欢迎访问ag棋牌网站【真.最佳】!
公司新闻
专注于ag棋牌
您的当前位置:主页 > 公司新闻 >

ag棋牌气相色谱仪原理、结构及操作

发布时间:2020-07-17 03:56  

  气相色谱仪原理、结构及操作_化学_自然科学_专业资料。气相色谱仪原理、 气相色谱仪原理、结构及操作 1、基本原理 气相色谱(GC)是一种分离技术。实际工作中要分析的样品往往是复杂基体中的 多组分混合物,对含有未知组分的样品,首先必须将其分离,然后才能对有

  气相色谱仪原理、 气相色谱仪原理、结构及操作 1、基本原理 气相色谱(GC)是一种分离技术。实际工作中要分析的样品往往是复杂基体中的 多组分混合物,对含有未知组分的样品,首先必须将其分离,然后才能对有关组 分进行进一步的分析。混合物的分离是基于组分的物理化学性质的差异,GC 主 要是利用物质的沸点、ag棋牌极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。待分析样品 在汽化室汽化后被惰性气体(即载气,一般是 N2、He 等)带入色谱柱,柱内含 有液体或固体固定相,由于样品中各组分的沸点、极性或吸附性能不同,每种组 分都倾向于在流动相和固定相之间形成分配或吸附平衡。但由于载气是流动的, 这种平衡实际上很难建立起来,也正是由于载气的流动,使样品组分在运动中进 行反复多次的分配或吸附/解附, 结果在载气中分配浓度大的组分先流出色谱柱, 而在固定相中分配浓度大的组分后流出。 当组分流出色谱柱后, 立即进入检测器, 检测器能够将样品组分的存在与否转变为电信号, 而电信号的大小与被测组分的 量或浓度成比例, 当将这些信号放大并记录下来时, 就是如图 2 所示的色谱图 (假 设样品分离出三个组分) ,它包含了色谱的全部原始信息。在没有组分流出时, 色谱图的记录是检测器的本底信号,即色谱图的基线、气相色谱结构及维护 气相色谱结构及维护 结构及 2.1 进样隔垫 进样隔垫一般为硅橡胶材料制成,一般可分普通型、优质型和高温型三种,普通 型为米黄色,不耐高温,一般在 200℃以下使用;优质型可耐温到 300℃;高温 型为绿色,使用温度可高于 350℃,至色谱柱最高使用温度的 400℃。正因为进 样隔垫多为硅橡胶材料制成,其中不可避免地含有一些残留溶剂和/或低分子齐 聚物,另外由于汽化室高温的影响,硅橡胶会发生部分降解,这些残留的溶剂和 降解产物如果进入色谱柱,就可能出现“鬼峰”(即不是样品本身的峰) ,从而 影响分析。解决的办法有:一是进行“隔垫吹扫”,二是更换进样隔垫。 一般更换进样隔垫的周期以下面三个条件为准: (1)出现“鬼峰”; (2)保留时 间和峰面积重现性差; (3)手动进样次数 70 次,或自动进样次数 50 次以后。 2.2 玻璃衬管 气相色谱的衬管多为玻璃或石英材料制成,主要分成分流衬管、不分流衬管、填 充柱玻璃衬管三种类型。衬管能起到保护色谱柱的作用,在分流/不分流进样时, 不挥发的样品组分会滞留在衬管中而不进入色谱柱。 如果这些污染物在衬管内积 存一定量后,就会对分析产生直接影响。比如,它会吸附极性样品组分而造成峰 拖尾,甚至峰分裂,还会出现“鬼峰”,因此一定要保持衬管干净,注意及时清 洗和更换。 玻璃衬管清洗的原则和方法 当以下现象: (1)出现“鬼峰”; (2)保留时间和峰面积重现性差出现时,应考 虑对衬管进行清洗。清洗的方法和步骤如下: (1)拆下玻璃衬管; (2)取出石英 玻璃棉; (3)用浸过溶剂(比如丙酮)的纱布清洗衬管内壁。 玻璃衬管更换时 要注意玻璃棉的装填:装填量 3~6mg,高度 5~10mm。要求填充均匀、平整。ag棋牌, 2.3 气体过滤器 变色硅胶可根据颜色变化来判断其性能, 但分子筛等吸附有机物的过滤器就不能 1 用肉眼判断了,所以必须定期更换,一般 3 个月更换或再生一次。 由于分流气路中的分子筛过滤器饱和或受污严重,就会出现基线漂移大的现象, 这个时候就必须更换或再生过滤器了。再生的方法是: (1)卸下过滤器,反方向 连接于原色谱柱位置。 (2)再生条件:载气流速 40~50ml/min,温度 340℃,时 间 5h。 2.4 检测器 如果说色谱柱是色谱分离的心脏,那么,检测器就是色谱仪的眼睛。无论色谱分 离的效果多么好, 若没有好的检测器就会“看”不出分离效果。 因此, 高灵敏度、 高选择性的检测器一直是色谱仪发展的关键技术。目前,GC 所使用的检测器有 多种,其中常用的检测器主要有火焰离子化检测器(FID) 、火焰热离子检测器 (FTD) 、火焰光度检测器(FPD) 、热导检测器(TCD) 、电子俘获检测器(ECD) 等。下面对检测器的日常维护作简单讨论: 2.4.1 火焰离子化检测器(FID) (1) FID 虽然是准通用型检测器,但有些物质在检测器上的响应值很小或无响 应,这些物质包括永久气体、卤代硅烷、H2O、NH3、CO、CO2、CS2、CCl4,等等。 所以检测这些物质时不应使用 FID。 (2)FID 的灵敏度与氢气、空气、氮气的比例有直接关系,因此要注意优化, 一般三者的比例应接近或等于 1∶10∶1。 (3)FID 是用氢气在空气燃烧所产生的火焰使被测物质离子化的,故应注意安 全问题。在未接上色谱柱时,不要打开氢气阀门,以免氢气进入柱箱。测定流量 时,一定不能让氢气和空气混合,即测氢气时,要关闭空气,反之亦然。无论什 么原因导致火焰熄灭时,应尽量关闭氢气阀门,直到排除了故障重新点火时,再 打开氢气阀门。 (4)为防止检测器被污染,检测器温度设置不应低于色谱柱实际工作的最高温 度。检测器被污染的影响轻则灵敏度明显下降或噪音增大,重则点不着火。消除 污染的办法是对喷嘴和气路管道的清洗。具体方法是:断开色谱柱,拔出信号收 集极;用一细钢丝插入喷嘴进行疏通,并用丙酮、乙醇等溶剂浸泡。 2.4.2 火焰热离子检测器(FTD) FTD 使用注意事项: (1) 铷珠:避免样品中带水,使用寿命大约 600~700h; (2) 载气:N2 或 He,要求纯度 99.999%。一般 He 的灵敏度高; (3) 空气:最好是选钢瓶空气,无油; (4) 氢气:要求纯度 99.999%。 另外需要注意的是使用 FTD 时, 不能使用含氰基固定液的色谱柱, 比如 OV-1701。 2.4.3 火焰光度检测器(FPD) FPD 使用注意事项: (1) FPD 也是使用氢火焰,故安全问题与 FID 相同; (2) 顶部温度开关常开(250℃) ; (3) FPD 的氢气、空气和尾吹气流量与 FID 不同,一般氢气为 60~80ml/min, 空气为 100~120ml/min,而尾吹气和柱流量之和为 20~25ml/min。分析强吸附 性样品如农药等,中部温度应高于底部温度约 20℃; (4) 更换滤光片或点火时,应先关闭光电倍增管电源; (5) 火焰检测器,包括 FID、FPD,必须在温度升高后再点火;关闭时,应先 熄火再降温。 2 2.4.4 热导检测器(TCD) TCD 使用注意事项: (1)确保热丝不被烧断。在检测器通电之前,一定要确保载气已经通过了检测 器, 否则, 热丝就可能被烧断, 致使检测器报废; 关机时一定要先关检测器电源, 然后关载气。任何时候进行有可能切断通过 TCD 的载气流量的操作,都要关闭检 测器电源; (2)载气中含有氧气时,热丝寿命会缩短,所以载气中必须彻底除氧; (3)用氢气作载气时,气体排至室外; (4)基线漂移大时,要考虑以下几个问题:双柱是否相同,双柱气体流速是否 相同;是否漏气; 更换色谱柱至检测器的石墨垫圈。 池体污染; 清洗措施: 正己烷浸泡冲洗。 2.4.5 电子俘获检测器(ECD) ECD 使用注意事项: (1) 气路安装气体过滤器和氧气捕集器; 氧气捕集器再生: (2) 使用填充柱时也需供给尾吹气(2~3ml/min) ; (3) 操作温度为 250~350℃。无论色谱柱温度多么低,ECD 的温度均不应低于 250℃, 否则检测器很难平衡。 (4) 关闭载气和尾吹气后,用堵头封住 ECD 出口,避免空气进入。 3、基本操作 3.1 加热 由于气相色谱仪的生产厂家和质量的不同.测定温度的方式也不相同 对于用微 机设数法或拨轮选择法给定温度. 一般是直接设数或选择合适给定温度值加以升 温.而如果是采用旋钮定位法.则有技巧可言 3.1.1 过温定位法 将温控旋钮调至低于操作温度约 30℃处 给气相色谱仪升温 当过温至约为操作 温度时.配台温度指示和加热指示灯.再逐渐将温控旋钮调至台适位置 3.1.2 分步递进定位法 将温控旋钮朝升温方向转动一个角度.升温开始.指示灯亮:当温度基本稳定时 再同向转动温控旋钮.开始继续升温:如此递进调节、直至恒温在工作温度上. 3.2 调池平衡 调池平衡 实际是调热导电桥平衡.使之有较为台适的输出 讲调节技巧.其实是 对具有池平衡、调零和记录调零等 第一步.用池平衡或调零旋钮将记录仪指针调至台适位置; 第二步.自衰减至 l6 倍左右.观察记录仪指针移动情况; 第三步.用记录谓零旋钮将记录仪指针调回原处; 第四步.退回衰减.观察记录仪指针移动情况; 第五步.用调零或池平衡旋钮将记录仪指针调回原处 3.3 点火 氢焰气相色谱仪 开机时需要点火.有时因各种原因致使熄火后.也 需要点火 然而.我们经常会遇到点火不着的情况 下面介绍两种点火技巧.供同 行们相试 3.3.1 加大氢气流量法先加大氢气流量.点着火后.再缓慢调回工作状况 此法 通用 3.3.2 减少尾吹气流量法先减少尾吹气流量.点着火后.再调回工作状况 此法 适用于用氢气怍载气.用空气作助燃气和尾畋气情况 3 3.4 气比的调节 氢焰气相色谱仪三气的流量比.有关资料均建议为:氮气:氢气:空气:l:l: 10 但由于转子流量计指示流量的不准确性. 事实上谁会去苛求这个配比呢?本人 认为 为各气旌以良好匹配.目的是既有高的检测器灵敏度又能有较好的分离效 果.还不致于容易熄火。本着上述原则 气比应按下法调节: (1)氮气流量的调节 在色谱柱条件确定后、 样品组分分离效果的好坏、 氮气的流量大小是决定因素 调 节氮气流量时.要进样观察组分分离情况.直至氮气流量尽可能大且样品组分有 较好分离为止 (2)氢气和空气流量的调节氢气和空气流量的调节效果.可以用基流的大小来检 验 先调节氢气流量 使之约等于氮气?的流量. 再调节空气流量 在调节空气流量 时.要观察基流的改变情况 只要基流在增加.仍应相向调节.直至基流不再增 加不止 最后.再将氢气流量上调少许。 3.5 进样技术 在气相色谱分析中,一般是采用注射器或六通阀门进样 在考虑进样技术的时 候.主要是以注射器进样为对象 3.5.1 进样量 进样量与气化温度、柱容量和仪器的线性响应范围等因素有关,也即进样量应控 制在能瞬间气化.达到规定分离要求和线性响应的允许范围之内 填充柱冲洗法 的瞬间进样量:液体样品或固体样品溶液一般为 0.01~ 10 微升.气体样品一 般为 0.1~ 10 毫升 在定量分析中.应注意进样量读数准确 (1)排除注射器里所有的空气 用微量注射器抽取液体样品时. 只要重复地把液体抽凡注射器又迅速把其排回样 品瓶.就可做到遗一点。 还有一种更好的方法.可以排除注射器里所有的空气 那就是用计划注射量的约 2 倍的样品置换注射器 3~5 次. 每扶取到样品后, 垂直拿起注射器. 针尖朝上 任 何依然留在注射器里的空气都应当跑到针管顶部 推进注射器塞子.空气就会被 排掉。 (2)保证进样量的准确 用经畿换过的注射器取约计划进样量 2 倍左右的样品.垂直拿起注射器.针尖朝 上.让针穿过一层纱布.这样可用纱布吸收从针尖排出的液体 推进注射器塞 子.直到读出所需要的数值用纱布擦干针尖 至此准确的液体体积已经测得.需 要再抽若干空气到注射器里.如果不慎推动柱塞.空气可以保护液体使之不被排 走 3.5.2 进样方法 双手章注射器 用一只手(通常是左手)把针插入垫片. 洼射大体积样品(即气体样 品)或输入压力极高时. 要防止从气相色谱仪来的压力把柱塞弹出(用右手的大拇 指)让针尖穿过垫片尽可能踩的进入进样口.压下柱塞停留 1~ 2 秒钟.然后尽 可能快而稳地抽出针尖(继续压住柱塞) 3.5.3 进样时间 进样时间长短对柱效率影响很大,若进样时间过长.遇使色谱区域加宽而降低柱 效率 因此.对于冲洗法色谱而言.进样时间越短越好.一般必须小于 1 秒钟。 4