不同。 （4）輸出壓力一般在0.11MPa就夠了，輸出范圍越大穩(wěn)壓精度越差。（5）輸出流量在氣相色

38、譜儀上要求最大的（空氣）一般為每小時(shí)60升，因此選用時(shí)優(yōu)先采用允許流量較小者。4、一般故障排除表常見(jiàn)故障可能原因和部位排除方法漏氣(1) 各連接處漏氣，螺紋松動(dòng)，或墊圈損壞(2) 安全閥漏氣，彈簧調(diào)節(jié)不合適，或密封墊損壞(3) 上蓋沒(méi)有上緊，或膜片損壞(4) 壓力表漏氣(1) 擰緊或更換密封墊(2) 重新調(diào)整彈簧或更換密封墊(3) 擰緊上蓋，或更換膜片(4) 更換低壓閥關(guān)不死(1) 閥門(mén)座有污物(2) 閥門(mén)座損壞(1) 清洗(2) 更換 低壓輸出失控（調(diào)節(jié)螺桿全部松開(kāi)，低壓指示不斷自動(dòng)升高波動(dòng)很大）(1) 閥門(mén)座和密封墊上有污染(2) 閥門(mén)座和密封墊有毛刺和損傷(3) 封密小彈簧沒(méi)有壓緊或失去

39、彈性(4) ）彈簧位置不正或歪扭(1) 拆開(kāi)閥門(mén)清洗(2) 修平或更換(3) 擰緊增加小彈簧壓力或更換(4) 更換高壓有指示而低壓沒(méi)有指示或動(dòng)作不靈敏（1）調(diào)節(jié)螺桿已旋到最低仍沒(méi)有工作壓力，大彈簧損壞或調(diào)節(jié)螺桿彎曲（1） 更換大彈簧和修理調(diào)節(jié)螺桿高壓與低壓指示同時(shí)下降（1）打開(kāi)氣源以后不久低壓表和高壓表指示同時(shí)下降：氣瓶閥沒(méi)有完全打開(kāi)。（1） 重新開(kāi)啟氣瓶閥壓力表指示不回零或指針不動(dòng)（1）壓力表內(nèi)傳動(dòng)失靈（1）修理或更換第二節(jié)氣體的凈化 氣體凈化的目的主要是除去H2O、O2，有害的有機(jī)物，灰塵和機(jī)械雜質(zhì)等。對(duì)氣體的純度要求主要取決于分析對(duì)象，色譜柱的填充物，檢測(cè)器，以及儀器的穩(wěn)定性和壽命等的需

40、要。一般講對(duì)載氣的純度要求是微量分析比常規(guī)分析高；毛細(xì)管柱比填充柱高；程序升溫比恒溫操作高；濃度型比質(zhì)量型檢測(cè)器高。通常用于氣相色譜中的各種氣體純度最好在99995以上。當(dāng)然這也不是絕對(duì)的，某些高選擇性檢測(cè)器，就允許那些非敏感的干擾物質(zhì)的濃度大些。一、氣體不純的不良影響氣體中的雜質(zhì)，對(duì)氣相色譜操作的干擾是多方面的，是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，因此在決定對(duì)所有氣體進(jìn)行凈化之前，要根據(jù)具體情況分析后再采取適當(dāng)凈化措施。對(duì)氣體純度要求過(guò)高，有時(shí)不但不需要，反而使氣路系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，更容易出現(xiàn)漏氣或其他問(wèn)題。對(duì)檢測(cè)器的影響： TCD：信噪比減小，無(wú)法調(diào)零，線性變窄，校正因子不能使用。氧含量大，使元件在高溫時(shí)加

41、速老化，減少壽命，使不平衡輸出增加，穩(wěn)定性變壞。FID：，CH4等有機(jī)雜質(zhì)，使基流激增，無(wú)法調(diào)零；基線隨雜質(zhì)的濃度大幅度變化，信噪比下降，不能進(jìn)行微量分析。二、氣體的凈化方法凈化氣體的方法主要有以下幾種： 1、除去有機(jī)雜質(zhì)： 主要用活性碳吸附，某些化合物也可以用分子篩；載氣中的微量烴可用低溫（干冰或液氮溫度下）活性炭或分子篩除去；空氣中微量輕組分烴類(lèi)氣體可用800850氧化銅或500過(guò)錳酸銀等將其燃燒氧化為CO2，然后由堿或堿石棉吸附除去。、CO2用堿石棉除去；、除水低溫（如干冰一酒精溫度）下用3A與5 A分子篩除水，可使水含量降至30l/l以下。如凈化溫度低于70還能有效地除去O2、N2、C

42、H4、CO、CO2等，但要注意所用載氣在分子篩上的吸附性要遠(yuǎn)比放除去的小。另外還可以來(lái)用活性氧化鋁或硅膠在液氮溫度下進(jìn)行。4、金屬鎳除氧在常溫下，將被還原的金屬鎳105催化劑裝進(jìn)過(guò)濾器，欲凈化的氣通過(guò)后，O2的含量可降至10l/l以下。三、常用凈化物質(zhì)的使用與老化1、活性炭 粉碎過(guò)篩，用苯浸泡幾次以除去其中的硫磺、焦油等雜質(zhì)，然后在380下通人過(guò)熱水蒸汽，吹至乳白色物質(zhì)消失為止（可裝入不銹鋼管中，在管式爐中加熱沖洗），保存在磨口瓶?jī)?nèi)。使用前，于160下烘烤2小時(shí)即可使用。 2、硅膠粉碎過(guò)篩后，在350一580下烘烤活化34小時(shí)，（注意不要超過(guò)600，以免分子篩結(jié)構(gòu)破壞失效）。 3、105催化劑

43、： 105型是一種含鈀除氧催化劑。使用前將它放在脫氧反應(yīng)管中，在360下減壓脫水兩小時(shí)。冷卻至室溫后，可將欲純化的氫氣通過(guò)催化劑，還原活化一小時(shí)。含氧1的H2氣，一次通過(guò)催化劑后，氧含量可降到0.2l/l。催化劑失效后可用上述方法再生。 4、活性銅催化劑：活性銅催化劑，呈棕色條狀，使用前需用H2在300400下還原活化。它可有效地除去氮?dú)庵械难?，使O2含量下降到10l/l左右。四、常用過(guò)濾器國(guó)內(nèi)外氣相色譜儀所用過(guò)濾器種類(lèi)繁多，可根據(jù)具體情況選擇配用。過(guò)濾器的活化依據(jù)氣體的干凈程度和過(guò)濾器的大小而定，當(dāng)氣源比較臟時(shí)，最好在更換新鋼瓶的同時(shí)活化一次。其他過(guò)濾器視情況而定。 過(guò)濾器一般安裝在氣源和儀

44、器之間，內(nèi)裝硅膠活性炭和分子篩，使儀器免受氣源中的水汽和碳?xì)浠衔锏奈廴尽Ｍㄓ脙x器必備，特別對(duì)于TCD，ECD必須使用，尺寸一般在長(zhǎng)約300毫米直徑約30毫米，尺寸不宜太大。第三節(jié) 氣體的壓力與流速控制在氣相色譜儀中，載氣起著推動(dòng)試樣在色譜柱中運(yùn)動(dòng)和為試樣在色譜提供分配相的作用。因此，氣路系統(tǒng)在氣相色譜儀中是一個(gè)連續(xù)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。系統(tǒng)的密封性、載氣的流速、壓力變化等，將對(duì)儀器穩(wěn)定性和定性定量分析結(jié)果產(chǎn)生很大影響。實(shí)驗(yàn)表明，流速波動(dòng)1，F(xiàn)ID的噪聲在臟的氣路比干凈的氣路要增大10100倍，試樣的保留時(shí)間重復(fù)性通常將大于1秒。在ECD中，載氣中的水含量大于.01l/l時(shí)，最小檢測(cè)量將成倍增加等。 現(xiàn)代

45、氣相色譜儀的載氣氣路和輔助氣路應(yīng)具備以下特點(diǎn)：、氣路安排應(yīng)既實(shí)用又簡(jiǎn)單。、有良好長(zhǎng)久的密封效能。、所用氣路中器材，部件干凈程度，必須滿足色譜分析的要求。為提高氣的純度，在氣路系統(tǒng)應(yīng)具備有多種用途的過(guò)濾器。 、為提高定性精度，減少溫度波動(dòng)對(duì)氣流的影響，氣路控制部分最好能恒溫。 、壓力表的精度（特別是在毛細(xì)管分析中）應(yīng)足夠高。 、流速的調(diào)節(jié)應(yīng)方便，精確，重復(fù)性好。對(duì)FID、ECD、FPD應(yīng)能在排氣口精確地測(cè)量流速。 、為適應(yīng)在低于環(huán)境溫度以下工作，儀器應(yīng)備有致冷劑（液N2和液CO2等）的控制系統(tǒng)。 、為適應(yīng)多功能的需要，氣路中應(yīng)備有開(kāi)關(guān)閥，穩(wěn)壓閥，穩(wěn)流閥，針形閥，單向閥，電磁閥，液體或氣體的進(jìn)樣閥

46、等。且通過(guò)簡(jiǎn)單的組合、排列就能適應(yīng)不同柱或檢測(cè)器的需要。 、為了不斷提高儀器的自動(dòng)化和數(shù)字化以及實(shí)現(xiàn)微處理機(jī)控制，氣路中要備有機(jī)械式或電子式數(shù)字顯示的流速控制器。 雖然以上特點(diǎn)，對(duì)于一臺(tái)多功能，高指標(biāo)的氣相色譜儀是非常重要的，但并非每一臺(tái)色譜儀不論它的性能高低和應(yīng)用場(chǎng)合都一應(yīng)具全，還必須根據(jù)具體情況安排。 氣相色譜儀中的氣路安排大體可分成單氣路，補(bǔ)償式雙氣路和多支路三大類(lèi)。 氣路部件的安排可以千變?nèi)f化，但流速都是通過(guò)調(diào)節(jié)氣阻和壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。可以固定輸入壓力調(diào)節(jié)氣阻，也可以固定氣阻調(diào)節(jié)壓力。在氣動(dòng)控制中，氣體的壓力與流速的關(guān)系雖然和電子學(xué)中的概念相似（如電壓一氣壓；電阻一氣阻；電容一氣容，電流一

47、氣流等），但它卻沒(méi)有電學(xué)中歐姆定律那樣簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。在氣路中，流速，壓力和氣阻的關(guān)系只能寫(xiě)成： 式中：F流過(guò)氣阻的氣體的平均流速 Pl，P2分別為氣阻兩端的壓力 R氣阻 其中若氣阻是一個(gè)常數(shù)，上式便可改寫(xiě)成等式，實(shí)際上氣阻除和本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還隨氣體的性質(zhì)及氣體的流動(dòng)形式而變化因此在實(shí)際使用時(shí)很難利用公式計(jì)算出流速，而必須實(shí)測(cè)確定。雖然壓力和流速的穩(wěn)定性對(duì)分析定性、保留時(shí)間和定量的峰高，峰面積以及儀器的穩(wěn)定性有直接影響，但至今未能給出穩(wěn)定性的具體要求數(shù)值。一般講：濃度型比質(zhì)量型要求高，毛細(xì)管分析比填充柱高，程序升溫比恒溫分析要求。一個(gè)優(yōu)良的氣路，壓力與流速的穩(wěn)定性應(yīng)達(dá)到051。一、氣阻氣阻

48、是一種使氣體流通截面突然變小的耗能器。當(dāng)氣體流過(guò)時(shí)，氣體分子和管壁，分子之間相互碰撞，摩擦加大損耗很大的能量（包括氣壓一勢(shì)能損失，流速一動(dòng)能損失）而表現(xiàn)出阻力作用。 1、毛細(xì)管氣阻 用毛細(xì)管做固定氣阻時(shí)的優(yōu)點(diǎn)有：（1）裝在穩(wěn)壓閥后，提高輸出壓力的工作點(diǎn)，使其工作穩(wěn)定，方便可靠；（2）只要?dú)庾枳銐虼?，調(diào)節(jié)壓力時(shí)流速變化細(xì)微且穩(wěn)定，比用固定壓力調(diào)節(jié)氣阻方式效果好；（3）毛細(xì)管氣阻特性比較穩(wěn)定，且壓力與流量關(guān)系比較接近線性。下表給出了毛細(xì)管氣阻壓力與流速的關(guān)系。毛細(xì)管尺寸：外徑0.7mm，內(nèi)徑0.3mm，長(zhǎng)200mm輸入壓力Mpa001004008010016018流速 ml /min1140789

49、4147150毛細(xì)管氣阻常用管直徑0.20.3毫米，當(dāng)直徑小于0.2mm因易堵塞較少用。長(zhǎng)度取決于所通過(guò)的氣體性質(zhì)和要求的阻力大小。毛細(xì)管固定氣阻選擇內(nèi)徑大，長(zhǎng)度長(zhǎng)的效果好。氣阻使用前要經(jīng)過(guò)高壓液體清洗干凈，使用中嚴(yán)防灰塵和機(jī)械雜質(zhì)壓進(jìn)管內(nèi)，否則流速不穩(wěn)或被堵死。二、開(kāi)關(guān)閥開(kāi)關(guān)閥在氣路中主要用于切斷氣體的供給，當(dāng)閥關(guān)閉時(shí)氣阻無(wú)窮大，開(kāi)啟時(shí)氣阻近似于零。氣路中采用開(kāi)關(guān)閥的目的是： （1）在雙氣路中，如果只使用一路，而針形閥的設(shè)計(jì)又不允許作關(guān)閉用時(shí)，切斷另一路載氣； （2）為了準(zhǔn)確地重復(fù)得到原來(lái)的壓力和流速，不希望改變各控制閥的位置，僅用開(kāi)關(guān)閥操作，切斷或接通氣源。這樣還省去了穩(wěn)壓閥，針形閥的反復(fù)

50、調(diào)節(jié)延長(zhǎng)閥的壽命。近年來(lái)，氣相色譜儀中為了簡(jiǎn)化氣路，把穩(wěn)流閥設(shè)計(jì)成兼有開(kāi)關(guān)作用即在其針形閥閥桿園柱斜面的底部加一個(gè)“O”形圈可在旋到底時(shí)切斷氣路，因此省去了開(kāi)關(guān)閥；另外還有在氫氣，空氣氣路中采用開(kāi)關(guān)一針形閥也不再另設(shè)開(kāi)關(guān)閥。三、針形閥 在氣路中使用針形閥的目的是為了細(xì)微均勻的調(diào)節(jié)流速。在恒溫分析中，直接裝在穩(wěn)壓閥后調(diào)節(jié)，在程序升溫分析中把它設(shè)計(jì)在穩(wěn)流閥中。 、對(duì)針形閥的主要技術(shù)要求（）氣密性一通常在0.40.6MPa壓力下不漏氣；（）流量的調(diào)節(jié)范圍0幾百mlmin（具體視要求而定）；（）流量調(diào)節(jié)要成線性調(diào)節(jié)平穩(wěn)，流量值不跳動(dòng)； （）調(diào)節(jié)細(xì)、精度高最小調(diào)節(jié)增量應(yīng)0.5m1min。 針形閥工作原理

51、實(shí)質(zhì)上是一個(gè)手動(dòng)調(diào)節(jié)可變氣阻，即靠細(xì)紋旋轉(zhuǎn)使閥針沿軸向前后移動(dòng)，改變閥針與閥座間的環(huán)形流通面積（氣阻）來(lái)調(diào)節(jié)流速。閥針和閥座通孔之間有一定的孔隙，孔隙的大小可以通過(guò)閥針和閥座的相對(duì)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖是常用的針形閥結(jié)構(gòu)示意圖，閥針的直徑和閥座孔直徑相同，旋到根部也不會(huì)損傷閥針。若在針根部裝一密封圈可起到開(kāi)關(guān)閥作用。閥體 2壓縮彈簧 3閥針密封圈 4閥針密封環(huán) 6密封墊圈 7螺帽 8調(diào)節(jié)手柄圖常用針型閥的基本結(jié)構(gòu)針型閥檢漏方法除在儀器通氣的情況下，用肥皂液涂抹檢漏液外，還可以拆下通氣，將出口堵死放在無(wú)水乙醇中，觀察有無(wú)氣泡產(chǎn)生。 、針形閥在使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)（）分清進(jìn)出氣口。應(yīng)使氣體首先通過(guò)氣阻，從而使閥桿處于低壓端，有利于密封； （2）要嚴(yán)防水，灰塵等機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入工作間隙（氣阻），否則會(huì)使氣流不穩(wěn)或失調(diào)； （3）閥針不要向關(guān)緊方向旋得太多或關(guān)死，以防長(zhǎng)期不用時(shí)，使針與座咬合； （4）發(fā)現(xiàn)錐形針閥的調(diào)節(jié)流速忽大忽小可以清洗針與座。如發(fā)現(xiàn)錐面磨損可重新研磨； （5）閥桿漏氣可以更換密封墊圈。在一般分析中允許在閥桿與密封墊圈處涂抹一層高溫硅酯，但不得抹一股的真空油酯和其他油酯。因?yàn)檫@些油酯在常溫下能揮發(fā)出有機(jī)雜質(zhì)會(huì)污染所控制的氣體；（6）針形閥只能調(diào)節(jié)氣阻的大小，并不能穩(wěn)定壓力。要