计算公式
浓度型
Q0 = 1.065Y1 / 2 ⋅ D
质量型
Q0 = 1.065Y1 / 2 ⋅ Fc ⋅ D
线性范围
是指试样量与信号之间保持线性关系的范围， 用最大进样量和最小进样量的比值来表示，此 范围越大，越有利于准确定量。
响应时间
指进入检测器的组分输出达到63%所需的 指进入检测器的组分输出达到63%所需的 时间，该时间受到检测器死体积、电路滞 后等影响。 希望越小越好
当恒定的电流与载气通过热丝时， 电压输出为零。 当恒定的电流与载气通过热丝时 ， 电压输出为零 。 当载气携带试样组分进入测量池时， 当载气携带试样组分进入测量池时 ， 由于被测组 分与载气的热导系数不同， 分与载气的热导系数不同 ， 使参比池和测量池中 热丝的温度发生差异。 热丝的温度发生差异。 温度变化导致热丝的电阻有差异。 温度变化导致热丝的电阻有差异。 电阻的差异导致电桥有信号输出（电压） 电阻的差异导致电桥有信号输出（电压）。
S+S →S
* 2
* 2
S → S 2 + hυ
S原子在适当温度下生成激发态S*2，当其跃迁回 原子在适当温度下生成激发态S 基态时，发射出350-430nm的特征光谱。 基态时，发射出350-430nm的特征光谱。 含磷试样以HPO*形式发射526nm的特征光谱。 含磷试样以HPO*形式发射526nm的特征光谱。 这些光经滤光片照射在光电倍增管上，产生光 电流，经放大后信号由记录仪记录下来。
应用举例
ECD检测器 顶空分析法 水中丙烯酰胺的测定 GB 11936-89
火焰光度检测器
Flame Photometric Detector FPD
结构
原理
含硫试样在富氢火焰 含硫试样在富氢火焰下燃烧，发生下述反应： 富氢火焰下燃烧，
RS + O2 → SO2 + CO2
2SO2 + 8H → 2S + 4 H 2 O
第二章
气相色谱法
Gas Chromatography
一、气相色谱仪及检测器
1. 气相色谱仪流程
气相色谱仪
气体净化装置
进样器
柱温箱
气相色谱填充柱
2. 气相色谱检测器
检测器各论 检测器的性能指标
（1）检测器的定义
检测器是将色谱柱后流出组分的含量转化 为相应的电信号的一种装置。 理论上说，试样和流动相性质上的任何差 异，都可用以设计检测器。
气体纯度：要求高， 气体纯度：要求高，对基线影响很大 极化电压：±250V 极化电压：±250V左右 使用温度：大于80℃ 使用温度：大于80℃
FID的响应特性 FID的响应特性
选择性检测器：对大多数有机物有响应， 选择性检测器：对大多数有机物有响应 ， 对无机 物无响应， 对含硫 、 卤素 、 物无响应 ， 对含硫、 卤素、 氧 、 氮 、 磷的有机物 响应很小。 响应很小。 质量型检测器 灵敏度高， 一般比热导检测器高几个数量级 ， 灵敏度高 ， 一般比热导检测器高几个数量级， 能 检测ppb级物质，适合于痕量分析。 检测ppb级物质，适合于痕量分析。 线性范围宽， 线性范围宽，在107以上。 以上。 结构简单、价格低廉。
输出信号计算公式
1 α ER 0 I 2 E 0 = G 4 J 1 1 λ − λ x 2 2 1
几何因子
电学因子
热导因子
影响热导检测器性能的因素
几何因子
热丝长度
2πL G= ln(rc / rf )
池腔半径 热丝半径
G越小，E越大，响应越大 越小，E 检测器结构设计对性能有很大的影响，还需考虑死 体积的影响。
记录仪
60C1C 2 A Sm = m
积分仪或工作站
A Sm = m
检测限（敏感度） 检测限（敏感度）
检测限D 检测限D是指检测器恰能产生和噪声相鉴别的信号时， 在单位体积或时间内需向检测器 在单位体积或时间内需向检测器进入的物质质量 检测器进入的物质质量 （单位为g），通常认为恰能和噪声相鉴别的信号至 （单位为g），通常认为恰能和噪声相鉴别的信号至 少应等于噪声的两倍。 少应等于噪声的两倍。即
（1） 气固色谱固定相
类 名称 活性炭 吸 附 剂 硅胶 氧化铝 分子筛 合 成
高分子多 孔小球
分离对象 永久性气体和低沸点烃类 永久性气体和低级烃 烃类及有机异构体， 烃类及有机异构体，在低温下可分氢 有机异构体 同位素 特别适合永久气体和惰性气体分离 特别适合永久气体和惰性气体分离 永久气体和惰性气体
热导系数
100℃ 100℃ 3.14 22.4 17.41 3.18 3.14 4.56 1.84 2.30 2.22
热导因子
载气与试样的热导系数相差越大，灵敏度越高。
一般物质的热导系数都比较小，故选用热导系数 大的氢气（氦气）做载气，此时灵敏度高。 选用氮气做载气，灵敏度低，有时还会出现倒峰 和W峰。
讨论题： 讨论题：气相色谱检测器的选择
工业级乙醇中含水量的测定 石油中的硫化物分析 香精成分的定性与定量 氟里昂的组成 天然气中的烃类分析 水中硝基苯类污染物的分析 农产品中的有机磷农药的分析 茶叶中有机氯农药的残留 城市空气中的有机污染物 汽车尾气中的氮氧化合物的测定
二、气相色谱固定相
Gas Chromatography Stationary Phase 根据固定相形态的不同，将气相色谱分为 气固色谱和气液色谱两类。 气固色谱和气液色谱两类。
原理
蒸气分子受激发后被离子化， 蒸气分子受激发后被离子化 ， 在电场作用下定向运 动形成离子流，然后进行放大和记录。 动形成离子流，然后进行放大和记录。 氢焰检测器的离子化作用机理：
Cn Hm →⋅CH
（发生在内层火焰中） 发生在内层火焰中）
发生在中层火焰中） ⋅ CH + O* → 2CHO+ + e− （发生在中层火焰中）
电学因子
热丝温度系数α 热丝温度系数α越大，信号越大。 桥电流越大，信号越大，E 桥电流越大，信号越大，E与I3成正比关系。 桥流的选择要根据载气的性质与热丝的材 料 热丝阻值越大（0 热丝阻值越大（0℃），检测器越灵敏。
气体的热导系数
气体种类
空气 氢气 氦气 氧气 氮气 甲烷 苯 甲醇 二氧化碳 0℃ 2.17 17.41 14.57 2.47 2.43 3.01 0.92 1.42 1.47
TCD的响应特性 TCD的响应特性
通用型检测器 灵敏度较低，适合于大于几十ppm组分测定 灵敏度较低，适合于大于几十ppm组分测定 对卤化物、 对卤化物、重金属酯响应较小 浓度型检测器 非破坏型检测器
应用举例
氢火焰离子化检测器
Flame Ionization Detector FID
结构
FID
2N D= S
D越小，说明仪器越敏感；而灵敏度大，但噪声也较 大，即检测限大，并不能说明该检测器性能好。因 此检测限是检测器的最主要 此检测限是检测器的最主要性能指标。 最主要性能指标。
噪声
最小检测量
最小检测量Q 最小检测量Q0是指检测器恰能产生和噪声相 色谱柱的最小物质 鉴别的信号时，所需进入色谱柱 鉴别的信号时，所需进入色谱柱的最小物质 量（或最小浓度） 最小检测量Q 最小检测量Q0与检测限成正比，但不同的是， Q0不仅与检测器的性能有关，还与柱效和操 作条件有关，所得色谱峰越窄，最小检测量 越小。
+ 2
−
由于被测组分俘获电子，使基流降低，产生负 信号，形成倒峰。组分浓度越高，倒峰越大。
ECD的工作参数 ECD的工作参数
放射源：63Ni 或 3H 电子收集 载气的影响 温度的影响
ECD的响应特性 ECD的响应特性
ECD是高选择性检测器， ECD是高选择性检测器，对含电负性原子或基团 的化合物有高的响应 。 如卤素化合物 、 含氧 、 的化合物 有高的响应。 如卤素化合物、 含氧、 磷 、 硫的有机化合物和甾族化合物、 硫的有机化合物和甾族化合物 、 金属有机化合物 及螯合物等。 及螯合物等。 灵敏度高，可检测ppt级电负性物质。 灵敏度高，可检测ppt级电负性物质。适合于痕量 分析。 分析。 线性范围较窄，一般为10 线性范围较窄，一般为103。
破坏型和非破坏型检测器 通用型和选择性检测器
灵敏度
∆R S= ∆Q
不同类型的检测器灵敏度的单位和计算方式都 不同 浓度型检测器 (mV·mL·mg-1) mV·mL·
记录仪
记录仪的 灵敏度 记录仪纸 速的倒数
积分仪或工作站
C1C 2 Fc A Sc = m
进样量
Fc A Sc = m
质量型检测器 (mV·s·g-1) mV·
检测器操作条件的选择
载气：用氦气较好，氮气的灵敏度较低。 载气：用氦气较好，氮气的灵敏度较低。 对纯度要求与氢焰检测器相当， 对纯度要求与氢焰检测器相当，要求富 氢火焰， 氢火焰， 温度：要求高于柱温，通常高50℃ 温度：要求高于柱温，通常高50℃。
响应特性
选择性好，对含磷或含硫的化合物有很高 的灵敏度，对烃类及其它化合物的响应值 很小。
分离气体和液体中的水，CO，CO2，CH4， 分离气体和液体中的水， ， 低级醇，以及H2S，SO2，NH3，NO2等 低级醇，以及 ，
（2） 气液色谱固定相
由担体与固定液构成 由担体与固定液构成
（2）检测器各论
热导检测器 氢火焰离子化检测器 电子俘获检测器 火焰光度检测器 氮磷检测器
热导检测器
Thermal Conductivity Detector TCD
TCD
热丝
结构
参比池
测量池 (B)四臂热导池
(A)双臂热导池
热导池结构示意图
原理
热导检测器是基于不同的物质具有不同的热 导系数来设计的。 导系数来设计的。