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气相色谱仪的结构和使用
浙江福立分析仪器有限公司
化学分析中的二个概念
化学分析的目的:
1.要确定被分析物是什么性质,即给物质定性。
2.要确定被分析物中每个组份的含量的大小,即给物质定量
定性分析
定量分析
色谱仪器的三个要素
1.分得开
对被分析的样品中的各组分要有良好的分离。
2.测得出
对被分离出的组分,不管其浓度大小均能识别
3.重现性好
对同一样品的多次检测数据均要一致。
色谱分离的三个要素
气相色谱
液相色谱
1.色谱柱
1.色谱柱
2.温度
2.液体的组成
3.气体的流量
3.液体的流量
色谱仪器的重要指标
色谱仪器的哪些指标重要?
1.保留时间的重复性(重现性)
2.色谱峰面积或峰高的重复性(重现性)
3.色谱仪器的基线噪声和基线漂移
4.色谱仪器的灵敏度(敏感度)与最小检测限
色谱仪器的重要指标
为什么色谱仪器的重复性指标最重要?
色谱分析仪器完成分析过程的工作原理:
用已知的标准物来比对、衡量未知物。
由上述的工作原理可知,色谱分析仪器对同一种样品
分析后所得结果的重复性是最重要的指标。
***
色谱仪器的重要指标
A.色谱仪器靠哪些手段保证其重复性?
GC:温度控制的稳定;气体流量的稳定;检测器的设计及制造
LC:高压输液泵流量的稳定;检测器的设计制造;流动相的配比
B.色谱仪器检测器的敏感度的衡量:
1.国产仪器怎样衡量的?
FID的敏感度计算
2.国外仪器怎样衡量的?
2 N V  d
Mt 
E max  2t1 / 2
色谱仪器的组成
色谱仪器一般由三部分组成,即样品分离部分、样品
检测部分和信号处理部分
样品分离部分:
GC:气体钢瓶、压力和流量调节装置、进样口和色谱柱
温度控制器
LC:溶剂瓶、高压输液泵、进样阀和色谱柱
样品检测部分:
GC、LC:各种检测器
信号处理部分:
GC、LC:工作站和计算机
*
气相色谱仪的介绍--气路系统
气
相
色填
谱充
仪柱
的
气
路
控
制
部
分
气源
色谱柱
信号处理
计算装置
检测器
压力表
INJ
N2 input
FID
压力表
稳压阀
稳流阀
H 2 input
稳压阀
Needle
Valve
Needle
Valve
AIR
input
稳压阀
*
气相色谱仪的介绍--气路系统
气
相
色毛
谱细
仪柱
的
气
路
控
制
部
分
进样器
input
FID
N2
分流放空
二位三通阀
清扫放空
毛细管色谱柱
背压阀
input
H2
input
AIR
气路系统的主要部件--稳压阀
被稳压气室
气体输出
阀针
气体输入
波纹管 弹簧
调节旋钮
两个口,四种情况
1.当输入压力增大,气室内压力增大,波纹管向右拉伸带动阀针向右运动关小入口使气室压力不变。
2.当输入压力减小,气室内压力减小,波纹管向左收缩带动阀针向左运动开大入口使气室压力不变。
3.当输出口的气阻增大,气室内压力增大,波纹管向右拉伸带动阀针向右运动关小入口使气室压力不变。
4.当输出口的气阻减小,气室内压力减小,波纹管向左收缩带动阀针向左运动开大入口使气室压力不变。
21
气路系统的主要部件--稳流阀
阀门
硅橡胶
P0
B
压缩弹簧
橡胶膜片
针形阀
A
P1
P出
P0
22
气路系统的主要部件--针形阀
气体入口
阀针
弹簧
阀杆
旋钮
气体出口
25
气路系统的主要部件-进样系统
常以微量注射器穿过隔垫将液体样品注入气化室,汽化室温度比
样品中最易蒸的物质的沸点高约50oC。(通常气体可通过六通阀进样
,重现性较好)
进样要求:
进样量或体积适宜;“塞子”式进样。一般柱分离进样体积在十
分之几至20L,对毛细管柱分离,体积约为~10-2 L,此时应采用分
流进样装置来实现。体积过大或进样过慢,将导致分离变差(其典型
表现为峰拖尾)。
进样口类型:
分流/不分流毛细管柱进样口,填充柱进样口,冷柱上进样口,
程序升温气化进样口。
气路系统的主要部件-进样系统
分流/不分流进样口及填充柱进样口功能
1)操作温度范围
最高气化温度350~420℃,常用250℃
2)载气压力和流量设定范围
常见仪器载气压力范围:0~100psi
流量范围:0~200ml·min-1
3)死体积
0.2~1ml
气化室死体积小,样品初始谱带窄,柱外效应小,但死体积太小,会因样品
气化后体积膨胀引起压力的剧烈波动,严重时会引起样品“倒灌”,反而增加柱
外效应。
4)惰性
气化室内壁应有足够惰性,不对样品发生吸附或化学反应或对样品分解起催化
作用。所以,气化室不锈钢套管中要插入一个石英或玻璃管柱。
5)隔垫吹扫功能
隔垫的影响:硅橡胶材料残留溶剂低分子齐聚物进入色谱柱,引起“鬼
峰” ,气化室高温使其部分降解
隔垫吹扫的作用:隔垫排出物被排出,温度较气化温度低,防止隔垫老化
气路系统的主要部件-进样系统
6)分流进样
 为什么采用分流进样?
作用:小部分被载气带入色谱柱,大部分被放空,在进样量(进样体积)一定
时,减少进入毛细管柱的样品量,防止柱柱超载及污染。
分流比:放空部分:进入色谱柱部分=分流出口流量:柱流量和分流比
(一般10:1~200:1)

易出现的问题:分流歧视——在一定分流比条件下,不同样品组分的实际分流
比是不同的,从而造成进入色谱柱的样品组成不同于原来的样品组成,影响定量结
果的准确度。
原因:各组分在载气中的扩散速度不同,各组分极性不同,沸点不同,气化速
度不同,分流比较大时易出现 。
解决方法:快速气化,包括采用较高气化温度和选用合适的衬管 ,在样品浓
度和柱容量允许情况下,分流比尽量小一些。
7)不分流进样
适用于低浓度样品,可提高灵敏度,消除分流歧视,但由于溶剂效应会引起
初始谱带变宽。
气路系统的主要部件-进样系统
8)冷柱上进样:
样品直接注入处于室温或低于室温的色谱柱,逐步升高温度
使组分依次气化通过色谱柱分离
优点:消除歧化效应避免样品分解,准确度,精密度高。
缺点:要求进样体积小,否则会超载操作复杂:对起始柱温、
溶剂性质、进样速度有严格的要求。
9)程序升温气化进样(PTV)
将气体或液体样品,注入处于低温的进样口衬管内,按设定
程序升高进样口温度
缺点:PTV进样口结构复杂,操作技术要求更高一些;价格
贵一些。
气路系统的主要部件-填充柱进样口
硅橡胶垫
填充色谱柱
进样口导向件
色谱柱的两种接法
载气入口
(接稳流阀出口)
1.柱上进样接法
2.普通接法
气路系统的主要部件-毛细柱进样口
针形阀
三通管
载气输入
隔垫清扫输出
0.5-5ml/分钟
稳流阀
分流输出
根据分流比调节
二位三通电磁阀
由主机微机板控制
背压阀
不分流状态
毛细管色谱柱
气路系统的主要部件-毛细柱进样口
针形阀
三通管
隔垫清扫输出
0.5-5ml/分钟
经稳压后载气入口
稳流阀
载气输入
分流输出
根据分流比调节
二位三通电磁阀
由主机微机板控制
背压阀
分流状态
毛细管色谱柱
*
气路系统的主要部件
大口径毛细柱不分流进样
薄片式导向件
离子室底座
石英玻璃内衬管
不锈钢
进样器接头
喷嘴尾管
毛细管
色谱柱
色谱柱安装关键所
在:
确保石英玻璃管收口
处将毛细管柱紧紧夹
住
不锈钢
检测器接头
密封螺母和石墨
密封圈
带钢套石墨密封圈
开槽螺母
0.53mm毛细管柱
气路系统的主要部件--流量的计量1
皂膜流量计
放空
组成:
1.玻璃管
2.盛起泡剂的橡皮囊
3.秒表
20m
l
10m
l
0ml
接被测气体流量
起泡剂
原理:
被测气体流量从侧管进入主管,
顶起在主管中已经存在的起泡
剂的液膜,将液膜上升体积的
时间加以计量,则得流量。
气路系统的主要部件--流量的计量2
转子流量计
气体出口
转子放大图
50ml
40ml
30ml
20ml
10ml
0ml
气体入口
组成:
1.进出口接头
2.锥形玻璃管
3.转子
原理:
气体从气体入口进入后,
将转子托起,气体流量越
大,转子托起越高,转子
被托起的高度和流量的大
小成正比。
气路系统的主要部件--流量的计量3
刻度针形阀、刻度稳流阀
组成:
刻度旋钮
原理:
利用稳流阀、针形
阀旋转的度数和流
量近似成正比这一
原理来进行流量的
计量。
气路系统的主要部件--流量的计量4
压力显示型
压力表
稳压阀
可调气阻
组成:
1.稳压阀
2.压力表
3.可调气阻
原理:
在稳压阀后加一固定
气阻,在稳压阀与气
阻间加入一各压力表
此时稳压阀输出气体
流量越大,只要气阻
不变,则压力表显示
值也越大。
气路系统的主要部件--流量的计量5
电子气体流量计
电子气体流量计的原理是:
在气体的流路中接入一个流量传感器,流
量传感器将气体流量这个物理量转成与之成正比的
模拟量,这个模拟量可以是电压或电流,将这个模
拟量量化后转成数字量,即可在色谱仪的屏幕上以
数字显示出来。
气路系统的主要部件-气体自控
GC9710电子压力控制原理
压力
传感器
差压式压
力传感器
分流输出
气阻
载气输入
AFC电磁
比例调节阀
毛
细
管
柱
进
样
器
分流流量
传感器
分
流
井
二位三通
电磁阀
根据分流比调节
EPC电磁
比例调节阀
隔垫清扫输出
0.5~5ml/min
毛细管色谱柱
上面色谱图为采用EPC,柱头压为60Kpa,无程序升压,柱温为140℃
进样1ul,分析耗时43分钟。
上面色谱图为采用EPC,起始柱头压为60Kpa,最终柱头压220Kpa
程序升压速率10Kpa/min,色谱柱温140℃,进样1ul,分析耗时17分钟
以上样品为同一样品。
气相色谱仪的电路部分
气
相
色
谱
仪
的
电
子
控
制
部
分
框
图
220V输入
Col
测温
Det
测温
TCD
测温
Inj
测温
Cap
测温
Aux
测温
柱箱
加热
检测器
加热
热导
检测器
加热
填充柱
进样口
加热
毛细柱
进样口
加热
辅助
加热
6
多路开关
与
温度A/D转换
温度控制输出
ROM
CPU
RAM
键盘与显示
接口电路1
检测器
控制
电路1
检测器
控制
电路2
检测器
控制
电路3
后开门
步进
电机
气相色谱仪的电路部分
气相色谱仪的温度控制详图
开关
加热丝
Pt
测
温
铂
电
阻
物
理
量
转
模
拟
量
模
拟
量
转
数
字
量
220V/50Hz
可控硅
控制器件
光电耦合器
CPU
运
算
控
制
温
度
设
定
气相色谱仪的检测器
最常用检测器的排名
1.TCD和FID一直是互为第1、2位的,是二个最常用的检测器
2.ECD和FPD基本上互为稳居第3、4位
3.NPD和PID为第5、6位
4.其他检测器有MSD、FTIR、HID及AED等等
气相色谱仪的检测器
检
测
器
的
分 类
一.按性能特征分类
1.对样品破坏与否
破坏性检测器:如FID、FPD
非破坏性检测器:如TCD、PID
2.按响应值与时间的关系
响应值为组分在特定时间内的累积量,积分型
响应值为组分在特定时间内的瞬时量,微分型
3.按响应值与浓度还是质量有关
响应值为取决于载气中的浓度,浓度型检测器,峰面积随载气流速增加而减小,峰高不变
响应值取决于单位时间内进入检测器的组分量,质量型检测器,峰高随流速的增加而增加
峰面积不变。
4.按不同类型化合物响应值的大小
检测器对不同类型化合物的响应基本相当,或各类化合物的响应值之比小于10,称通用型
检测器,如TCD、PID。
当检测器对某类化合物的响应值比另一类大十倍以上,为选择型检测器,如FPD、ECD。
气相色谱仪的检测器
检
测
器
的
分 类
二.按工作原理分类
检测方法
工作原理
检测器
应用范围
物理常数法
热导系数差异
热导检测器 TCD
所有化合物
气相电离法
火焰电离
火焰电离检测器 FID
有机物
热表面电离
氮磷检测器 NPD
氮、磷化合物
化学电离
电子捕获检测器 ECD
电负性化合物
光电离
光电离检测器PID
所有化合物
原子发射
原子发射检测器AED
多元素
分子发射
火焰光度检测器FPD
硫、磷化合物
分子吸收
傅立叶变换红外光谱 FTIR
红外吸收化合物
分子吸收
紫外检测器 UVD
紫外吸收化合物
电导变化
电导检测器 ELCD
卤、硫、氮化合物
电离和质量色散
质量选择检测器 MSD
所有化合物
光度法
电化学法
质谱法
气相色谱仪的检测器
对检测器的要求
1.希望在无组分流入时,即仅有载气通过检测器时,其响应信号曲线
-基线,是稳定而无波动的,即噪声和漂移的要求。
2.希望极痕量的组分进入检测器时就有响应,即灵敏度和检测限的要
求。
3.希望在某些情况下,所有进入检测器的组分均有响应,而在另一些
情况下,仅对某种类化合物有响应,即选择性要求。
4.希望保持高效毛细柱的分离效能,就有死体积的要求。
5.希望十分窄的谱带快速通过检测器时,峰形不失真,即检测器的响
应时间要求。
6.希望定量正确可靠,即相对响应因子、线性和线性范围的要求
气相色谱仪的检测器
检测器的噪声和漂移
1.噪声
由于各种原因引起的基线波动,称基线噪声(N )。无论在有或
无组分流入时这种波动均存在。它是一种背景信号。噪声分短期噪声和长期
噪声二类。
短期噪声:
是来回摆动的信号,其频率明显比色谱峰快。此噪声能用适当的
噪声滤波器除去,对分析工作影响不大。
长期噪声:
长期噪声的出现频率与色谱峰相当,此噪声不能用滤波器除去也
无法与同样大响应值的色谱峰区别开,它对接近检测限的组分测定有较大的
影响。
噪声的测量:
噪声的测量通常是取10~15分钟的噪声带来计算,噪声带用峰对
峰的二条平行线来确定,其计量单位通常用mV。
气相色谱仪的检测器
检测器的噪声和漂移
2.漂移
基线随时间单方向的缓慢变化,称基线漂移。漂移的测量通常
是取0.5~1小时内的基线的变动来计算,其计量单位通常用mV/小时。
噪声和漂移除与检测器本身的性能有关外,噪声还能来自于:
检测器和数据处理系统的机械或电噪声;检测器加热、通气、火焰点燃、
加电流等操作噪声;以及载气不纯或漏气、柱流失等噪声。而漂移大多
与仪器中某些单元尚未进入稳定状态有关。如载气流量,汽化室、柱和
检测器的温度,柱和隔垫的流失等。多数情况下漂移是可以控制的。
气相色谱仪的检测器
检测器的灵敏度
灵敏度和检测限是衡量检测器敏感
程度的指标。
S
ΔR
ΔQ
R/mV
1.灵敏度是指通过检测器物质响应值
的变化率。即
ΔR
检测器按其响应特征,可分为
浓度型和质量型前者Q为浓度(c)单位
为(mg/mL);后者Q为质量流量(m),
单位为(g/s),因此,两者的灵敏度
的计算式是不同的。
ΔQ
2RN
Q最小/(mg/mL)或(g/s)
气相色谱仪的检测器
检测器的灵敏度
1.浓度型检测器灵敏度的计算
ΔR
hc1
Ac1c2 F
S


ΔC m /(Wh / 2  c2  F )
m
式中:
h--峰高,mm
Wh/2--半峰宽,mm
A --峰面积,mm
2
c --记录器或数据处理机灵敏度,mV/mm
c --纸速倒数,min/mm
1
2
F--经校正后的载气流速,mL/min
m--样品质量,mg
气相色谱仪的检测器
检测器的灵敏度
2.质量型检测器灵敏度的计算
ΔR
hc1
60Ac1c2
S


Δm m /(Wh / 2  c2 )
m
式中:
h--峰高,mm
Wh/2--半峰宽,mm
A --峰面积,mm
2
c --记录器或数据处理机灵敏度,mV/mm
c --纸速倒数,min/mm
m--样品质量,mg
1
2
气相色谱仪的检测器
检测器的检测限
检测器的检测限比较灵敏度而言是一个更重要的参数,它衡量了检测器对微小信号
(由痕量组分产生)的检测能力。因为检测器在检测时必须考虑噪声这一参数。将产生
两倍噪声信号时,单位体积的载气或单位时间内进入检测器的组分量称为检测限。则:
式中
N--噪声,mV或A;
S--检测器灵敏度;
D--检测限,其单位随S不同也有三种:
2N
Dg 
Sg
2N
Dv 
Sv
单位为mg/mL
单位为mL/mL
2N
D
S
2N
Dt 
St
单位为g/s
有时也用最小检测限(MDA)或最小检测浓度(MDC)作为检测限。他们分别是产生
两倍噪声信号时,进入检测器的物质量(g)或浓度(mg/mL)。
不少高灵敏度的检测器,如FID、NPD、ECD等往往用检测限表示检测器的性能。
灵敏度和检测限是两个从不同角度表示检测器对物质敏感程度的指标,前者越大、后者
越小,检测器性能越好。
气相色谱仪的检测器
各种检测器的检测浓度范围
ELCD
(SorN)
ELCD
(X)
AED
TCD
FID
ECD
NPD
(N)
NPD
(P)
FPD
(S)
PID
(SIM)
MSD
Sensitivity
-15
IRD
(SCAN)
10 -12
10 -9
10 -6
fg
pg
ng
ug
1 ppt
1 ppb
1 ppm
10
0.1 %
10 -3
mg
100 %
grams
气相色谱仪的检测器***
火焰离子化检测器(FID)介绍
原理:
在FID中分别由收集极与极化极组成一高压静电场,
FID喷嘴喷出的H2与氧气被点燃后会产生一个高温
区,在高温的作用下,从柱后流出的有机物会被离
子化,由于产生离子化的部位在高压静电场内,正
离子移向收集极(负极),负离子和电子移向极化
极(正极),从而就形成了微电流信号。当然H2、
N2和AIR是无机气体不会被离子化,所以如果柱后
无有机气体流出,FID就无微电流信号。
空气入口
氢气入口
特点:
灵敏度高,死体积小,应答时间快,除载气外还需
引入空气和氢气,对永久性气体和水无应答。
适用范围:
有机化合物,能直接用于毛细管色谱分析。
噪音:
敏感度:
线性:
最高温度:
≤5×10-14A
≤2×10-12g/S
≥ 106
420℃
气相色谱仪的检测器
FID与微电流放大器的原理
Rf
Ii
_
Vout
To Workstation
A
+
I
200V
FID
Rz
+6V
Vout=-Ii*Rf
Zero Adj
-6V
Vout=-(Ii*Rf+±6V/Rz)*Rf)
150
气相色谱仪的检测器
热导检测器(TCD)介绍
原理:
在一个处于热平衡的TCD中,组分进入测量
臂池腔,就会由于气体组成的改变,引起气
体热导系数的变化,气体热导系数的改变,
引起热敏元件温度的变化,热敏元件的温度
变化,引起热敏元件阻值的变化,热敏元件
阻值的变化使惠斯顿电桥输出信号的变化。
所以TCD的信号变化是各个变量相继变化的
结果
特点:
热敏元件一般为铼钨丝组成,温度系数为
正。
适用范围:
普遍适用。
噪音:
20uv
灵敏度:
5000mvml/mg
检测限:
4×10-10g/mL
线性范围: 10000
***
气相色谱仪的检测器
气体和有机蒸汽的热导率
化合物
100℃时热导率
化合物
100℃时热导率
空气
0.32
甲醇
0.23
氢
2.24
乙醇
0.22
氦
1.75
丙酮
0.18
氮
0.32
三氯甲烷
0.11
氧
0.32
二氯甲烷
0.11
一氧化碳
0.3
氯甲烷
0.17
二氧化碳
0.22
甲乙醚
0.24
甲烷
0.46
丙醚
0.19
乙烷
0.31
丁醚
0.17
丙烷
0.26
戊烷
0.22
丁烷
0.24
环己烷
0.18
己烷
0.22
氨
0.33
乙烯
0.31
氯乙烷
0.17
苯
0.18
乙酸乙酯
0.17
气相色谱仪的检测器
TCD与稳流电源的原理
From main CPU
A
-
B
R
4
Data
+
R
3
D/A
R
D/A
Vout
R
1
Contr
2
To TCD main Power
接色谱柱A
接色谱柱B
To Workstation
当A、B两色谱柱都无样品流出
时
R1=R2=R3=R4
AB两端的电压等于零
151
气相色谱仪的检测器
TCD检测条件的选择
×检测器未通气时绝对不能加电流,否则检测器的核心部件铼钨丝会
在短时间内烧毁
1.载气种类、纯度和流量
通常使用氢气或者氦气作为载气,因为它们的热导系数远远大于其它化合物,
故灵敏度高,且易于定量,线性范围宽。
2.载气纯度
载气纯度影响灵敏度,实验证明:在电桥电流160mA~200mA范围内,用99.999%
的超纯氢气比用99%的普氢灵敏度高6%~13%。载气纯度对峰形也有影响,用TCD
作高纯气中杂质检测时,载气纯度应比被测气体高十倍以上,否则易出倒峰。
3.载气流速
TCD为浓度型检测器,对流速波动很敏感,TCD的峰面积响应值反比于载气流速。
因此,在检测过程中,载气流速必须保持恒定。在柱分离许可的情况下,以低一些为
妥。流速波动可能导致基线噪声和漂移增大。
4.电桥电流
电桥电流可以显著提高TCD的灵敏度。一般认为S值与电流的3次方成正比。但是
电流的提高又受到噪声和使用寿命的限制。
气相色谱仪的检测器
TCD使用的注意事项
1.如果使用大口径毛细柱,确保毛细管柱插入池深度合适
若使用毛细管柱,毛细管柱端必须在样品池的入口处,若插入池内,则灵敏
度下降,峰形差,若毛细管柱离池入口处太远,峰变宽和拖尾,灵敏度也低。
2.避免热丝温度过高而烧断
任何热丝都有一最高承受温度,高于此温度则烧断。热丝温度的高低是由载
气种类,桥电流和池体温度决定的。如载气热导率小,桥电流和池体温度高,则
热丝温度也高
3.避免样品或固定液带来的异常
样品损坏热丝,酸类、卤代化合物、氧化性和还原性化合物能使测量热丝的
阻值改变,特别是注入量很大时,尤为严重。
样品和固定液冷凝,高沸点样品或固定液在检测器中冷凝,将使噪声和漂移
变大,以致无法正常工作。
4.确保载气净化系统正常
载气中若含氧,将使热丝长期受到氧化,有损其寿命,故通常载气应加净化
装置,以除去氧气。
5.注意TCD、柱箱的温度控制精度
因为TCD的工作原理建立在温度变化上,所以温度变化对检测器的影响最大
除了要求桥电流稳定外,TCD的灵敏度越高,对温度控制精度的要求也越高。
气相色谱仪的检测器
热离子化检测器(NPD)介绍
原理:
在FID中加入一个用碱金属盐制成的玻璃珠当样品
分子含有在燃烧时能与碱盐起反应的元素时,则
将使碱盐的挥发度增大,这些碱盐蒸气在火焰中
将被激发电离,而产生新的离子流,从而输出信
号。
特点:
这是一种有选择性的检测器,对含有能增加碱盐挥
发性的化合物特别敏感。
空气入口
氢气入口
适用范围:
对含氮有机物,含磷有机物有很高的灵敏度。
噪音:
敏感度:
选择性:
线性范围:
≤5×10-13A
N ≤1×10-13g/S
P ≤5×10-14g/S
N/C
50000∶1
P/C 100000∶1
105
***
气相色谱仪的检测器
NPD与铷珠稳压电源、放大器原理
低压大电流
直流稳压电源
Rf
电流
调节
-
空气入口
-250V
A
氢气入口
接数据处理机或
色谱工作站
+
Rz
-6V
Zero ADJ
+6
V
气相色谱仪的检测器
NPD的选择性
右图为NPD色谱图,其色谱条件如下
:
色谱柱温度:
进样器温度:
检测器温度:
气体流量:
N2
H2
Air
170
200
200
40ml/min
3ml/min
160ml/min
样
品:偶氮苯
正十八烷
马拉硫磷
检
测
色
谱
保留时间
ºC
ºC
ºC
6ng/ul
10000ng/ul
2ng/ul
器:铷珠电流2A
峰:
0.55
1.58
2.5
偶氮苯
正十八烷
马拉硫磷
气相色谱仪的检测器
NPD使用的注意事项
1.电离源的防护
a.电离源老化时,将色谱柱拆下,用密封螺帽将柱入口密封,通氢、空气老化。
b.先加热,后开启铷珠电流,加铷珠电流时不要将大电流一下子加上,应分2~3次加。
c.在符合分析要求的前提下,尽量减低氢气流速,延长铷珠寿命。
d.在关机时,先将铷珠电流减小后再关机,以免下次开机时大电流冲击铷珠。
e.色谱仪启动后,如有较长时间不用NPD,应将铷珠电流关闭,节约铷珠的使用时间。
2.避免大量电负性的化合物进入检测器
a.应避免使用氯代烃溶剂,它会使灵敏度急剧下降,虽然灵敏度可恢复,但影响铷珠
寿命。水、甲醇、乙醇等溶剂对铷珠也有一定影响,同样要尽量避免。
b.不要用带有氰基的固定液,如OV-225、XE-60等,还应避免用磷酸处理载体。
c.NPD的加热温度应保持在150℃以上,防止水对NPD的影响。
3.氢气的安全和对NPD的影响
a.同FID一样在操作NPD时也要防止氢气泄漏。
b.尽量避免使用氢作载气,一定要使用时,氢气的流量不能超过3mL。
气相色谱仪的检测器
电子捕获检测器(ECD)介绍
原理:
信号输出
由柱流出的载气及检测器的清扫气进入ECD池,
在放射源放出的β射线的轰击下被电离,产生
大量的电子。在电源、阴极和阳极电场的作用
下,该电子流向阳极,得到10-8~10-9的基始
电流。当电负性的物质进入ECD池后,即捕获
电子使基始电流下降,产生负峰,其变化与电
负性物质的浓度成正比。
特点:
电极
废气口
放射源
63Ni
只对具有亲电基团的样品分子才有应答对水敏
感,载气必须充分干燥,脱氧,易受污染。
适用范围:
尾吹气
对卤素、硝基等化合物选择性极好。
噪音:
≤1×10-12A
灵敏度: ≤1×10-13g/ml
线性:
10000
温度:
380℃
色谱柱
***
气相色谱仪的检测器
ECD与脉冲调制器、放大器原理
信号输出
-
-
+
+
电极
接色谱数据处理
或
色谱工作站
Zero ADJ
废气口
基始电流
尾吹气
放射源
63Ni
脉冲放大
脉冲宽度
调节
V/F转换
色谱柱
152
气相色谱仪的检测器
ECD检测条件的选择
1.载气
a.载气以高纯氮为最佳,气体的纯度必须大于99.995%,必须加脱氧装置。
b.载气的流速填充柱为20~50mL;毛细柱为0.1~10mL,使用毛细柱时必须加上柱
尾吹气,另外为改善ECD的线性,必须使用检测器清扫气体。这些气体都是使用同一
气源。
2.色谱柱和柱温
a.色谱柱使用的原则是:既要保证各组分的完全分离,又要保持ECD的干净,不受
柱固定相的污染。为此尽量使用低配比的、耐高温或交联固定相。尽量使用低柱温,
一般要求ECD的色谱柱的最高使用温度比接其它气相检测器的温度低50~140℃。
3.检测器温度
根据样品设置ECD的温度,ECD的温度设置的恰当可提高检测限,抑制干扰。另外
ECD的响应明显受温度影响,因此ECD的温度控制精度要达到±0.1~0.3 ℃。
4.ECD操作参数
对于恒电流型的ECD,其参比电流的范围为0.5~5nA,这个电流设置的越大灵敏度
越高,基频也越高。线性范围取决于基频的大小,基频越小,线性范围越大。所以要
根据被分析样品选择参比电流。有些检测器上还有一个倍频设置,这主要是为了拓展
ECD的线性范围,它有1和10二档,通常使用时设置在10。
气相色谱仪的检测器
ECD使用的注意事项
1.保持整个气路的洁净
a.系统气密性好,无空气漏入,所有气体管道最好均采用不锈钢管或紫铜管。
b.气体纯度高,载气、尾吹气及清扫气均要用99.995%以上纯度,并加装脱氧
装置。
c.进样隔垫流失要小、耐高温、勤更换。更换前最好在柱箱内用250℃烘烤8~
12小时。
d.汽化室内如果使用玻璃棉和玻璃衬管的应定期更换。
e.色谱柱流失小,色谱柱应在比实际使用温度高25℃的温度下充分老化,低柱
温使用。
f.样品洁净,脏样品应作净化处理,溶剂应用二次蒸馏的烷烃、芳烃或一氯烃。
样品不要过载,每峰的样品量不要超过10-8~10-13g
g.检测器温度高于柱温10℃以上。
h.保持吹扫气,暂时停机时,保持有少量吹扫气通过ECD。
2.ECD污染的净化
a.热清洗法,通常轻度污染用此法。卸下色谱柱,用闷头堵住ECD柱入口,用
60mL以上的高纯氮吹扫ECD,ECD温度升到300℃以上,这样保持8~12小时。
b.氢烘烤,将载气、尾吹气和清扫气换成氢气,流量调到30~50mL/min将ECD
温度升到300~350℃,柱箱、进样为室温保持18~24小时。此法要注意氢气排放
安全。以上二法无效应将ECD发回厂家修理。
气相色谱仪的检测器
火焰光度检测器(FPD)介绍
原理:
燃烧着的氢焰中,当有样品进入时,则氢焰的谱线和
发光强度均发生变化,然后由光电倍增管将光度变化
转变为电信号。
PMT
滤光片
特点:
对磷、硫化合物有很高的选择性,适当选择光电倍增
管前的滤光片将有助于提高选择性,排除干扰。
使用范围:
空气入口
氢气入口
含磷、硫化合物的分析
噪
敏
音: 10~20uv
感 度:
S ≤1×10-11g/s
P ≤1×10-12g/s
选 择 性:
S/C:1000~1000000:1
P/C:100000:1
线性范围:
1000~10000
最高温度:
420℃
***
气相色谱仪的检测器
FPD与负高压电源、放大器原理
Rf
PMT
A
接色谱数据处理
或
色谱工作站
+
滤光片
Rz
空气入口
氢气入口
Zero ADJ
可调节直流
负高压
(-300V--700V)
153
气相色谱仪的检测器
FPD的使用注意事项
a.PMT通电后,切忌见强光,使用中应注意在通电后不要卸下FPD的盖帽观察火焰颜
色和点火,必须要这样做时,一定要关掉PMT的高压,才能进行操作。
b.更换硫、磷滤光片时必须切断电源。
c.PMT信噪比和工作电压的关系是:加到PMT上的电压越高,灵敏度也越高,但是噪
声也越大。通常最佳工作电压为-700~800V。
d.FPD的噪声一般在5X10-12~5X10-10A,噪声来自二个方面,一是PMT本身,另一
个是火焰,若熄灭火焰后噪声仍旧大,则噪声来自PMT。
e.PMT的噪声也有二个,一个是本身的质量问题,另一个是FPD漏光。
f.火焰的噪声一般是气体配比引起,也有少数是气体的纯度有问题。
g.FPD的灵敏度下降一般由以下几个原因引起:滤光片透光度下降;石英保护窗透光
度下降;喷嘴脏或有沉积物;PMT老化或损坏。
h.因为FPD是使用氢气最多的检测器,所以安全防护问题要多加注意。另外由于FPD
火焰较大,势必引起检测器外壳的高温,所以也要防止烫伤。
I.FPD的响应值与气体的配比有密切的关系,所以流量的调节一定要仔细。
气相色谱仪的检测器
光离子化检测器(PID)介绍
原理:
电离电位小于或等于光能量的化合物在气相中发生
光电离。紫外光灯发出一定波长的光子流,经窗口
进入电离室,载气分子的电离电位高于光能量,它
不被电离。当电离电位小于或等于光能量的组分进
入电离室,即发生光电离后产生正离子和电子,在
电场作用下,电子和正离子分别向正、负极运动,
形成微电流。
特点:
紫外灯
光离子化室
灵敏度高、选择性好且可调、体积小、重量轻、操
作简单,对样品为非破坏性。透紫外光窗口易污染
污染后导致灵敏度降低,另外紫外灯的寿命长短不
一。
透紫外光窗口
使用范围:
尾吹气
+
-
所有低于紫外灯光能量电离电位的化合物
噪
音:
敏 感 度:
线性范围:
最高温度:
10~20uv
2×10-13g/s
107
350℃
接色谱柱
气相色谱仪的检测器
紫外灯式PID可分析的化合物
光源
种类
氩
氪
化合物
能量/eV
11.7
10.2
光源
名称
电离电位/eV
乙烷
11.6
种类
氪
化合物
能量/eV
10.2
名称
电离电位/eV
溴代烃
10.5
乙醇
10.5
丙烷
11.1
氯甲烷
11.5
反丁烯
9.1
硝基甲烷
11.2
甲苯
8.8
甲醛
10.9
碘代烃
9.5
甲醇
10.8
硫醇
9.5
甲酸甲酯
10.8
甲胺
9.0
C4~C7烷烃
10.6~9.8
联苯
8.3
C4~C7烯烃
10.5~9.6
二甲胺
8.2
苯
9.3
二苯醚
8.1
9.5
氙
8.3
填充柱和毛细柱的特点对比
•材料
填充柱的材料为不锈钢或玻璃管
毛细柱的材料为柔性石英管
•外观
填充柱的内径粗,一般2~3毫米;长度一般0.5~3米
毛细柱的内径细,0.2~0.53毫米;长度一般15~100米
•内部
填充柱内有涂过固定液的填料,所以在气路中会形成气阻
毛细柱为空管,固定液涂在毛细管的内管壁表面,气阻很小
•分离效率
填充柱低,塔板数一般不超过2000/米
毛细柱高,塔板数一般达几万
•流量
填充柱的流量一般为20~30毫升/分
毛细柱的流量一般为0.2~5毫升/分
***
填充柱和毛细柱的特点对比
•对样品的承受能力
填充柱大,一般液体进样量为0.5~2ul
毛细柱小,一般液体进样量为0.01~0.1ul
•对仪器系统的要求
填充柱低,只需一路载气即可
毛细管高,除了载气外,还需分流、清扫和尾吹气体
•在操作上
填充柱操作简单,只需调整一路载气即可
毛细柱操作复杂,除了调整载气外,还需调整清扫、分流和尾吹
***
毛细管柱的应用
毛细管柱的质量标准
毛细管柱的质量标准:
1.柱效要高;
2.热稳定性好;
3.化学惰性强;
从那些方面判别毛细管柱的质量?
1.分配容量(或容量因子)K,好的柱子在高温运行后,分配容量K不应有明显的下
降,否则,说明柱子的热稳定性不好。
2.理论塔板数 n,热稳定性好的柱子经受高温后,理论塔板数应基本保持恒定;
3.柱子的极性。热稳定性好的柱子,高温前后极性变化不大,具体表现为保留指
数I值没有大的变化。
4.噪声。热稳定性好的柱子在高温下使用后,噪声不能增加;
5.柱子的去活层,毛细管柱子涂固定液前内部一般要用去活性试剂去活以增加惰
性。质量好的毛细管柱子高温后,去活层不应该变化,表现在对强极性样品或酸
碱性样品的吸附性不能增加。
毛细管柱的应用
毛细管柱的维护
高温毛细柱的使用寿命一般为多长?
毛细柱寿命除决定于柱子本身的性能外,在很大程度上取决于使用情况,比
如使用温度、样品状态,进样量等,如果在其使用温度范围内,样品干净,色谱
柱不被污染的情况下,柱子寿命一般在2—3年之间。
如毛细管柱被污染,柱效和分辨率降低,有何方法使它恢复?是否可通
过老化来解决?
根据柱污染程度可采取不同的方法来解决,如果污染不严重,污染物沸点不
是太高,可通过老化来解决,但老化温度不可超过柱子的最高使用温度,且一般
要较长时间(8-30小时),如果污染较严重,或通过老化仍不能使柱性能恢复,
那就必须采用溶剂清洗,通常是用5倍柱容积的溶剂(如正戊烷,二氯甲烷等)
通过色谱柱。
当然,清洗溶剂用的越多,对柱性能的损坏越大,清洗完后,在通载气老化
一定时间,如果柱性能恢复,便可继续使用。必须指出:只有交联柱才能清洗,
对于非交联柱,清洗柱会彻底失效,因为固定液被洗掉了,至于清洗用溶剂的选
择,可参考说明书。
毛细管柱的应用
交联毛细管柱的清洗
交联毛细管柱最重要的优点是当柱被可溶性有机重组分污时,可以用溶剂清
洗除去污染物,使柱得以再生,根据污染的性质,可适用非极性溶剂(如正戊烷)
或极性浴剂(如二氯甲烷、丙酮、苯等)。每个试验室都可以做一简单设备,如
下图,来进行清洗。清洗方法:将溶剂装入小瓶的2/3处,把毛细管的出口端(
接检测器的一端)刺过青霉素的橡皮盖插入溶剂底部。(青霉橡皮盖较硬,不易
被弹性石英毛细管刺透,可用一金属丝或注射针预先
1.25-50mL注射针
刺透,在留的痕迹处插入石英毛细管)。接着用25ml
2.青霉素小瓶
或50ml的注射针,向小瓶内压入空气,溶液即会压入
3.毛细管柱
1
柱内,直到全部溶剂从柱中流出,(如果是20米以上
3
的大口径毛细管柱,再加一次溶剂清洗) 随后,将柱
从小瓶中拉出与仪器的进样连接,用载气将柱中的溶
剂吹干后,再把柱的另一端与检测连接。用程序升温
的方式老化l-2次,即可使用。
清洗过程应注意:①溶剂必须用分析纯试剂;②
溶剂在柱浸泡时间不能过长,以防止固定液液膜溶涨,
2
使柱效下降。
毛细管柱的应用
大口径柱不分流进样
薄片式导向件
应用上的几个问题
石英玻璃内衬管
关键:减少死体积,减少进样量.
喷嘴尾管
不锈钢
进样器接头
毛细管
色谱柱
1.进样口的安装.
2.检测器的安装.
3.流量的调节.
离子室底座
色谱柱安装关键所
在:
确保石英玻璃管收口
处将毛细管柱紧紧夹
住
不锈钢
检测器接头
M12螺母和石墨
密封圈
4.根据柱长控制进样量
5.是否需要尾吹?
带钢套石墨密封圈
开槽螺母
0.53mm毛细管柱
毛细管柱的应用
分流/不分流进样原理简述
针形阀
三通管
由于在进样时分流通道被关闭,在
隔垫清扫输出
0.5-5ml/分钟
载气输入
稳流阀
进样器中被迅速气化的样品气体在
子前端形成一层临时固定液膜,溶
质在这一层临时固定液膜上的运动
经稳压后载气入口
柱头聚集并冷凝,大量的溶剂在柱
分流输出
根据分流比调节
二位三通电磁阀
由主机微机板控制
背压阀
图1
呈前慢后快状态,被分析样品在进
入色谱柱前端的同时也得到了压缩。
不分流状态
毛细管色谱柱
毛细管柱的应用
分流/不分流进样原理简述
针形阀
经过40~ 60秒后分流通道被打开,
三通管
与此同时柱温根据设定已开始逐渐
升温,溶剂首先汽化并在柱子中向
隔垫清扫输出
0.5-5ml/分钟
载气输入
稳流阀
前运动,进样器汽化管由于分流通
间被压缩的溶质也由于柱温的逐渐
升高而开始在柱子中运动并进行分
离。由于压缩的原因进入柱子的样
品量比只分流进样多几倍甚至几百
经稳压后载气入口
道的开启而得到清洗,在不分流期
分流输出
根据分流比调节
二位三通电磁阀
由主机微机板控制
背压阀
图2
倍,等于有了一个柱头浓缩的过程
分流状态
所以毛细管分流/不分流进样的检测
限比普通分流进样的检测限要提高
1~3个数量级。
毛细管色谱柱
毛细管柱的应用
分流/不分流进样
应用上的几个问题
进样器
input
FID
关键:
N2
1.柱子的安装
二位三通阀
分流放空
2.载气系统的流量调节
清扫放空
3.柱温的设定
4.不分流时间的确定
毛细管色谱柱
背压阀
input
5.溶剂的选择
6.柱流量的确定
7.尾吹流量的确定
H2
input
AIR
***
毛细管柱的应用
毛细管柱在进样口处的安装:高流速区原则
正确装法
分流出口
毛细管柱
图1A
不正确装法
分流/不分流装法
分流出口
分流出口
毛细管柱
图1B
毛细管柱
图1C
毛细管柱的应用
毛细管柱在检测器处的安装
石英
喷嘴
毛细管色谱柱在FID、NPD
FID
底座
上的“无死体积”安装方法
关键:将色谱柱插到离不锈
空气入口
钢喷口附近(差2mm左右)
若是大口径毛细管柱,这种
安装办法可以不用尾吹。
氢气入口
毛细管色谱柱
毛细管柱的应用
分流/不分流进样的应用
原理简述1
针形阀
三通管
此种进样方法也称作柱头冷聚焦进
样方法,使用时必须配合柱温程序
隔垫清扫输出
0.5-5ml/分钟
载气输入
稳流阀
升温。在分析的初始阶段,柱温处
,分流通道处于关闭状态,在进样
器中被迅速气化的样品气体在柱头
聚集并冷凝,大量的溶剂在柱子前
端形成一层临时固定液膜,溶质在
经稳压后载气入口
于低温状态(比样品溶剂的沸点低)
分流输出
根据分流比调节
二位三通电磁阀
由主机微机板控制
背压阀
图1
这一层临时固定液膜上的运动呈前
慢后快状态,被分析样品在进入色
不分流状态
谱柱前端(柱头)的同时也得到了
压缩(聚焦)。
毛细管柱
毛细管柱的应用
分流/不分流进样的应用
原理简述2
针形阀
经过40~60秒后分流通道被打开,
与此同时柱温根据设定已开始逐渐
三通管
隔垫清扫输出
0.5-5ml/分钟
载气输入
稳流阀
升温,溶剂首先汽化并在柱子中向
前运动,进样器汽化管由于分流通
分流输出
根据分流比调节
间被压缩的溶质也由于柱温的逐渐
升高而开始在柱子中运动并进行分
离。由于压缩的原因进入柱子的样
经稳压后载气入口
道的开启而得到清洗,在不分流期
二位三通电磁阀
由主机微机板控制
背压阀
图2
品量比只分流进样多几倍甚至几百
分流状态
倍,等于有了一个柱头浓缩的过程
所以毛细管分流/不分流进样的检测
限比普通分流进样的检测限要提高
1~3个数量级。
毛细管色谱柱
毛细管柱的应用
分流/不分流进样
应用上的几个问题
进样器
input
FID
关键:
1.柱子的安装
N2
分流放空
二位三通阀
2.载气系统的流量调节
清扫放空
3.柱温的设定
4.不分流时间的确定
毛细管色谱柱
背压阀
input
5.溶剂的选择
6.柱流量的确定
7.尾吹流量的确定
H2
input
AIR
***
毛细管柱的应用
毛细管柱流量的确定、分流比的确定
毛细管柱流量的较精确设定一般只能应用进样结合计算的方法,方法如下:
1.公式
式中
FC=60uπr2
FC:柱流量,单位为
π:3.14
60:时间转换系数
ml/min
u:载气线速度,单位为
r2:柱内半径的平方
cm/s
2.式中u为载气的平均线速度。u可以通过进样后用某物质的保留时间求得,
某物质可以用甲烷、甲醇等均可,要求是色谱柱对该物质的吸附要小,一
般以甲烷为宜。
具体计算方法为:u=CL(cm)/RT(s)
式中
CL:柱长
RT:保留时间
3.分流比的确定
分流比可根据以下公式确定:分流比=FC/(FC+F分流)式中F分流为分流
流量,单位都是用ml/min
***
电磁阀的设定
开机后将二位三通电磁阀设定在“不分流”状态,在此状态下设定“不分流”时 间
(一般为40~60秒),然后再将电磁阀设定为“分流”状态 ,由于程序升温的启动
与电磁阀联动,所以在启动程升后有40~60秒的不分流时间。
毛细管柱的应用
毛细管柱流量的确定、分流比的确定
分流比及分流有大小靠分流阀进行调节,选择适当的分流比也很重要。如果分流
比很小,样品大多数进入柱子、容易使峰变宽,形成前伸峰。分流比一般选择在
1:100~200之间,这时样品的起始组分的谱带扩展很小,出峰尖锐。对一根0.25mm
内径的毛细管柱,用N2作载气,最佳流速0.3~0.4ml/分,则分流流量调到50ml/分
左右即可。在毛细管分流进样系统中一般以柱头压力来恒量柱流量的大小,下表
给出一些常用的毛细管柱在标准线速度的情况下的柱头压力:
柱内径
0.2mm
0.25mm
0.32mm
0.53mm
15m
0.06Mpa
0.039Mpa
0.024Mpa
0.009Mpa
25m
0.1Mpa
0.065Mpa
0.04Mpa
0.016Mpa
30m
0.13Mpa
0.08Mpa
0.048Mpa
0.019Mpa
50m
0.22Mpa
0.14Mpa
0.08Mpa
0.032Mpa
柱长度
上表所使用的载气为氮气,线速度为20cm/s,如果是氦气,线速度为40cm/s
毛细管柱的应用
毛细管柱尾吹流量的确定
小口径毛细管色谱分析用FID检测器时,一定要加尾吹气,一般用空气或N2气。加
尾吹气的作用之一是减少柱后死体积对色谱峰造成的扩散,之二是保证FID有合适
的氮氢比。FID系质量型检测器,适当地增加尾吹气可提高检测的灵敏度,但尾吹
气太高,会引起基线不稳以至灭火尾吹气太低,会引起色谱峰拖尾、对毛细管柱效
损失大大。尾吹气流量一般在20-30ml比较适合,可用皂沫流量计来测量。
8
峰高(mm)X100
7
6
5
4
2
1
5ml
10ml
15ml
20ml
25ml
尾吹气流速(ml/分)
30ml
35ml
毛细管柱的应用
分流/不分流进样法常用的溶剂
溶 剂
二氯甲烷
氯仿
二硫化碳
乙醚
戊烷
己烷
异辛烷
沸点(摄氏度) 建议使用的起始柱温
40
10~30
61
25~50
46
10~35
35
10~25
36
10~25
69
40~46
99
70~90
毛细管柱的应用
毛细管柱的老化
涂渍好的毛细管柱首先要经过充分的老化,以除去固定液中的低分子量物质,一般商
品毛细管柱,在制造出厂前都已经过充分老化;但柱子一经从仪器上拆卸下来,较长
时间接触空气,在下一次使用之前,最好以较低的初始温度程序升温至最高使用温度
老化2—3次。各种固定液因其性质和生产厂家不同而最高使用温度有所不同,所以要
注意毛细管的说明,生产毛细管柱的厂家应注明最高使用温度。
老化中应注意载气的流速不易过大,否则会破坏均匀的液膜。一般非极性柱在250℃
以下老化使用,可用普通氮气,在250℃以上高温使用时,必须使用高纯氮气或普通
氮气经脱氧后使用,以延长柱子的使用寿命。对极性柱,尤其是PEG类(聚乙二醇)
FFAP、含氰基的固定液(OV225、·OV275),一定要用99.99%高纯氮气(最好高纯
氮气经过脱氧,)否则,固定液很快被氧化,以致不能使用。
气相色谱分析方法介绍
气相色谱柱的选择1
固定液的选择:
*对于填充色谱柱,极性样品选极性固定液,非极性样品选非计性固定液。
原则:相似相溶
*对于毛细管色谱柱,较为宽松,因为许多样品的分析都可以在非极性固定
液柱上完成,应用最广泛的是:SE-54;SE-30;OV-101。
原则:尽可能选用较低极性的固定液来完成分析工作
原因1:非极性或弱极性固定液具有较高的柱效。
原因2:具有较高的抗氧化能力,可以有较高的使用温度,使用寿命长。
原因3:一柱多用。
只有当被分析极性化合物与固定液之间作用力很小或为了减少分析时间,
才需要换用极性较强的固定液。
***
气相色谱分析方法介绍
气相色谱柱的选择1(附表)
固定相名称
商品代号
使用温度范围
(摄氏温度)
极性
应用范围
碳氢化合物,硫化
物,酚,胺,多环
芳烃,农药
100%甲基硅酮
(弹性体)
SE-30
OV-1
-80~300/320
非极性
100%甲基硅酮
(液体)
OV-101
SP1000
0~280
非极性
氨基酸衍生物,基
油,碳氢化合物
5%苯基;95%
甲基硅酮
SE-54
-80-300/320
非极性
脂肪酸甲脂,药物
卤代烃,生物碱
50%苯基;50%
甲基硅酮
OV17
40~280/300
中极性
药物,卤族化合物,
农药,二元醇
极性(酸性)
酸,醇,醛,酮丙
烯酸脂,腈类等
聚乙二醇-TPA
改性
聚乙二醇二万
FFAP
60~220/240
极性
游离酸,醇,醚,
基油,溶剂,二元
醇
PEG-20M
80~220
Al2O3/KCl
Al2O3
320
C1~C4,烃
分子筛
分子筛
320
惰性气体,氦,氢,
氩,氧,氪等气体
气相色谱分析方法介绍
气相色谱柱的选择2
填充色谱柱的尺寸选择
内径2长度2M是最常用的尺寸,一般用于分离10个组份以下的样品。1M
长度的次之,一般用于分离4个组份的样品。在特殊用途上有采用3M或
4M的,但超过4M的很少应用。内径3的填充柱应用越来越少,只有在应
用玻璃柱时使用这种内径。
填充色谱柱管的材料选择
绝大部分的应用场合都使用不锈钢管材料,对于有反应性易分解或具有腐
蚀性的样品可使用玻璃或聚四氟乙烯管材料。
填充色谱柱载体(担体)的选择
当固定液含量大于5%,可选用硅藻土型的白色或红色载体;当固定液含量
小于5%,应选用处理过的载体;对高沸点的样品应选用玻璃微球载体;对
于强腐蚀性样品,可选用氟载体。粒度范围,一般常用80~100目,高效柱
可用100~120目。
气相色谱分析方法介绍
气相色谱柱的选择3
毛细管柱的尺寸选择
内径选择:柱效率与半径平方成反比,半径越小柱效越高,但半径越小使
用难度越大,如要求仪器的灵敏度高,时间常数小,死体积小以及柱前压
大。一般常用内径0.25m/m,0.32m/m,0.53m/m。
长度选择:柱越长,总柱效越高,只有当分析样品十分复杂时才需要选择
长柱(50M以上),对于含40~50组份的不太复杂的样品,用20M左右的长
度已能满足分离要求,柱越长,分析时间也越长。另外柱长增加4倍,样品
的分离度才增加1倍,所以首先应选择合适的固定液,其次才是增加长度。
液膜厚度选择:选择液膜厚度与选择柱长一样重要,恰当的膜厚度可使感
兴趣的组份分离得更好。厚液膜柱适用于挥发性大的轻组份,使组份在柱
内滞留时间长,得到较好的分离,厚液膜还具有较高的负荷量。挥发性低
的重组份样品应选用薄液膜柱,这样可使用较低柱温将组份从柱中赶出,
减少柱流失延长柱寿命。
标准液膜厚度:0.25m/m 0.33um; 0.32m/m 0.5um; 0.53m/m 1um。
气相色谱分析方法介绍
各项分析参数的选择(填充柱)
载气种类的选择:经常使用的载气为氮气、氢气和氦气。其中氦气是最好
的选择,但价格较高,有些地方购买有困难。所以在我国最常用的GC载气
是氮气,氢气一般在使用TCD时为提高灵敏度而使用,在使用毛细管柱和
ECD时需要高纯度氮气(99.999%)。
载气流量的选择:使用氢气作载气线速度约在20cm/s左右,使用氮气作载气
线速度约在10cm/s左右。
柱温的选择:使用1~3%浓度固定液柱子,分析沸点在300~400度的样品,柱
温可定在200~250度左右。使用5~10%浓度固定液柱子,分析沸点在200~300
度的样品,柱温可定在150~200度左右。使用10~15%浓度固定液柱子,分析
沸点在100~200度的样品,柱稳可定在样品平均沸点的2/3左右。使用15~20%
浓度固定液柱子,分析气体、气态烃样品,柱温可定在室温或50度左右。对
于宽沸程的混合样品使用柱温程序升温方法进行分析。
检测器、进样器温度的选择:
检测器、进样器温度一般比柱温高20~50度,但是FID、FPD、NPD的温度最
低不得低于100度,以防止检测器积水。
气相色谱分析方法介绍
各项分析参数的选择(毛细管柱)
载气种类的选择:经常使用的载气为氮气、氢气和氦气。其中氦气是最好
的选择,但价格较高,有些地方购买有困难。所以在我国最常用的GC载气
是氮气,氢气一般在使用TCD时为提高灵敏度而使用,在使用毛细管柱和
ECD时需要高纯度氮气(99.999%)。
载气流量的选择:使用氢气作载气线速度在40cm/s,使用氮气作载气线速
度在20cm/s,但在毛细管分析中需根据具体分析的结果仔细调整流量。
分流比的选择:由于毛细管柱的柱容量小,所以在使用时必须在进样器上
进行分流,尤其对0.32mm以下口径的柱必须分流。分流比根据样品的浓度
进行选择,浓度较低的选用较小的分流比,浓度较高的选用较大的分流比
一般常用100:1~200:1的分流比。
尾吹流量的选择:由于柱直径细,载气的流量低,所以载气在进入检测器
时必须加入一股推力,这就是尾吹气。一般尾吹流量在20ml~30ml之间。
柱温的选择:柱温选择主要取决于样品的性质,分析气态物质时用50度以
下,对于沸点在300度以下的物质用150度左右,对于沸点大于300度的物
质,柱温用200度左右。最佳的温度是根据实验的结果来确定。宽沸程的
样品使用程序升温。检测器、进样器温度的选择同填充柱。
气相色谱分析方法介绍
程序升温气相色谱分析
柱温固定的色谱分析过程,称作恒温色谱( IGC)或定温色谱。使
用于沸程差不大的样品。
对宽沸程样品,柱温选在平均沸点左右的折衷办法对大部分组份不
合适;
低沸点组份因柱温太高很快流出,色谱峰尖而重叠,紧挤在一起,
测量、定量误差很大;
高沸点组份则因柱温太低,流出时间长,且峰宽且矮,有的不能在
一次分析中流出,而在随后的分析中作为基线噪音出现,或作为无
法说明的“鬼峰”出现,增加了测量、鉴定的困难。
气相色谱分析方法介绍
程序升温气相色谱分析
气相色谱分析方法介绍
程序升温气相色谱分析
宽沸程多组份混合物,可采用程序升温色谱法( PTGC )
PTGC——在色谱进样后,柱温按预定的加热程序改变
的色谱分析方法。
混合物中所有组份能在其最佳柱温(保留温度)下流出色
谱柱。只要初始温度足够低,低沸点的组份即最早流出
峰就能得到良好的分离,随着柱温增加,每一个较高沸
点的组份被升高的柱温“推出”色谱柱,高沸点组份也能
较快的流出,并和低沸点组份一样也能得到良好的尖峰。
气相色谱分析方法介绍
程序升温气相色谱分析
程序升温与恒温操作的比较
项目
恒温色谱
样品沸点范围 限于 100℃
程序升
温色谱
80~400℃
峰测量精密度
随峰形而变
很小偏差
检测极限
随峰形而变
很小偏差
样品注射
必须很快
不需快速
固定相
选择范围广
选择范围窄
气相色谱分析方法介绍
程序升温气相色谱分析
程序升温与恒温操作的比较
项目
载气纯度
柱温、检测室炉
流速控制
柱室
恒温色谱
不苛刻
一般要求
恒压足够
厚壁大热容
程序升
温色谱
高纯度
单独控制加热
要求用稳流阀
薄壁小热容
气相色谱分析方法介绍
程序升温气相色谱分析
程序升温分析对仪器的要求
1.柱系统:
如果是填充柱基本上采用双柱双气路双检测器系统。双柱可以是相同的固定相(推
荐)也可以不同(要求两固定相的热稳定性相同或接近)。这样的系统可使在程序升温过程
中因流失而造成的基线漂移得到补偿。
2.柱箱:
与恒温色谱相反,对程序升温的柱室,要求其热容量低且绝热性好,可以使升温降
温速度快且保温较好,热惰性小。其构成材料为高强度的耐火材料或有空气夹层的金属材料。
柱室的门要便于手动或自动地打开或关合(便于降温)
3.载气气路:
必须用经稳流阀的稳流高纯载气,以保证柱效能。
4.进样要求:
为避免不必要的副作用,最好采用“柱头进样”技术。
气相色谱分析方法介绍
程序升温气相色谱分析
柱温的设置
1.起始温度
T0一般控制在样品中最低沸点组分的沸点附近,过高会造成低沸点组分分离不佳,
而过低则会使分析时间过长。
2.终止温度
则取决于样品中高沸点组分的沸点与固定液的最高使用温度Tma。
3.升温速率
要兼顾分离度r与分析时间t的要求,一般来说,填充柱通常在3~8℃/min,
而毛细管柱为0.5~2℃/min,对难分离物质,升速宜小。
4.载气流速
由于程序升温中载气流量对保留时间tR和板数N的影响不大,故通常限F≥Uopt,
但要注意使F/r为一基本恒定的常数。同时,需用稳流阀严格控制。
气相色谱分析方法介绍
定性分析
定性分析:定性分析是GC的弱项,一般有以下几种方法
1.利用已知物对照定性。(使用得较为广泛)
2.利用文献保留数据定性。(需要有大量的文献资料库)
3.利用化学反应定性。(比较麻烦,一般要进行样品的前处理)
4.利用其它仪器分析结合定性。(需配备多种仪器,投资大,
运行成本高)
5.利用检测器定性。(最简便易行,但定性的范围较窄)
气相色谱分析方法介绍
定性分析
利用已知物直接对照定性
从右图可见,比较未知物
和标准物的保留时间tR,VR或
记录纸走的距离XR,就能判断
出未知物中峰2为甲醇,峰3为
乙醇,峰4为正丙醇,峰7为正
丁醇,峰9为正戊醇。
气相色谱分析方法介绍
定性分析
用相对保留值定性
相对保留值是指在相同色谱条件下组分(未知)与参比组分(已知)调整
保留值之比。由于相对保留值是被测组分与加入的参比组分(其保留值应与被
测组分相近)的调整保留值之比,因此当载气的流速和温度发生微小变化时,
被测组分与参比组分的保留值同时发生变化,而它们的比值--相对保留值则
不变也就是说,相对保留值只受柱温和固定相性质的影响,而柱长,固定相的
填充情况和载气的流速均不影响相对保留值 (ris)。因此在柱温和固定相一定时,
相对保留值ris为定值,可作为定性的较可靠依据。
t R' (i )  t R (i )  t0
tR(i)
t R' ( s )  t R ( s )  t0
tR(s)
t0
0
进样峰
ris 
参比峰
组分峰
t R' (i )
t
'
R(s)

VR' (i )
VR' ( s )
气相色谱分析方法介绍
定性分析
用已知物增加峰高法定性
在得到未知样品的色谱图后,在未知样品中加入一定量的已知纯
物质,然后在相同的色谱条件下,作已加纯物质的未知样品色谱图。
对比两张色谱图,哪个峰高了,则该峰就是加入的已知纯物质的色谱
峰。这一方法可避免载气流速的微小变化对保留时间的影响而影响定
性分析的结果,又可避免色谱图图形复杂时准确测定保留时间的困难。
这是在确认某一复杂样品中是否含有某一组分的最好方法。
气相色谱分析方法介绍
定量分析
定量分析:定量分析是GC的强项,一般采用以下三种方法
1.峰面积归一法:如果被分析样品的组份是同系物,校正因子相近可直接用
峰面积求出组份的百分含量。如果被分析样品的组份不是同系物,则要知道
每种组份的相对校正因子。优点:不必准确知道进样量,操作条件略为变动
对结果影响较小,计算方便,适合于多组份的工厂例行分析。
2.内标法:当色谱柱不能使所有组份都流出,或检测器不是对所有组份都有
信号,以及在定量分析中只要求测定某一个或某几个组份,其他组份因含量
太低或太高而难以测定时,可用内标法。在一定量的样品中加入一定量某纯
物质作内标。选用的内标物是样品中不存在的物质,并能与样品中各组份在
色谱柱上分离,必须与样品中各组份不起化学反应。内标法定量准确度高,
但每次分析需称样配样,操作比较麻烦。
3.外标法:不论样品中的所有的组份是否全部出峰,均可采用外标法对出峰
组份做定量分析。就定量参比物而言,外标法是最为准确的方法,因为是同
质组份进行比较;然而由于检测器的响应性能、工作温度和载气流速等GC条
件很难绝对稳定,而且进样量也很难完全相同,因此外标法容易出现较大的
误差。
气相色谱分析方法介绍
定量分析
色谱定量分析
根据组分检测响应讯号的大小,定量确定试样中各个组分的相对含量。
依据
每个组分的量(重量或体积)与色谱检测器产生的检测响应值(峰高或峰
面积)成正比。
定量分析的准确度与精密度取决于下列因素:
a 取样与样品前处理(决定样品是否能代表本体);
b 分离条件选择(决定是否能使各组分完全分离);
c 检测器选择(决定是否能检测出相应的组分);
d 峰高、峰面积测定(决定是否能准确测量,并影响测定准确度);
e定量校正因子测定(解决同样量的不同物质在同一检定器上有不同响应的问题);
f 定量方法选择(以正确的数学运算精确定量)。
气相色谱分析方法介绍
定量分析
定量校正因子
由于同样量的不同物质在同一检测器上会得到不同的响应,同时,同
种物质在不同检测器上也有不同的响应讯号。为使测得的峰面积(产
生的讯号)能真实反映出物质的含量,必须对响应值进行校正,从而
引入定量校正因子f。
进入检测器中组分的量与检测器产生的相应色谱峰面积(或峰高)之间
的关系,可用下式表示,
mi(ci)= fiA(hi) 或 fi= mi(ci) / A(hi)
式中:mi(ci)为i组分的质量(浓度);
Ai(hi)为i组分峰面积(峰高);
fi为i组分的绝对定量校正因子
气相色谱分析方法介绍
定量分析
面积外标法(标准曲线法)
配制已知浓度的标准样品进行色谱分析,测量各组分的峰高或峰面积,作峰高
(或峰面积)和浓度的标准曲线,然后在与标准样品分析相同操作条件下,进入相
同量(一般为体积)的分析样品,测得被分析组分的峰高或峰面积,在标准曲线上
即可查得相应的浓度。
在工厂的日常控制分析中大多数采用这种方法,分析结果的准确性主要取决于
进样量的重复性和操作条件的稳定性。
标准曲线图
峰面积
B组分
A组分
浓度
气相色谱分析方法介绍
定量分析
面积归一法
当进样量少得不易测准,而样品中所有组分又能全部流出色谱柱,
并在检测器上都能产生相应信号,即能得到相应的色谱峰时,常采
用归一化法。
Pi 
Ai f m (i )
A1 f m (i )  A2 f m (i ) 
 Anfm ( i )
100%
气相色谱分析方法介绍
定量分析
面积归一法应用实例
设在适当的条件下分析只含二氯乙烷、二溴乙烷及四乙基铅三组分的
乙基液样品,其相对应答值与显示的峰面积数据如下:
组
分
二氯乙烷
二溴乙烷 四乙基铅
相对重量应答值Sm
1.00
0.606
0.571
峰面积(厘米)2
1.50
1.01
2.32
气相色谱分析方法介绍
定量分析
面积归一法应用实例
P二氯乙烷% 
1.50 / 1.00
磢100%  18.5%
1.50 / 1.00  1.01 / 0.606  2.82 / 0.571
P二溴乙烷% 
1.01 / 0.606
磢100%  20.5%


1.50 / 1.00 1.01 / 0.606 2.82 / 0.571
P甲乙基铅% 
2.82 / 0.571
磢100%  61.0%


1.50 / 1.00 1.01 / 0.606 2.82 / 0.571
用归一化法定量时,进样量的多少关系不大,只要在检测器的线性
范围内即可。
气相色谱分析方法介绍
定量分析
面积内标法
由于吸附或化学反应等原因,色谱柱不能使所有的组分都流出来,或者各组分
都能流出,但检测器不能对所有组分都给出相应的色谱峰,或者有的样品含量
过大(得不到完整的峰),或者过小,或者只要求定量分析复杂样品中几个组
分,均可采用内标法。
过程:在总量为m样品中如入质量为mS的内标物S,然后根据被测物和内标物的
重量和在色谱图上相应的峰面积比求出某组分i,的含量。
mi
Ai fi mS
Pi %  100% 
100%
m
AS f S m
气相色谱分析方法介绍
定量分析
面积内标法应用实例
设混合试样的色谱图中除二氯乙烷,二溴乙烷,四乙基铅三个主峰外,
还出现别的杂质峰,但不要求对它们作定性定量分析,此时可采用内标
法定量。若选甲苯为内标物,甲苯与样品的配比为 1比 10。各组分的峰
面积如下:
组 分
二氯乙烷
二溴乙烷
四乙基铅
甲苯
峰面积(cm2)
1.40
0.91
2.63
0.92
相对应答
值
1.00
1.65
1.751
1.15
气相色谱分析方法介绍
定量分析
面积内标法应用实例
1.40  1.00
1
P二氯乙烷 % 

 100%  17.5%
0.92  0.870 10
0.91 1.65
1
P二溴乙烷 % 

 100%  18.8%
0.92  0.870 10
2.63 1.751 1
P四乙基铅 % 

 100%  57.5%
0.92  0.870 10
一般选作内标物的物质,最好在样品中不存在,其保留值在所有
组分保留值的中间,加入内标物的含量和待测组分含量不应相差
很大,但是要与其它的组分峰分离良好。
气相色谱分析方法介绍
定量分析
内加法
内加法适用于较特殊的情况:图谱上没有适当位置可插入内标峰,或因各种条件限制无
合适的内标物时。此时可先以样品出一张图,再在样品中加入一定量被测组分后再进样,
看峰面积增加了多少,由此比例求出原始含量。
A1A2为原样品中组分1、2的峰面积,A1’A2’为样品中加入组分1后的峰面积,其中:a为原样
组分1实际面积,a’为加入组分1后增加的峰面积,虽然两次进样量有所不同,但峰面积比不
变(仪器灵敏度不变)
气相色谱分析方法介绍
定量分析
内加法
A1
a
 '
A2 A2
即
A1 A2'
a
A2
A1 A2'
a'  A a  A 
A2
'
1
'
1
amS
1
P1 % 
100%  '
100%
A1 A2
a 'm
1
'
A1 A2
A2' f1mS
P2 %  '
100%
a1 f 2 m
气相色谱分析方法介绍
定量分析
内加法应用实例
例:混合苯二甲酸间对苯二甲酸含量测定时,因样品中含量有少量甲苯甲酸、H2O等,以内
加法测。称样m = 110mg,加入对苯二甲酸ms30mg,混合后以CH3N2将其转化为甲酯,以原
酸样和内加样分别测定得数据为:(单位mm2) A1=30;A2=70;A1’=65;A2’=75
A1 A2'
30  75
a'  A 
 65 
 32.8
A
70
a  A1'  a '  65  32.8  32.2
'
1
ams
32.2  30
P对苯二甲酸 % 
100% 
100%
a 'm
32.8 110
 26.8%
A2' f1ms
75  30
P间苯二甲酸 % 
100% 
100%
a ' f2 m
32.8 110
 62.3%
气相色谱分析方法介绍
分 析 实 例 1
顶空分析法
是一种间接分析液体、固体中挥发性组分的方法。它利用恒温封闭体系,使样品中挥发性
组分在液体样品及其顶上空间的气液平衡,取上部气体进行分析的色谱方法。
顶空分析法特点
顶空瓶
清洁:样品“干净”,无不挥发组分
有效:样品挥发性大,可低柱温处理
方便:一般不需要预处理
灵敏:设法增加顶空中样品浓度
只能检测挥发性组分,
定量重复性差
恒温水浴锅或恒温烘箱
液体
或
固体
样品
气相色谱分析方法介绍
分 析 实 例 2
热解吸分析法:
利用物理(化学)吸附的方法进行样品的预处理和浓缩,然后进行
气相色谱分析的方法叫做吸附浓缩气相色谱法,或者简单地说就是吸附浓缩
技术和气相色谱技术的相结合。
吸附浓缩气相色谱法包括以下几个主要操作步骤:吸附-解吸-气
相色谱分析。分散在液体、固体或气体中的痕量杂质,可以利用优先吸附或
吸收的方式从其母体中抽提出来,一般都采用各种吸附剂。而回收被吸附的
溶剂(杂质)通常用热解吸或溶剂洗脱两种方法。因此,吸附浓缩气相色谱
法不仅能得到更浓的目标分析物,增加痕量组分的浓度,而且还能除去绝大
部分的主组分。由于被分析物浓度变高,因此,对载气纯度的要求,对仪器
气密性的要求都相对要低一些。正因为如此,它越来越受到人们的重视,尤
其在对大气污染、高纯气体、石油化工、食品等分析测试方面成为不可缺少
的工具。
气相色谱分析方法介绍
分 析 实 例 2
热解吸装置在GC9790J上
气相色谱分析方法介绍
分 析 实 例 2
稳流阀
热解吸进样装置
水或空气
冷却进出口
针形阀
载气
入口
隔垫
清扫
出口
截止阀手柄
由GC主机
控制
稳流阀
背压阀
分流
出口
毛细管分流进样器
接毛细管色谱柱
气相色谱分析方法介绍
分 析 实 例 2
热解吸分析法: (原理)
热解吸进样,最关键的是使进入色谱柱的样品不发生谱带扩宽而保持“塞子”
形。本进样系统是一种经过改进的一级热解吸装置,可使沸点在-164~344℃范围
内的化合物能在一级热解吸进样并使谱带保持“塞子”形。
在系统接入GC的进样器后关闭热解吸系统的载气,待解吸腔升温至终点温
度后通入载气,样品随气流以较窄的形式进入色谱系统,同时利用色谱柱头冷聚
焦点效应使一级热解吸的样品谱带呈现“塞子”形。这样一来,就不需要冷井冷冻
来使热解吸样品的谱带形成“塞子”形。同时,该方式解吸升温速率对进样谱带影
响不大。例如,以70 ℃/min和100 ℃/min的速率升温解吸分析,色谱峰形完全
相同。因此也就不需用闪蒸技术使样品瞬间解吸汽化形成“塞子”形,对测、控温
单元电路设计的要求因而降低,整个系统`得到简化。
气相色谱分析方法介绍
分 析 实 例 2
热解吸分析法: (工作过程)
开始,仪器在准备状态。解吸炉、色谱柱温都是50度,
此时可加入液体样品或已经采样的解吸管。按色谱仪启动键后解吸
炉升温、色谱仪柱温也进入程序升温的初温状态(色谱仪的温度和
时间设定需根据分析的样品设置)。解吸炉温度升到设定值后恒温
若干分钟(解吸炉温度和时间根据样品和分析定)。恒温时间到,
解吸炉开始降温,同时电磁阀动作,解吸炉内通上氮气,并同时打
开解析路炉冷却装置(水冷或气冷),氮气将解吸炉内样品气体冲
入毛细管柱进样器和色谱柱进行分离。此时的色谱柱温度根据各自
的设定的温度开始升温。分析结束时(色谱柱温降到50度),电磁
阀动作,切断解吸炉内氮气,整套仪器进入准备状态,等待进行下
一次分析。以上的过程是解吸炉和 GC9790 仪器一起使用的情况。
气相色谱分析方法介绍
分 析 实 例 3
车用汽油和航空汽油中苯、甲苯含量
色谱分析流程
首先在试样中加入适量甲基乙基酮(MEK)作为内标物,然后将其注入
配置串联双柱/反吹系统的色谱仪中。试样首先通过OV-101柱(A柱),组分
依沸点顺序分离,待辛烷流出后转动六通切换阀,改变A柱载气的流路方向,
将沸点大于辛烷的组分反吹出去。辛烷及轻组分随后通过TCEP柱(B柱)将
芳烃和非芳烃分离,流出的组分用热导检测器(TCD)或氢火焰离子仪检测
器(FID)检测,用内标法进行定量计算。
气相色谱分析方法介绍
分 析 实 例 3
车用汽油和航空汽油中苯、甲苯含量
分析所需的特殊装置
•由于分析需要双柱串联,且在分析过程中还需对第一根色谱柱进行反吹,
在仪器上需要安装自动切换或手动切换的耐高温六通阀.
•自动切换的动力是空气,配合仪器微机控制部分的外部事件输出以及时
间程序设定,启动二位三通电磁阀和六通阀来完成对色谱柱的反吹.
气相色谱分析方法介绍
分 析 实 例 3
车用汽油和航空汽油中苯、甲苯含量
进样器
稳压阀
六通阀
OV-101色谱柱
TCEP
色谱柱
放空
稳压阀
气路的正吹流程图
气相色谱分析方法介绍
分 析 实 例 3
车用汽油和航空汽油中苯、甲苯含量
进样器
稳压阀
六通阀
OV-101色谱柱
TCEP
色谱柱
放空
稳压阀
气路的反吹流程图
气相色谱分析方法介绍
分 析 实 例 3
车用汽油和航空汽油中苯、甲苯含量
A柱:0.8米 OV101 不锈钢柱
B柱:4.6米 TCEP 不锈钢柱
检测器:TCD或FID
载气:TCD(He或H2) FID(N2)
载气流量:20~ 30ml/min 柱前压力;0.3Mpa (A、B气路基本相同)
柱温:120℃ 进样温度:180℃ 检测器温度:180℃
进样:1~2ul
反吹时间:0.5-1分(必须实际测定)
定量测定
用校正混合物绘制工作曲线
校正用混合物标样如下:
组分名称
苯 % (V/V)
甲苯 % (V/V)
1 5.00
20.00
2 2.50
15.00
3 1.25
10.00
4 0.67
5.00
5 0.33
2.50
6 0.12
1.00
7 0.06
0.50
注:1. 内标物甲基乙基酮的浓度为4.00%(V/V)
.溶剂为异辛烷
色谱条件
气相色谱分析方法介绍
分 析 实 例 3
车用汽油和航空汽油中苯、甲苯含量
保留时间
组份
5.13
苯
6.41
内标
7.32
甲苯
色谱分析图
气相色谱分析方法介绍
分 析 实 例 3
用重量法配制不同浓度水平的已知样品,测定本方法的精密度和回收率,试
验结果如下表所示,苯和甲苯的相对标准偏差分别为 0.11~0.87%和 0.048~0.96%;回收率
分别为 99.6~101.5%和 98.9~102.4%,表明本方法的精密度和回收率完全满足定量分析的要
车
用
汽
油
和
航
空
汽
油
中
苯、
甲
苯
含
量
求,参见下表:
组
分
苯
甲
苯
配制值
%(m/m)
测定值
X
S
CV%
回收率
%
0.08213
0.08200
0.08211
0.08170
0.08187
0.08213
0.081962
1.79E-4
0.22
99.8
0.1889
0.1880
0.1880
0.1873
0.1883
0.1888
0.18808
5.45E-4
0.29
99.6
0.4503
0.4553
0.4558
0.4539
0.4524
0.4508
0.44964
3.90E-3
0.87
99.9
0.8458
0.8445
0.8408
0.8451
0.8458
0.8459
0.84442
2.10E-3
0.25
99.8
1.5480
1.5466
1.5494
1.5461
1.5475
1.5481
1.54714
1.85E-3
0.12
99.9
3.1559
3.1725
3.1696
3.1758
3.1687
3.1671
3.17074
3.44E-3
0.11
100.5
6.1887
6.2699
6.3048
6.2860
6.2789
6.2688
6.28168
1.47E-2
0.23
101.5
0.7055
0.7285
0.7253
0.7204
0.7188
0.7197
0.72254
4.18E-3
0.58
102.4
1.3148
1.3258
1.3319
1.3398
1.3276
1.3268
1.33038
5.76E-3
0.43
101.2
3.6625
3.5839
3.5852
3.6444
3.6487
3.6499
3.62242
3.46E-2
0.96
98.9
6.4320.
6.4078
6.3995
6.4081
6.4165
6.4201
6.41040
8.10E-3
0.13
99.7
12.4691
12.4056
12.4734
12.4300
12.4701
12.4685
12.44952
3.03E-2
0.24
99.8
17.6168
17.5930
17.5231
17.5883
17.6071
17.6134
17.58498
3.61E-2
0.21
99.8
23.2578
23.3802
23.3509
23.3735
23.3677
23.3624
23.36694
1.11E-2
0.048
100.5
仪
器
的
精
密
度
与
回
收
率
气相色谱仪的安装
仪器的使用环境
一.色谱仪的安装
1.对色谱仪分析室的要求
•
分析室周围不得有强磁场,易燃及强腐蚀性气体。
•
室内环境温度应在5~35度范围内,湿度小于等于85%(相对湿度)且室内应
保持空气流通。有条件的厂最好安装空调。
•
准备好能承受整套仪器,宽高适中,便于操作的工作平台。一般工厂以水
泥平台较佳(高0.6~0.8米),平台不能紧靠墙,应离墙0.5~1.0米,便于接线
及检修用。
•
供仪器使用的动力线路容量应在10KVA左右,而且仪器使用电源应尽可能不
与大功率耗电量设备或经常大幅度变化的用电设备公用一条线。电源必须接地
良好,一般在潮湿地面(或食盐溶液灌注)钉入长约0.5~1.0米的铁棒(丝),
然后将电源接地点与之相连,总之要求接地电阻小于1欧姆即可(注:建议电源
和外壳都接地,这样效果更好)。
•
如使用电源稳压器,注意稳压器输出电压的波形不能畸变,否则会影响温度
控制的稳定性。
•
如果使用ECD,注意废气的排放。
气相色谱仪的安装
仪器的气源
2.气源准备及净化
•
气源准备 事先准备好需用气体的高压钢瓶(一般大中城市均可购到)
,某种气体的钢瓶只能装这种气体,不能互换,按照国家的标准不同的气体
用不同的颜色来表示。GC用氮气,氢气,空气这三种气体,每种气体最好准
备两个钢瓶,以备用。有的厂使用氢气发生器和空气压缩机也可,但空压机
必须无油。凡钢瓶气压下降到1~2Mpa时,应更换气瓶。一般厂家使用以上气
体99.99%即可,电子捕获检测器必须使用高纯气源99.999%以上。
•
气源净化 为了出去各种气体中可能含有的水分,灰分和有机气体成分
,在气体进入仪器之前应先经过严格净化处理。有的色谱仪附有净化器,里
面可填5A分子筛,活性炭,硅胶,基本可满足使用要求。
•
气源也可以用气体发生器和GC专用的空气泵,也有专用的氮、氢、空三
气发生器。不过使用氮气发生器要注意氮气的纯度问题,一般最佳的配置是:
氮气使用钢瓶,氢气使用发生器,空气使用GC专用空气泵。
气相色谱仪的安装
3.外气路的连接
气源的安装
(1)减压阀的安装
氮气钢瓶和空气钢瓶使用氧气减压阀,氢气钢瓶使用专用的氢气减压阀(注意氢
气减压阀螺纹是反向的,并在接口处加上所附的O形塑料垫圈,以便密封),旋紧螺
帽后,关闭减压阀调节手柄(即旋松),打开钢瓶高压阀,此时减压阀高压表应有指
示,关闭高压阀后,其指示压力不应下降,否则有漏,应及时排除(用垫圈或生料带
密封),有时高压阀也会漏,要注意。然后旋动调节手柄将余气排掉。
(2)外气路连接法
把钢瓶中的气体引入色谱仪中,有的采用不锈钢管(φ2×0.5mm),有的采用耐压塑
料管(φ3×0.5mm)。采用塑料管容易操作,所以一般采用塑料管。若用塑料管,在
接头处就要有不锈钢衬管(φ2×20mm)和一些密封用的塑料等材料。从钢瓶到仪器的
塑料管的长度视需要而定,不宜过长,然后用塑料管把气源和仪器(气体进口)连接
起来。
(3)外气路的检漏
把主机气路面板上载气,氢气,空气的阀旋钮关闭,然后开启各路钢瓶的高压阀,调
节减压阀上低压表输出压力,使载气,空气压力为0.35~0.6Mpa(约3.5~6.0kg/cm3),
氢气压力为0.2~0.35 Mpa。然后关闭高压阀,此时减压阀上低压表指示值不应下降,
如下降,则说明连接气路中有漏,应予排除。
气相色谱仪的安装
气源的安装
4. 色谱仪气路气密性检查
气密性检查是一项十分重要的工作,若气路有漏,不仅直接导致仪器工作不
稳定或灵敏度下降,而且还有发生爆炸的危险,故在操作使用前必须进行这项工作
(气密检查一般是检查载气流路,氢气和空气流路若未拆动过,可不检查)。
方法是:打开色谱柱箱盖,把柱子从检测器上拆下,将柱口堵死,然后开启
载气流路,调低压输出压力为0.3Mpa,打开主机面板上的载气旋钮,此时压力表应
有指示。最后将载气旋钮关闭,半小时内其柱前压力指示值不应有下降,若有下降
则有漏,应予排除。若是主机内气路有漏,则拆下主机有关侧板,用肥皂水(最好
是十二烷基磺酸钠溶液)逐个接头检漏(氢,空气也可如此检漏),最后将肥皂水
擦干。
气相色谱仪的安装
仪器的初步调试
二.仪器的调试
仪器的调试把气路,仪器等按上述接好,安置好后,便可进行下面检查和
调试工作。
1.如果色谱柱已接好,色谱仪电路各部件检查仪器启动前应首先接通载
气流路,调节主机上的载气旋钮(即:载气稳流阀),载气流量的设置视使用
的色谱柱而定,一般,填充柱为20~30ml/min;毛细管柱的柱头压为0.6~0.8
Mpa ;氢气、空气全部处于关闭状态。
(1)启动主机 开启主机总电源开关,色谱柱箱内马达开始工作,并检查
是否有异样声响,若有,立即切断电源,并进一步检查排除。有的色谱仪启动
时自诊断,显示仪器运转情况:正常或不正常,不正常显示包括哪一部分有问
题,接线错误等等。
(2)各路温控检查 按照说明书,逐个对柱温(包括程序升温),进样器
温度,检测器温度进行恒温检查,是否能在高,中,低温度下保持恒定,特别
是要求柱温温控精度达到0.01度。
(3)如仪器上装有FID,可对其进行静态测试,具体方法:打开工作站或
其它色谱数据处理装置,将放大器的灵敏度设置为最高,启动工作站或其它色
谱数据处理装置,记录放大器输出信号,正常的放大器输出信号的噪声小于10
uV,漂移小于100uV/30分钟。
气相色谱仪使用注意事项
进样应注意的问题
注射器抽吸样品时不要有气泡(吸样时要慢、快速排出再慢吸,反复
几次),10ul注射器金属针头部分体积0.6ul,有气泡也看不到,多吸1-2ul
把注射器针尖朝上气泡上走到顶部再推动针杆排除气泡(指10ul注射器,带
芯子注射器凭感觉)。针扎入汽化器时,针要与汽化器的硅橡胶垫保持垂直,
在针扎入的同时,握玻璃杆的手一面往下压一面轻轻捻动玻璃杆,进样时要
三快一慢,即扎针时快,注射样品快及拔针时快(即三快),样品注射时稍
作停留(小于2秒,即一慢),针尖到汽化室中部开始注射样品,每次进样保
持相同速度完成进样过程,这对样品分析的定性定量重复性至关重要。一般
毛细柱的进样重复性比填充柱的进样重复性难得多。
总而言之,气相色谱的液体进样的技巧,完全靠平时实际操作的积累,
没有捷径可走。
气相色谱仪使用注意事项
安装色谱柱
1.安装、拆卸色谱柱必须在常温下进行。
2.填充柱有卡套密封和垫片密封,卡套分三种,金属卡套,塑料卡套,
石墨卡套,安装时不宜拧得太紧。垫片式密封每次按装色谱柱都要换
新的垫片。
3.填充色谱柱安装前,检查一下色谱柱两头是否用玻璃棉塞好。防止
玻璃棉和填料被载气吹到检测器中。
4.毛细管色谱柱安装插入的长度要根据仪器的说明书而定,不同的色
谱汽化室结构不同,所以插进的长度也不同。需要说明的如果你用毛
细管色谱柱采用不分流,汽化室采用填充柱接口这时与汽化室连接毛
细管柱不能探进太多,略超出卡套即可。
气相色谱仪使用注意事项
检测器的使用
火焰离子化检测器(FID)
氢气和空气的比例对FID检测器的影响氢气和空气的比例应1:10,当氢气
比例过大时FID的灵敏度急剧下降,在使用色谱时别的条件不变的情况下,灵敏
度下降要检查一下氢气和空气流速。氢气和空气有一种气体不足点火时发出爆
音的,随后就灭火,一般当你点火点着就灭,再点还着随后又灭,是氢气量不
足。如何判断FID检测器是否点着火 不同的仪器判断方法不同,有基流显示的
看基流大小,没有基流显示的用带抛光面的扳手凑近检测器出口,观察其表面
有无水汽凝结 。
热导检测器(TCD)
1.氢气做载气时尾气一定要排到室外。
2.氮气做载气时,桥电流不能设大,比用氢气时要小的多。
3.没通载气不能打开桥电流,桥电流要在TCD温度稳定后再打开。
气相色谱仪使用注意事项
关于进样垫
如何判断进样口密封垫是否该换?
进样时感觉特别容易,用 TCD不进样时记录仪上有规
则小峰出现;用FID 进样时后基线会下沉,说明密封垫漏
气该更换。更换密封垫不要拧的太紧,一般更换时都是在
常温,温度升高后会更紧,密封垫拧的太紧会造成进样困
难,常常会把注射器针头弄弯。
如何选择合适的密封垫?
密封垫分一般密封垫和耐高温密封垫,汽化室温度超
过 300℃时用耐高温密封垫,耐高温密封垫的一面有一层
膜,使用时带膜的面朝下。
气相色谱仪使用注意事项
关于玻璃衬管和分流歧视
为什么进样器内的玻璃衬套会对色谱行为造成影响?
进样器内的玻璃衬套主要有下列作用:
1.提供一个温度均匀的汽化室,防止局部过热;
2.玻璃的惰性不如不锈钢好,减少了在汽化期间样品分解的可能性;
3.易于拆换清洗 , 以保持清洁的汽化室表面,一些痕量非挥发性组分会逐渐积累
残存于汽化室,高温下会慢慢分解,使基流增加,噪声增大,通过清洗玻璃衬套
可以消除这种影响;
4.可根据需要选择管壁厚度及内径适宜的玻璃衬套,以改变汽化室的体积,而不用
更换整个进样加热块。从以上几个方面可以知道玻璃衬套对色谱行为造成影响的
原因;
毛细管色谱分流进样时,非线性分流的主要原因是什么?
1.进样器温度太低,样品汽化不完全,发生分级分流;
2.进样器温度太高,某些组分可能发生热分解,也有的样品可能发生催化分解,或
样品部分地被吸附在进样器内表面上;
3.在分流点以前样品没有混合均匀或混合不充分;
4.系统的进样垫,柱接头等地方漏气;
气相色谱仪使用注意事项
关于微量注射器
怎样防止进样针不弯?
很多做色谱分析工作的新手常常会把注射器的针头和注射器杆弄弯,原因是:
1.进样口拧的太紧,室温下拧的太紧当汽化室温度升高时硅胶密封垫膨胀后
会更紧,这时注射器很难扎进去。
2.位置找不好针扎在进样口金属部位。
3.注射器杆弯是进样时用力太猛,进口色谱带一个进样器架,用进样器架进
样就不会把注射器杆弄弯。
4.因为注射器内壁有污染,注射时将针杆推弯。注射器用一段时间就会发现
针管内靠近顶部有一小段黑的东西,这时吸样注射感到吃力。清洗方法将针杆拔
出,注入一点水,将针杆插到有污染的位置反复推拉,一次不行再注入水直到将
污染物弄掉,这时你会看到注射器内的水变的浑浊,将针杆拔出用滤纸擦一下,
再用酒精洗几次。分析的样品为溶剂溶解的固体样时,进完样要及时用溶剂洗注
射器。
5.进样时一定要稳重,急于求快会把注射器弄弯的,只要你进样熟练了自然
就快了。
气相色谱仪使用中的问题
无峰或峰很小
A.色谱柱是否与进样口和检测器正确地连接
B.进样口是否漏
 更换进样垫
 检查进样衬管是否损坏
C.柱是否与进样口连接??
D.FID点火了吗?FID高压静电正常吗?
E.柱中是否有载气
 拆开柱到检测器一端
 用流量计(或皂沫流量计)测量是否有流量
气相色谱仪使用中的问题
F.火点着了吗?
用一个玻璃片放在 FID 出口----有无水蒸汽冷凝?
 检测仪器的输出值-- 数值是否大于 0.0?
 观察色谱数据工作站或积分仪的输出信号有无变化
G.综合
 已点火
 柱出口有流量
 检测器喷嘴可能被堵塞
H.检查FID组件 (注意—请记录零件的安装顺序)
 检查喷嘴本身 --被石墨碎屑堵塞(拆下柱子时,石墨
垫的外型有变化)
I.用旧的进样针清除堵塞物
J.重新安装FID组件
K.再次进样
气相色谱仪使用中的问题
基线不好的问题
1.检查气源的纯度
解决:更换气源;加装气体净化
2.检查气路系统是否被污染 解决:清洗被污染处
气相色谱仪使用中的问题
峰型不好(拖尾)
柱过载
减少进样量或将样品稀释10倍
• 稀释样品可以得到较好的结果
试一下较厚液膜的其他色谱柱
前面介绍的所有内容均适用
• 前伸峰和拖尾峰均说明是非线形的分配——即色谱柱与样品不匹配
• 使用不同选择性的色谱柱可以解决这个问题
气相色谱仪使用中的问题
分析过程中基线位置突然变化
偏离
 基线偏离或漂移
 基线偏离
 不规律地升高或降低
 在整个色谱过程中基线不规律地升高或降低
 偏离或漂移是由于下列原因产生的
 温度
 流速
 确保在两次进样之间有足够的平衡时间
 检查体系是否有漏
 主要检查进样口部分
 柱前
 前次色谱过程中的残余的低挥发性流出物
气相色谱仪使用中的问题
基线漂移
漂移
 正确地使用高纯度的载气
 色谱柱老化
 色谱柱的最高使用温度不能超过该柱所规定的最高温度极限
 进样口温度与检测器温度要高于色谱柱的最高使用温度
气相色谱仪使用中的问题
基线噪音
噪音












色谱图的基线噪音太高
进样垫流失
密封垫的类型不对或使用时间过常,需要更换
新的密封垫在柱温箱中老化过夜,以除去易挥发性化合物
密封垫不能超过使用温度 (350 ℃)
衬管被污染
较脏的样品每进样15—20次后,更换新的衬管
气源可能被污染
选择正确的在线气体净化器 (traps)
每使用四瓶气体,至少要更换一次气体净化器
检测器可能已被污染——清洗检测器
实验室是否有异常的气体
气相色谱仪使用中的问题
流失
色谱柱: HP 5
由柱外产生的杂峰
320 ℃, 320℃ 20℃/min(4) 325 ℃
30mx0.25mmx0.25um
柱温: 80℃ 25 ℃/min 160 ℃,160℃ 3 ℃/min
进样: 分流比 100:1; 1ul of 100ng/ul
检测器: FID
6.00
4.00
8.00
10.00
峰高大约相当于 5 ppb of PAH
(真正的杂质)
12.00
14.00
16.00
18.00
20.00
HP 绿色的高级进样垫
6
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
c
. 0
0
8
. 0
0
1
0
. 0
0
1
. 0
0
1
4
. 0
0
1
6
. 0
0
1
8
. 0
0
2
0
. 0
0
325 ℃
320 ℃
T
e
2
I C
:
P
C
2
4
1
N
G
1
. D
143
气相色谱仪使用中的问题
进样垫
隔垫类型
流失及温度优化的进样垫
性
能
高温进样垫适合与进样口温度在400℃以上使用(批检)
(BTO) 橙/红色
HP 绿色高级进样垫
350 ℃以上普通用途的高温进样垫
HP 黄色长寿命进样垫
长寿命的进样垫,无需特殊保护 ( 可用于自动进样器)
灰色低流失进样垫
经济型— 比 BTO、高级绿色垫、长寿命黄色垫(较贵)
的流失高, 但更经济
红色低流失进样垫
与灰色低流失进样垫接近—流失高于
BTO、绿色垫、黄色垫
气相色谱仪使用中的问题
附加峰
有两种类型的附加峰
1. 即使不进样也会出现的峰 (鬼峰) ,并且在色谱分析过程中也会出现
在真实的峰之中
2. 由样品产生的附加峰

鬼峰
 柱头污染
 烘焙色谱柱,然后做空运行(无样品)
 进样垫流失
 使用高质量的产品
 进样口污染
 残留在进样口或衬管中的物质
 载气不纯
 使用高纯度的载气及高质量的气体净化器,并定期更换
 载气中杂质与固定相发生反应
 若使用分离/无分流进样口
 进样口底部的密封垫可能会与样品反应
 使用金制进口密封垫
气相色谱仪使用中的问题
附加峰
 即使进纯样,也会出现附加峰
 做一次空运行—
 如果这些峰还存在,不是由样品产生的,按照前面介绍的方法检查
 进样口温度过热,可以导致样品组分的降解
 每次将进样口降低20℃, 观察这些峰是否还出现
 衬管与样品起反应
 使用脱活的衬管
 衬管内填充物有活性
 更换衬管内填充物或使用无填充物的衬管
 样品在进样口停留的时间太长
 增加柱流速
 样品组分稳定性差
 尽可能降低进样口温度
 使用脉冲式无分流或脉冲式分流进样
气相色谱仪使用中的问题
丢失色谱峰
色谱图中没有出现你希望得到的样品组分峰
 进样口温度太低
 高沸点的化合物不能很快地气化
 增加进样口温度
 进样口温度太高
 许多挥发性的组分在进样口降解
 降低进样口温度
 进样口被污染
 进样口的污染物与样品发生反应
 清洗进样口,更换衬管和进样垫
 衬管有活性
 使用脱活的衬管
气相色谱仪使用中的问题
峰型不好
 柱过载
 将样品稀释10倍重新进样
 使用较厚液膜但固定液相同的色谱柱
 减少进样量
 小体积进样
 增加分流比
 可能是几个未分离的色谱峰
 将柱温降低20℃再进样
 局部的分离可以显示其它额外的样品组分
 使用较长的色谱柱
 试一试不同选择性或不同极性的柱子
 如将OV-1换成SE-54
 如将SE-54换成PEG-20M或极性更强的
气相色谱仪使用中的问题
峰型很差
峰顶分叉(双肩峰)
 合并的峰(未分离的峰)
 将柱温降低20-30℃
 将进样口温度增加20-30℃
 检查样品与溶剂的选择是否正确
 对极性的化合物使用极性的溶剂
检测器过载
减少进样量或将样品稀释10倍
或者使用较大的分流比
稀释样品可以达到较好的效果
气相色谱仪使用中的问题
色谱柱安装位置可能引起的问题
 色谱柱到检测器安装位置不
正确; 使其不能到达FID喷
嘴
 色谱柱到进样口安装位置不
正确. 使其不能到达进样口
 色谱柱到进样口及检测器的
位置安装正确
气相色谱仪使用中的问题
色谱柱安装到进样口
评定因素
 安装深度 -- 柱到针的间隙
 按照厂方的介绍,
 在进样针头到柱保留1-2厘米的间隙
 对分析物和样品基质选择适用的衬管
 使用专用的柱切割器
 保证所有的柱接头及其它接口不漏
气相色谱仪使用中的问题
色谱柱密封垫
通用技术
 使用轻触点 -- 不能过紧.
 保持清洁.
 在使用前烘焙密封垫.
 避免污染 -- 指纹、油脂等.
 检查使用的密封垫是否有裂纹、碎片、或其它
的损坏.
气相色谱仪使用中的问题
GC检测器的清洗
在色谱操作过程中,检测器有时受固定相流失及样品中的高沸点成分、
易分解及腐蚀性物质的作用而被沾污,以至不能正常进行工作,因而提出
了如何清洗检测器的问题。若沾污的物质仅限于高沸点成分,通常可将检
检器加热至最高使用温度后,再通入载气,就可清除。使用有放射源的检
定器时加热要多加小心,例如通常以氚源作成的电子捕获检测器一般都不
能超过200度,此外还应注意加热的温度不能损坏检测器的绝缘材料。
如用加热法不适宜,也可以用纯的丙酮等溶液从进样口注入(每次可注入
几十微升)进行清洗,这在沾污程度较轻时是有效的。
若以上方法都不能解决沾污问题,应将检测器卸下进行较彻底的清洗,
先选择适宜溶剂,要既能溶解沾污物,又不能损坏鉴定器,用注射器注入
测量池进行清洗。若有条件,用超生波清洗就更理想些,要注意的是:清
洗过的部分不能用手摸。
气相色谱仪使用中的问题
GC检测器的清洗
热导检测器的清洗
将丙酮,乙醚,等溶剂装满检定器的测量池,浸泡一段时间(20
分钟左右)后倾出,如此反复进行多次至所倾出的溶液比较干净为止。
当选用一种溶剂不能洗净时,可根据沾污物的性质先选用高沸点溶剂进
行浸泡清洗,然后再用低沸点溶剂反复清洗。洗净后加热赶去溶剂,再
装到仪器上,加热检测器,通载气冲洗数小时后即可使用。
气相色谱仪使用中的问题
GC检测器的清洗
氢焰离子化检测器的清洗
当沾污不太严重时,可不必卸下清洗,此时只需要将色谱柱取下,用一根
管子将进样口与检测器联接起来,然后通载气并将检测器炉温升至120度以
上,从进样口先注入20微升左右的蒸馏水,再用几十微升丙酮或氟里昂
(Freon113等)溶剂进行清洗。在此温度下保持1-2小时检查基线是否平稳,
若仍不满意可重复上述操作或卸下清洗。
当沾污比较严重时,必须卸下清洗。先卸下收集极,正极,喷嘴等,若喷
嘴是石英材料制成的,先将其放在水中进行浸泡过夜。若喷嘴是不锈钢等材料
做成,则可与电极等一起,先小心用细砂纸(300-400#)打磨,再用
适当溶剂(浸泡如甲醇与苯1:1),也可以用超声波清洗,最后用甲醇洗净,
放置于烘箱中烘干。注意勿用含卤素的溶剂(如氯仿、二氯甲烷等)。以免与
聚四氟乙烯材料作用,导致噪声增加。
洗净后的各个部件,要用镊子取,勿用手摸。烘干后装配时也要小心,否
则会再度沾污。装入仪器后,先通载气30分钟,再点火升高检测室温度,最
好先在、120度保持数小时之后,再升至工作温度。
气相色谱仪使用中的问题
GC检测器的清洗
电子捕获检测器的清洗
电子捕获检测器中有放射源,通常为Ni63,因此要特别小心。
先拆开检测器中有放射源箔片,然后用2:1:4的硫酸、硝酸及水
溶液洗检测器的金属及聚四氟乙烯部分。 当清洗液已干净时,再用
蒸馏水清洗,然后用丙酮洗,再置于100度左右的烘箱中烘干。对H3
源箔片,先用己烷或戊烷淋洗,绝不能用水洗。 废液要用大量水稀
释后弃去。对Ni63 源更应小心,绝不能与皮肤接触,只能用长镊子
操作。 先用乙酸乙酯加碳酸钠淋洗或用苯淋洗,再于沸水中浸泡5
分钟, 取出烘干,装入检测器中。装入仪器后通载气30分钟,再
升至操作温度, 几小时后备用。清洗剩下的废液要用大量水稀释后
才能弃去。

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