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气相色谱分析仪器课件讲解学习

六 通 阀
三、柱分离系统 柱分离系统是色谱分析的心脏部分。分离柱包括填充柱和开管柱(或称毛细
管柱)。柱材料包括金属、玻璃、融熔石英、Teflon等
填充柱:多为U形或螺旋形,内径2~4 mm,长1~3m,内填固定相; 开管柱:分为涂壁、多孔层和涂载体开管柱。内径0.1~0.5mm,长达几十至
100m。通常弯成直径10~30cm的螺旋状。开管柱因渗透性好、传质 快,因而分离效率高(n可达106)、分析速度快、样品用量小。过去是 填充柱占主要,但现在,这种情况正在迅速发生变化,除了一些特定 的分析之外,填充柱将会被更高效、更快速的开管柱所取代! 柱温:是影响分离的最重要的因素。其变化应小±0.xoC。选择柱温主要是考虑 样品待测物沸点和对分离的要求。柱温通常要等于或略高于样品的平均 沸点(分析时间20-30min);对宽沸程的样品,应使用程序升温方法。
16.5 定量分析 校正因子、归一化法、外标法、内标法
16.6 毛细管色谱简介 毛细管分类及特点
气相色谱过程:待测物样品被蒸发为气体并注入到色谱分离柱柱顶,以惰性气 体(指不与待测物反应的气体,只起运载蒸汽样品的作用,也称载气)将待测 物样品蒸汽带入柱内分离。其分离原理是基于待测物在气相和固定相之间的吸 附-脱附(气固色谱)和分配(气液色谱)来实现的。因此可将气相色谱分为 气固色谱和气液色谱。 气固色谱:利用不同物质在固体吸附剂上的物理吸附-解吸能力不同实现物质 的分离。由于活性(或极性)分子在这些吸附剂上的半永久性滞留(吸附-脱附 过程为非线性的),导致色谱峰严重拖尾,因此气固色谱应用有限。只适于较 低分子量和低沸点气体组分的分离分析。 气液色谱:通常直接称之为气相色谱。它是利用待测物在气体流动相和固定在 惰 性 固 体 表 面 的 液 体 固 定 相 之 间 的 分 配 原 理 实 现 分 离 。 1941 年 , Martin 和 Synge(对液-液分配色谱也做了巨大贡献)提出气液分配色谱的概念。11年后, 即1952年,Jones和Martin通过实验展示了该方法;3年后,即1955年,首台气 相色谱仪问世。1985年,估计有10万台仪器投入使用!如今呢?说不清了。
原理:由于不同气态物质所具有的
热传导系数不同,当它们到达处于
恒温下的热敏元件(如Pt, Au, W, 半
导体)时,其电阻将发生变化,将
引起电阻变化通过某种方式转化为
R4
四臂
可以记录的电压信号,从而实现其
R
检测功能。
3
构成:由池体和热敏元件构成。通
A
B
常将参比臂和样品臂组成
质。 压力表:多为两级压力指示:第一级,钢瓶压力(总是高于常压。对填
充柱:10-50 psi;对开口毛细柱:1-25 psi);第二级,柱头压 力指示; 流量计:在柱头前使用转子流量计(Rotometer),但不太准确。通常在 柱后,以皂膜流量计(Soap-bubble meter)测流速。许多现代仪 器装置有电子流量计,并以计算机控制其流速保持不变。
一、气路系统(Carrier gas supply) 气路系统:获得纯净、流速稳定的载气。包括压力计、流量计及气体
净化装置。 载气:要求化学惰性,不与有关物质反应。载气的选择除了要求考虑
对柱效的影响外,还要与分析对象和所用的检测器相配。 净化器:多为分子筛和活性碳管的串联,可除去水、氧气以及其它杂
二、进样系统(Sample injection system)
常以微量注射器(穿过隔膜垫)或六通阀将液体 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),通常六通阀进样的重现性好 于注射器。 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20L,对毛细 mL-1 管柱分离,体积约为~10-3 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(拖尾)。
第16章 气相色谱分析仪器
16.1 气相色谱仪器 气路系统、进样系统、柱分离系统、温控系统、各类检测器
16.2 气相色谱固定相 气固色谱固定相(吸附剂)、气液色谱固定相(载体+固定液)
16.3 气相色谱分离分析条件 柱长、载气及其流速、填充颗粒、柱温、进样量及进样方式
16.4 定性分析 保留时间、经验规律、保留指数、双柱定性、仪器联用定性
五、检测器
气相色谱检测器种类繁多,本节将介绍最为常用的几种检测器: 1. 热导检测器(Thermal conductivity detector, TCD); 2. 氢火焰离子化检测器(Flame ionized detector, FID); 3. 电子捕获检测器(Electron capture detector, ECD); 4. 火焰光度检测器(Flame photometric detector, FPD); 5. 氮磷检测器(NPD)也称热离子检测器(Thermionic detector, TID); 6. 原子发射检测器(Atomic emission Detector, AED) 7. 硫荧光检测器(Sulfur chemiluminescence Detector, SCD)
根据检测器的响应原理,可将其分为浓度型和质量型检测器。 浓度型:检测的是载气中组分浓度的瞬间变化,即响应值与浓度成正比。 质量型:检测的是载气中组分进入检测器中速度变化,即响应值与单位时间
进入检测器的量成正比。
1. 热导检测器(TCD)
单臂
TCD是一种应用较早的通用型检
测器,又称导热析气计
(Katharometer)。现仍在广泛应用。
恒温:45oC
温度低,分离效果较好,但分析时间长




恒温:145oC

温度高,分析时间短,但分离效果差





程序升温:30~180oC


程序升温,分离效果好,且分析时间短响 Nhomakorabea比

四、温控系统 温度控制是否准确、升、降温速度是否快速是市售色谱仪器的最
重要指标之一。 控温系统包括对三个部分的控温,即,气化室、柱箱和检测器。 控温方式:恒温和程序升温。 温度选择:在介绍仪器组成时给出,此处略。
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