仪器分析(第 2 章气相色谱分析)

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1、仪器分析教程Instrumental Analytical 仪器仪器 气相色谱分析气相色谱分析Gas Chromatography,GC第第 2 2 章章（第三讲）（第三讲）仪器分析教程 一、气相色谱检测器的类型一、气相色谱检测器的类型 作用：将经色谱柱分离后的各组分按其特性及含量转作用：将经色谱柱分离后的各组分按其特性及含量转换为相应的电信号换为相应的电信号. . 分类：分类：1 1）浓度型检测器浓度型检测器：检测器的响应值和组分的瞬间浓度：检测器的响应值和组分的瞬间浓度成正比。如热导池检测器（成正比。如热导池检测器（TCDTCD）和电子捕获检测器）和电子捕获检测器（ECDECD）2 2）质

2、量型检测器质量型检测器：检测器的响应值和单位时间进入检：检测器的响应值和单位时间进入检测器的组分质量成正比。如氢火焰离子化检测器（测器的组分质量成正比。如氢火焰离子化检测器（FIDFID）和火焰光度检测器（）和火焰光度检测器（FPDFPD）2-5 气相色谱检测器气相色谱检测器仪器分析教程特点：结构简单，灵敏度适宜，稳定性好特点：结构简单，灵敏度适宜，稳定性好,对所对所有物质都响应有物质都响应,广谱型检测器广谱型检测器.热导池的结构热导池的结构 池体池体+热敏元件（电阻丝）热敏元件（电阻丝）（a)双臂热导池（b)四臂热导池二、热导池检测器（二、热导池检测器（TCD），广谱，浓度型），广谱，浓度型

3、仪器分析教程基本原理基本原理35/3：基于不同物质具有不同热导系数：基于不同物质具有不同热导系数.仪器分析教程气相色谱的测量电桥气相色谱的测量电桥:惠斯登电桥原理惠斯登电桥原理 R1和和R2分别是为参比池和分别是为参比池和测量池的钨丝电阻，分别测量池的钨丝电阻，分别连于电桥中作为两臂。且连于电桥中作为两臂。且R1R2。 没试样时，电桥平衡时：没试样时，电桥平衡时： (R1+ R1).R4=(R2+ R2).R3 ，(只有基线只有基线) 加入样品时电桥不平衡时加入样品时电桥不平衡时: (R1+ R1).R4 (R2+ R2).R3(产生信号与浓度定产生信号与浓度定量关系的色谱峰）。量关系的色谱峰

4、）。仪器分析教程a.桥路工作电流桥路工作电流100200mA(N2:100150mA,H2:150200mA).（增加电流使灵敏度迅速增加）增加电流使灵敏度迅速增加） b.热导池体温度热导池体温度，一般池体温度不应低于柱温，一般池体温度不应低于柱温. c.载气载气，载气与试样热导系数愈大，灵敏度愈高，载气与试样热导系数愈大，灵敏度愈高. 一般用氢气作载气一般用氢气作载气. d.热敏元件阻值，选阻值高，电阻温度系数大的热敏元件阻值，选阻值高，电阻温度系数大的. e.一般热导池的死体积较大，且灵敏度较低，应一般热导池的死体积较大，且灵敏度较低，应选用微型池体（选用微型池体（2.5LL）的热导池）的

5、热导池.影响热导池检测器灵敏度的因素影响热导池检测器灵敏度的因素：仪器分析教程1.特点特点38/1：对：对含碳有机化合物含碳有机化合物有很高的灵敏度，有很高的灵敏度，适宜于痕量有机物适宜于痕量有机物 分析分析. 2.结构；结构；fig2-11主要部件是一个离子室，主要部件是一个离子室，它一般用不锈钢制成，它一般用不锈钢制成，包括气体入口，火焰包括气体入口，火焰喷嘴，一对电极和喷嘴，一对电极和外罩外罩. 正极与负极之间正极与负极之间加有加有150-300V的电压。的电压。动画三、氢火焰离子化检测器（三、氢火焰离子化检测器（FID），广谱，质量型），广谱，质量型仪器分析教程3.作用机理作用机理 C

6、nHm CH（自由基）（自由基） ； CH O* 2CHO+e ； CHO+H2OH3O+CO CHO+、H3O+往负极；往负极； e往正极；往正极； 4.操作条件的选择操作条件的选择 a.气体流量气体流量 载气：一般用氮气；载气：一般用氮气； 燃气：氢气。氢燃气：氢气。氢/载比载比=1:11:1.5； 助燃气：空气。氢气助燃气：空气。氢气/空气空气=1:10. b.使用温度：不是主要影响因素使用温度：不是主要影响因素.产生微电流，放大后形产生微电流，放大后形成色谱峰。成色谱峰。仪器分析教程1.特点特点40/1：对：对具有电负性的物质具有电负性的物质（X、S、P、N、 O）有响应，电负性越强，

7、灵敏度越高）有响应，电负性越强，灵敏度越高. 2.结构，结构，fig2-14 在检测器池体内有一在检测器池体内有一圆筒状圆筒状放射源（放射源（63Ni或或3H）作为负极，一个）作为负极，一个不锈钢棒作为正极不锈钢棒作为正极.在此两极间施加一直在此两极间施加一直流或脉冲电压流或脉冲电压.四、电子捕获检测器（四、电子捕获检测器（ECD），浓度型），浓度型仪器分析教程3.作用机理：作用机理： 放射源为，不锈钢棒为放射源为，不锈钢棒为 N2（高纯载气）进入；（高纯载气）进入； N2 N2 e 向反极迁移成基流；向反极迁移成基流； 具有电负性组分具有电负性组分AB进入；进入； AB e AB E AB

8、N2 N2 AB 由于被测组分捕获电子，其结果使基流降低，由于被测组分捕获电子，其结果使基流降低， 产生负信号成产生负信号成倒峰倒峰，组分浓度越高，倒峰越大。，组分浓度越高，倒峰越大。4、影响因素：载气纯度、流速和温度。、影响因素：载气纯度、流速和温度。仪器分析教程1.特点特点41/：对：对含磷、含硫含磷、含硫的化合物有高选择性和高的化合物有高选择性和高灵敏度的一种检测器灵敏度的一种检测器. 2.结构：火焰喷嘴、滤光片、光电倍增管三部分组结构：火焰喷嘴、滤光片、光电倍增管三部分组成。成。 3.作用机理作用机理 RS空气空气O2 SO2 CO2 2SO2 8H 2S 4H2O S S S2* S

9、2* S2 hv =350-430nm P ： 含 磷 试 样 以： 含 磷 试 样 以 H P O 碎 片 的 形 式 发 射 出碎 片 的 形 式 发 射 出=480600nm的特征光的特征光.火焰光度检测器可同时测定硫、磷和含碳有机物，火焰光度检测器可同时测定硫、磷和含碳有机物，即火焰检测器、氢焰检测器联用即火焰检测器、氢焰检测器联用五、火焰光度检测器（五、火焰光度检测器（FPD）仪器分析教程仪器分析教程 仪器分析教程六、检测器的性能指标六、检测器的性能指标 检测器的衡量指标及要求：检测器的衡量指标及要求：1）灵敏度：高（灵敏度）灵敏度：高（灵敏度S、检出限、检出限D、最小、最小检出量检

10、出量Q0）;2）响应速度：快）响应速度：快(响应时间）；响应时间）；3）线性范围：宽（线性范围）；）线性范围：宽（线性范围）；4）稳定性：好。）稳定性：好。仪器分析教程QRRQ0检测检测器的器的R-QR-Q关关系曲系曲线线检测器灵敏度亦称响检测器灵敏度亦称响应值或应答值。应值或应答值。灵敏度是响应值对进灵敏度是响应值对进样量的变化率：样量的变化率： S=R/QS=R/Q该值越大越好。该值越大越好。1、灵敏度、灵敏度仪器分析教程灵敏度的测定灵敏度的测定 将一定量的标准物质注入色谱仪中，利用将一定量的标准物质注入色谱仪中，利用所测定标准物质的色谱峰面积和色谱仪操所测定标准物质的色谱峰面积和色谱仪操

11、作参数进行计算。作参数进行计算。仪器分析教程).:min).:min),/:065. 1.:0 ,2/10 ,（mg（mV（mLqhYAmgmLmVunitqmAmASVVC进样量峰面积色谱出口流量浓浓度型度型(TCD(TCD、ECD)ECD)检测检测器器灵灵敏度的敏度的计计算公式算公式进样进样量量与与峰面峰面积积成正比，成正比，这这是色是色谱谱定量的基定量的基础础；当进当进校量一定校量一定时时，峰面，峰面积与积与流量成反比，流量成反比，此此类检测类检测器定量器定量时时要保持要保持载气载气流速恒定。流速恒定。仪器分析教程):);.(:.:（gmsmVAgsmVunitmASm进样量峰面积质质量