| 第五課 氣相色譜儀－分離系統 色譜柱是色譜儀的分離系統。試樣中各組分的分離在色譜 柱中進行，因此，色 譜柱是色譜儀的核心部分。色譜往 主要有兩類：填充柱和毛細管柱，現分別敘述如下: 1．填充柱 填充柱由柱管和固定相組成，柱管材料為不銹鋼或玻璃， 內徑為2—4毫米，長為1—3米。往內裝有固定相，固定相 又包括固體固定相和液體固定相兩種。 2．毛細管往 毛細管柱又叫空心柱，空心柱分涂壁空心柱，多孔層空 心柱和涂載體空心柱。 涂壁空心柱是將固定液均勻地涂 在內徑0．1—0．5毫米的毛鋼管內壁而成。毛細管的材 料可以是不銹鋼、玻璃或石英。這種色譜柱具有滲透性 好、傳質阻力小等特點，因此柱子可以做得很長(一般 幾十米，最長可到三百米)。和填充柱相比，其分離效率 高，分析速度快,樣品用量小。其缺點是樣品負荷量小， 因此經常需要采用分流技術。柱的制備方法也比較復雜； 多孔層空心柱是在毛細管內壁適當沉積上一層多孔性物 質，然后涂上固定液。這種柱容量比較大，滲透性好， 故有穩定、高效、決速等優點。第六課 氣相色譜儀－檢測系統 1．熱導檢測器熱導檢測器 ( Thermal coductivity detector，簡稱 TCD )，是應用比較多的檢測器，不論對有機物還是無機氣體都有響應。熱導檢測器由熱導池池體和熱敏元件組成。熱敏元件是兩根電阻值完全相同的金屬絲(鎢絲或白金絲)，作為兩個臂接入惠斯頓電橋中，由恒定的電流加熱。如果熱導池只有載氣通過，載氣從兩個熱敏元件帶走的熱量相同，兩個熱敏元件的溫度變化是相同的，其電阻值變化也相同，電橋處于平衡狀態。如果樣品混在載氣中通過測量池，由于樣號氣和載氣協熱導系數不同，兩邊帶走的熱量不相等，熱敏元件的溫度和阻值也就不同，從而使得電橋失去平衡，記錄器上就有信號產生。這種檢測器是一種通用型檢測器。被測物質與載氣的熱導系數相差愈大，靈敏度也就愈高。此外，載氣流量和熱絲溫度對靈敏度也有較大的影響。熱絲工作電流增加—倍可使靈敏度提高3—7倍，但是熱絲電流過高會造成基線不穩和縮短熱絲的壽命。熱導檢測器結構簡單、穩定性好，對有機物和無 機氣體都能進行分析，其缺點是靈敏度低。2．氫火焰離子化檢測器氫火焰離子化檢測器(Flame Ionization Detector，FID) 簡稱氫焰檢測器。它的主要部件是一個用不銹鋼制成的離子室。離子室由收集極、極化極(發射極)、氣體入口及火焰噴嘴組成。在離子室下部，氫氣與載氣混合后通過噴嘴，再與空氣混合點火燃燒，形成氫火焰。無樣品時兩極間離子很少，當有機物進入火焰時 ，發生離子化反應，生成許多離子。在火焰上方收集極和極化極所形成的靜電場作用下，離子流向收集極形成離子流。離子流經放大、記錄即得色譜峰。有機物在氫火焰中離子化反應的過程如下：當氫和空氣 燃燒時，進入火焰的有機物發生高溫裂解和氧化反應生成自由基，自由基又與氧作用產生離子。在外加電壓作用下，這些離子形成離子流，經放大后被 記錄下來。所產生的離子數與單位時間內進入火焰的碳原子質量有關，因此，氫焰檢測器是一種質量型檢測器。這種檢測器對絕大多數有機物都有響應，其靈敏度比熱導檢測器要高幾個數量級，易進行痕量有機物分析。其缺點是不能檢測惰性氣體、空氣、水、C0，CO2、NO、S02及H2S等。3．電子捕獲檢測器電子捕獲檢測器是一種選擇性很強的檢測器，它只對合 有電負性元素的組分產生響應，因此，這種檢測器適于分析合有鹵素、硫、磷、氮、氧等元素的物質。在電子捕獲檢測器內一端有一個多放射源作為負極，另一端有一正極。兩極間加適當電壓。當載氣(N2)進入檢測器時，受多射線的輻照發生電離，生成的正離子和電子分別向負極和正極移動，形成恒定的基流。合有電負性元素的樣品AB進入檢測器后，就會捕獲電子而生成穩定的負離子，生成的負離子又與載氣正離子復合。結果導致基流下降。因此，樣品經過檢測器，會產生一系列的倒峰。電子捕獲檢測器是常用的檢測器之一，其靈敏度高，選 擇性好。主要缺點是線性范圍較窄。 |
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