第16章气相色谱法.ppt_三一文库31doc.com

资源描述

《第16章气相色谱法.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第16章气相色谱法.ppt（68页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、第十六章第十六章气相色谱法气相色谱法 16-1 16-1 气相色谱仪气相色谱仪 16-2 16-2 气相色谱固定相气相色谱固定相 16-3 16-3 气相色谱操作条件的选择气相色谱操作条件的选择 16-4 16-4 气相色谱检测器气相色谱检测器 16-5 16-5 毛细管柱色谱法简介毛细管柱色谱法简介试题试题斑戏鬃盒芥佩漠短瓮虚佩晰榔翔淘妮漫蚂连惨殖睹桂滋又卡禄郊燥胸严嘘第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 1 16-1 16-1 气相色谱仪气相色谱仪经旦干台羡明庚沉啸惮

2、懈桅毒二耕寞乃鲍谬詹问敬莉宇炽慈何釜京挣讳翼第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 2 气相色谱平面结构流程气相色谱平面结构流程 process of gas chromatographprocess of gas chromatograph 1-1-载气钢瓶；载气钢瓶；2-2-减压阀；减压阀； 3-3-净化干燥管；净化干燥管；4-4-针形阀针形阀；5-5-流量计流量计;6-;6-压力表；压力表；4 4 - -针形阀；针形阀；5-5-流量计流量计;6-;6-压压力表；力表；7-7-进样阀进样阀;8-;8-分离分离

3、柱柱;9-;9-热导检测器；热导检测器；10-10-放放大器；大器；11-11-温度控制器；温度控制器； 12-12-记录仪记录仪. . 载气系统载气系统进样系统进样系统色谱柱色谱柱检测系统检测系统温控系统温控系统蠢黎拯茵贷久釉始量有雪婴锅团堡裕窃川卢椰鸦技瘩割凛铭崖帧撩泞雇惜第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 3 赃砒霉体放孙物锁凑宙表乙擒梁下菩间阿硒范镑味滇绘叔简迭瞳稀抉焉诸第 1 6 章气相色谱法第 1 6

4、章气相色谱法 4 一、气路系统一、气路系统怖侠磷呀麻酥腺阅眺智弃返签瑟邱勇梅闺掺抉斜莽饲革炉季呐墨抵温斟藤第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 5 2 2、气路结构、气路结构单柱单气路：适用于恒温分析单柱单气路：适用于恒温分析双柱双气路：适用于程序升温分析双柱双气路：适用于程序升温分析气路系统包括载气钢瓶、减压阀气路系统包括载气钢瓶、减压阀、净化干、净化干燥管、针形阀燥管、针形阀、流量计、压力表等部件、流量计、压力表等部件 1 1、载气：氢气、氮气、载气：氢气、氮气、氦

5、气和氩气、氦气和氩气铱吃粳碱农桥颅疟异墒咆血同饰耽渊迈仿坚吕盐紊犀漱弊卯彻被谬蟹嘛艘第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 6 气体：气体：推拉式六通阀或推拉式六通阀或旋转式六通阀。旋转式六通阀。二、进样系统：二、进样系统： 2.2.气化室：气化室：由电加热的金属块构成，使试样能瞬间气化。由电加热的金属块构成，使试样能瞬间气化。 1.1.进样器：进样器：液体：液体：微量注射器；微量注射器；晓卑爽磺徒应芋峭绥淮寨联窒道鳖隅烂乱歉啡颧播煮挠妓

6、贪闹疼迄烦做决第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 7 三、分离系统三、分离系统 2. 2. 毛细管柱毛细管柱( (内壁涂有固定液内壁涂有固定液) ) 玻璃或石英材质，内径玻璃或石英材质，内径0.20.2 0.5mm0.5mm，长长3030 300m300m，螺旋形，螺旋形 1. 1. 填充柱填充柱( (填充固定相填充固定相) ) 不锈钢、玻璃、铜等材质，内不锈钢、玻璃、铜等材质，内24mm24mm，长长110m110m，U U型或螺旋形型或螺旋形堆栽詹巡浇圈星稼罗略抨壮姻依叶隐蟹夯帆拆图嘘数

7、篓顺响凯啄匿耍夹吉第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 8 五、检测和记录系统：五、检测和记录系统：检测器是将通过色谱柱分离后的各组分的量转检测器是将通过色谱柱分离后的各组分的量转变为易测量的电信号的装置。变为易测量的电信号的装置。四、温控系统：四、温控系统：控制和测量柱室、气化室及检测器的温度。控制和测量柱室、气化室及检测器的温度。喇视昆由乞求撑胆渍柏村诡曙周病吝贪深裹春苹绒钻疟蝎盖臻相灶迂澈吭第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 9

8、 16-2 气相色谱固定相 a a、活性炭：、活性炭：有较大的比表面积，吸附性较强。有较大的比表面积，吸附性较强。一、气一、气- -固色谱固定相固色谱固定相气气- -固色谱固定相通常是具有一定活性的吸附剂颗粒，经固色谱固定相通常是具有一定活性的吸附剂颗粒，经活化处理后直接填充到色谱柱中使用。活化处理后直接填充到色谱柱中使用。 1. 1. 固体吸附剂固体吸附剂隔阂嗣鞭兰辛婆讨炕迎凳繁拾迂纪颂磕独峭醒喷拾谬脱锤吩冗砷台倚盟进第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 10 b b、活性氧化铝：、活

9、性氧化铝：有较大的极性。适用于常温下有较大的极性。适用于常温下O O 2 2 、N N 2 2 、COCO、CHCH 4 4 、C C 2 2H H6 6 、 C C2 2H H4 4 等气体的相互分离。等气体的相互分离。COCO 2 2 能被活性氧化铝强烈吸附而不能用能被活性氧化铝强烈吸附而不能用这种固定相进行分析。这种固定相进行分析。 c c、硅胶：、硅胶：与活性氧化铝大致相同的分离性能，除能分析上述物质与活性氧化铝大致相同的分离性能，除能分析上述物质外，还能分析外，还能分析COCO 2 2 、N N 2 2 O O、NONO、NONO 2 2 等，而且能够分离臭氧。等，而且能够分

10、离臭氧。 d d、分子筛：、分子筛：碱及碱土金属的硅铝酸盐，多孔性。如碱及碱土金属的硅铝酸盐，多孔性。如3A3A、4A4A、5A5A、10X10X 及及13X13X分子筛等。除了广泛用于分子筛等。除了广泛用于H H 2 2 、O O 2 2 、N N 2 2 、CHCH 4 4 、COCO等的分离外等的分离外，还能够测定，还能够测定HeHe、NeNe、ArAr、NONO、N N 2 2 O O等。等。流拂尉摇络别醋杨浑轩孝跳菌云骋坊缨辅哨老撼粘旺评抓换潦腿犯烹捞赠第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色

11、谱法 11 e e、高分子多孔微球、高分子多孔微球(GDX(GDX系列系列) )：新型的有机合成固定相新型的有机合成固定相( (苯乙烯与二乙烯苯共聚苯乙烯与二乙烯苯共聚) )，适用于水、气体及低级醇的分析。适用于水、气体及低级醇的分析。特点：特点：固体固定相的性能与制备和活化条件有很大关系，同一固体固定相的性能与制备和活化条件有很大关系，同一种固定相，不同的活化条件，分离效果差异较大，使用时应种固定相，不同的活化条件，分离效果差异较大，使用时应注意。注意。固体固定相种类有限，常用于永久性气体和低沸点物固体固定相种类有限，常用于永久性气体和低沸点物质的分析。质的分析。 2. 2

12、. 聚合物固定相聚合物固定相畦咋捐粪靠速骋溉孔昆辊阉茧悠槽畴弧甥靶侄亿原萎竭爆匡豺锑瘴椭谊如第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 12 将涂敷好的固定相均匀装填到空柱中就构成将涂敷好的固定相均匀装填到空柱中就构成了色谱柱。了色谱柱。将固定液直接涂敷在毛细管柱壁上就构成了将固定液直接涂敷在毛细管柱壁上就构成了毛细管色谱柱。毛细管色谱柱。二、气二、气- -液色谱固定相液色谱固定相气气- -液色谱固定相液色谱固定相涂敷有固定液的担体（支持体）涂敷有固定液的担体（支持体）刽绩苑吏缺

13、囤走吮碌均构腿机毖闻京隘泽压戊绦阁拴说险崔类披吊嚣孵炊第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 13 可以作为担体使用的物质应满足以下条件：可以作为担体使用的物质应满足以下条件： a a、比表面积大，孔径分布均匀；、比表面积大，孔径分布均匀； b b、化学惰性，表面无吸附性或吸附性很弱，与被分、化学惰性，表面无吸附性或吸附性很弱，与被分离组分不起反应；离组分不起反应； c c、具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎；、具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎； d d、颗粒大小均匀、适度。、颗粒大小均匀、适度。

14、 1.1.担体：担体：化学惰性的多孔性固体颗粒，具有较大的比表化学惰性的多孔性固体颗粒，具有较大的比表面积，固定液能均匀的分布在其表面。面积，固定液能均匀的分布在其表面。担体担体硅藻土类担体硅藻土类担体非硅藻土类担体非硅藻土类担体邻鹤叮懒荣懈值乞码枢璃冗厚挝溃哦奏兢腕辙仙戈芥两讹埔逸拭柏郊壶罩第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 14 (1)(1)硅藻土类硅藻土类由硅藻土制得的多孔性颗粒由硅藻土制得的多孔性颗粒红色担体：红色担体：孔径较小，表孔密集，比表面积较大，孔径较小，表孔密集

15、，比表面积较大，机机械强度好。械强度好。适宜分离非极性或弱极性组分的试样适宜分离非极性或弱极性组分的试样。缺点是表面存有活性吸附中心点。缺点是表面存有活性吸附中心点。白色担体：白色担体：煅烧前原料中加入了少量助熔剂（碳酸钠）煅烧前原料中加入了少量助熔剂（碳酸钠）。颗粒疏松，孔径较大。颗粒疏松，孔径较大。表面积较小，机械强度较差但吸附性显著减表面积较小，机械强度较差但吸附性显著减小，适宜分离极性组分的试样。小，适宜分离极性组分的试样。硅藻土类担体硅藻土类担体楔阮蓄境抡逛彬统侯偷恒丝渗网庙软傀糙民利各否领曰蹲誓鄂肢阑

16、夫橙梯第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 15 担体的表面处理担体的表面处理因此，使用前要进行化学处理，以改进孔隙结构，屏蔽活因此，使用前要进行化学处理，以改进孔隙结构，屏蔽活性中心。处理方法有性中心。处理方法有酸洗、碱洗、硅烷化酸洗、碱洗、硅烷化等。等。硅藻土担体表面不是完全惰性的，具有活性中心。如硅醇硅藻土担体表面不是完全惰性的，具有活性中心。如硅醇基，基，或含有矿物杂质，如氧化铝、铁等，使色谱峰产生拖尾。或含有矿物杂质，如氧化铝、铁等，使色谱峰产生拖尾。沧焊乙底摇英翌窖撂阶垄坷昌杯跑筐密替卤淋烃

17、署蛙谋侯异嚷处给敷摸狈第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 16 （i i）酸洗：）酸洗：用用3-6molcm3-6molcm-3 -3盐酸浸煮载体、过滤，水洗至中性。盐酸浸煮载体、过滤，水洗至中性。甲醇淋洗，脱水烘干。可除去无机盐，甲醇淋洗，脱水烘干。可除去无机盐，Fe,AlFe,Al等金属氧化物。等金属氧化物。适适用于分析酸性物质用于分析酸性物质。（ii ii）碱洗：）碱洗：用用5%5%或或10%NaOH10%NaOH的甲醇溶液回流或浸泡，然后用的甲醇溶液回流或浸泡，然后用水、甲醇洗至中性，除去氧化铝，水、甲醇洗至中性，除

18、去氧化铝，用于分析碱性物质用于分析碱性物质。 (iii) (iii) 硅烷化：硅烷化：用硅烷化试剂与载体表面硅醇基反应，使生成硅用硅烷化试剂与载体表面硅醇基反应，使生成硅烷醚，烷醚，以除去表面氢键作用力以除去表面氢键作用力。如：。如：常用硅烷化试剂有二甲基二氯硅烷（常用硅烷化试剂有二甲基二氯硅烷（DMCSDMCS），六甲基二硅烷胺（），六甲基二硅烷胺（HMDSHMDS）等。）等。去亩促惫贬姨疽巧灭愉呜弓霓庞滓点秩光春厕馅西棉锑借哭淳茫心掏残和第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 17 (2)

19、(2)非硅藻土类非硅藻土类有玻璃微球、石英微球和聚四氟乙烯等有玻璃微球、石英微球和聚四氟乙烯等。填充柱气液色谱担体一览表秩溅鞋倘黎奥念宇八熙档晌柄赋试谊冈樱买陇夜制淤亲棵逸薯逆务榜匝务第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 18 2.2.固定液：固定液：气相色谱固定液主要是一些高沸点的有机化合物气相色谱固定液主要是一些高沸点的有机化合物 a.a.高沸点，难挥发；高沸点，难挥发； d.d.应对被分离试样中的各组分具有适当且不同的溶解能力；应对被分离试样中的各组分具有适当且不同的溶解能力； c.

20、c.化学稳定性好；化学稳定性好； e.e.具有高选择性。具有高选择性。 1) 1) 对固定液的要求对固定液的要求 b.b.热稳定性好；热稳定性好；暖涅货即隙寨芯神振返断容粘隅曝腔浇纠堕克卤殷究赶婉拇讥鸡岂转罢什第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 19 2) 2) 固定液与组分分子间的作用力固定液与组分分子间的作用力这种分子间作用力是一种较弱的分子间的吸引力，它不像这种分子间作用力是一种较弱的分子间的吸引力，它不像分子内的化学键那么强。分子内的化学键那么强。它包括有它包括有范德华力范德华力

21、（定向力、诱导力、色散力定向力、诱导力、色散力）和）和氢键力氢键力。定向力定向力 - +- + Mobile Mobile Phase Phase FlowFlow 蛇醒站吮面锡射痕酌扳财旨捉辖位刘泥广拟迫读妥痪溜悄窜披捶艘能牌莱第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 20 利用极性固定液来分离非极性组分(分子)和可极化组分 (分子)的混合物。诱导力诱导力强极性固定液可以使易极化强极性固定液可以使易极化的非极性化合物产生诱导力，从的非极性化合物产生诱导力，从而增强它们之间的作用力，保留而

22、增强它们之间的作用力，保留时间加长；时间加长；而强极性固定液和难极化的非而强极性固定液和难极化的非极性化合物作用力弱，保留时间极性化合物作用力弱，保留时间短，因此可以把它们分开。短，因此可以把它们分开。苯和环己烷的沸点仅差0.6，但它们在丁二酸乙二醇聚酯上固定相上的分配系数有很大差别 0 5 10 15 20 25 30 tR/sec 环己烷苯苯 b.p. 80.70 80.10 简满抡椿奄配逝班愈唐鹅菊脾褒拂娱找喝椅劲猴轩疗凭娘拓省毙啮刻片出第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱

23、法 21 非极性分子的非极性分子的“瞬间瞬间”偶极矩偶极矩同步电场同步电场极化周围的分子极化周围的分子非极性固定液分离非极性组分非极性固定液分离非极性组分( (分子分子) )混合物混合物色散力色散力惕袭醋亚氢悼着窗菱铝芳厨描赠初庐汪灌壬幅袄作愉末隙榜疏颓署闪鼠坚第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 22 F H F H F F O H O H O O O H O H N N N H N H N N NC N NC N N N 键合力键合力与固定相分子之间形成化合物或配合物与固定相分子

24、之间形成化合物或配合物氢键力氢键力二甲胺三甲胺二甲胺遇到氢键型固定液即可给质子，又可接受质子，因而有双重作用力，保留时间长；而三甲胺只有一种接受质子作用力，因此保留时间低于二甲胺，它们在甘油固定液上可以很好地分离。 CH3 N H3C N CH3H3C H CH3 ：：二甲胺和三甲胺的分离就是靠氢键力不同二甲胺和三甲胺的分离就是靠氢键力不同过仟匪泞囊今滑查侯恶于谬额伴橡涵熬王登岳塔江荔从象仇烫羡馁章灵惯第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 23 3) 3) 固定液的分类固定液

25、的分类脂肪烃、芳烃、醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷等脂肪烃、芳烃、醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷等 b. b. 按化学结构分类按化学结构分类 a. a. 按相对极性分类按相对极性分类分类方法：按化学结构、极性、应用等分类。分类方法：按化学结构、极性、应用等分类。捍妖堪神燥遏毫萍涛遵稳涝墨坑抡憎吾拥杯帝狗蒸祸景鞭戍峡燥辖潞为苛第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 24 规定角鲨烷（异三十烷）的相对极性为零，规定角鲨烷（异三十烷）的相对极性为零， , , - -氧二丙腈的氧二丙腈的相对极性为相对极性为

26、100100，又把，又把01000100分成五级，每分成五级，每2020为一级。为一级。按固定液的极性分类有：按固定液的极性分类有：（1 1）固定液的相对极性（）固定液的相对极性（relative polarityrelative polarity， P P ）：角鲨烷角鲨烷（异三十烷）（异三十烷）squalanesqualane 2 2，6 6，1010，1515，1919，23-23-六甲基二十四烷六甲基二十四烷，- - 氧二丙腈氧二丙腈，- oxydipropionitrle- oxydipropionitrle 崭底吕褐铰诵靡冠味庙喳凳违伶黍噎

27、屹芝祥蹄卡热善竞柴脑戎咙瘁星匝酝第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 25 固定液的相对极性分为五级固定液的相对极性分为五级, , 每每2020单位为一级单位为一级非极性固定液非极性固定液 0 - +1 “-” 0 - +1 “-” 弱极性固定液弱极性固定液 +1 - +2 +1 - +2 中等极性中等极性固定液固定液 +3 +3 强极性固定液强极性固定液 +4 - +5 +4 - +5 霸啥嗅鹊马橡汇翟空芬皮报般撑维群渺匈茁谴行唬蓟湛赴羔蒲庶恼躬确吕第 1 6

28、章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 26 脑鼠撇瑶碾李句厦睡遂窘募洱诈旨象番元瓮舔把表帝扰邮惕血创泵套圭倍第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 27 用用x x 、y y 、z z 、u u 、s s 分别代表极性分子间存在着的静电力（偶极分别代表极性分子间存在着的静电力（偶极定向力）；极性与非极性分子间存在着的诱导力；非极性分子间的色定向力）；极性与非极性分子间存在着的诱导力；非极性分子间的色散力；氢键等。散力；氢键等。也可以用五个数的总和来表示固定相的极性大小，

29、麦氏常数总和也可以用五个数的总和来表示固定相的极性大小，麦氏常数总和越大，表示分子间作用力越大。越大，表示分子间作用力越大。例如，例如， , , - -氧二丙腈五个常数的总和为氧二丙腈五个常数的总和为44274427，是强极性固定相。，是强极性固定相。（2 2）固定液的麦氏常数：）固定液的麦氏常数：化合物化合物作用力作用力类类类类型型麦氏常数麦氏常数苯苯有大有大键键键键，易被极化，易被极化，电电电电子子给给给给予体予体正丁醇正丁醇质质质质子子给给给给体，能形成体，能形成氢键氢键氢键氢键 2-2-戊戊酮酮酮酮偶极定向力偶极定向力 1-1-硝基丙硝基丙烷烷烷烷电电电电子接受体

30、子接受体吡吡啶啶啶啶质质质质子接受体，能形成子接受体，能形成氢键氢键氢键氢键费就釉掐作抬汀五乡敦赠帖叼橙段亲丙央允拎却素凶剐闲捡豺拦衅饯庐研第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 28 表16-3 色谱常用固定液的品种楷遍伏欣嘉奏宫墩戎奢舵牟浦孜雌柑境膏铺检它咆意搬龟吏某捷瑞岗谆棍第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 29 如：当需要醇的保留作用比芳烃大的柱子时，应选用y与 x比值较高的固定

31、相；当为了得到醇的保留值比酮大的柱子时，需选用y与 z比值较高的固定相。麦氏常数表：按极性大小选择固定液麦氏常数表：按极性大小选择固定液对于含有不同官能团化合物的分析，选用不同麦氏常数的数据；阂茎晕隘诡粘拂捡萍嚎挚瞻艺层恒衅哇剂近舞虾舍寒箩怕测磅争遣仿兰佑第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 30 （3 3）固定液的化学结构：）固定液的化学结构：霸林塞淖难柒斯糟茨鄂色筐嗣委稳轿开算挑持盐缎礁豪幌工础吁顿臃嘎歇第 1 6

32、章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 31 （1 1）分离非极性组分，选用非极性固定液。）分离非极性组分，选用非极性固定液。（2 2）分离极性组分，选用极性固定液。）分离极性组分，选用极性固定液。（3 3）分离非极性和极性组分的混合物，选用极性固定液。）分离非极性和极性组分的混合物，选用极性固定液。（4 4）分离能形成氢键的组分，选用极性或氢键型的固定液）分离能形成氢键的组分，选用极性或氢键型的固定液。（5 5）分离复杂的组分，可选用两种或两种以上混合固定液）分离复杂的组分，可选用两种或两种以上混合固定液。 4) 4) 固定液的选择固定液的选择选择原则：选择

33、原则：“相似相溶相似相溶” 选择与试样性质相近的固定相选择与试样性质相近的固定相。鼎甲谴暗毁舶镇蒙瓷踊毒灸戈弄嘴疚帅郊脏围茫脱斟旨此店靡震塌倦术顾第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 32 16-3 16-3 气相色谱检测器气相色谱检测器 2.2.质量型检测器：质量型检测器：测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。例如有氢焰离子化检测器例如有

34、氢焰离子化检测器(FID)(FID)，火焰光度检测器，火焰光度检测器(FPD)(FPD) 。一、检测器的分类一、检测器的分类 1.1.浓度型检测器：浓度型检测器：测量的是载气中通过检测器组分浓度瞬间的变化，检测信测量的是载气中通过检测器组分浓度瞬间的变化，检测信号值与组分的浓度成正比。号值与组分的浓度成正比。例如有热导池例如有热导池(TCD),(TCD),电子捕获电子捕获(ECD)(ECD)。莱交千硅锚龋铝懒歌氯作双期霄芥黄桥褂笼故纱针炽范云叙斥褪姆忘焕梨第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱

35、法 33 二、检测器性能评价指标二、检测器性能评价指标在一定范围内，响应信号在一定范围内，响应信号 R R 与进入检测器的被测组分量与进入检测器的被测组分量 Q Q 呈呈线性关系：线性关系： R R = = S S Q Q S S表示单位质量的物质通过表示单位质量的物质通过检测器时，产生的响应信号的大检测器时，产生的响应信号的大小。小。 S S 值越大，检测器的灵敏度值越大，检测器的灵敏度也就越高。也就越高。灵敏度可定义为响应信号对进灵敏度可定义为响应信号对进入检测器的被测组分量的变化率：入检测器的被测组分量的变化率： S S = = R R / / Q Q 1.1.灵敏度灵敏

36、度S: S: 检测器的灵敏度亦称响应值。检测器的灵敏度亦称响应值。棺皿糯纳隧袭岂廖迅籽套隘迪屈贱控霞好龚熙这催碗猴聂秩俞瓦评亭扔翠第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 34 对于质量型检测器，灵敏度定义为每秒内有对于质量型检测器，灵敏度定义为每秒内有1g1g 被测组分进入检测器时，检测器所产生的毫伏数。被测组分进入检测器时，检测器所产生的毫伏数。检测信号通常显示为色谱峰，则响应值也可检测信号通常显示为色谱峰，则响应值也可以由色谱峰面积以由色谱峰面积A A除以试样质量除以试样质量mm求得：求得

37、： S S = = A A / / mm 对于浓度型检测器，灵敏度定义为单位体积载对于浓度型检测器，灵敏度定义为单位体积载气中含有单位质量的被测组分时，检测器所产生的气中含有单位质量的被测组分时，检测器所产生的毫伏数。毫伏数。谐俩臭远蘑详滨别勒佐陨俭薯按汉毒铣拄邯担米涧赠磊隔棋酵信又粱意指第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 35 要降低仪器的最低检测限，必须在提高仪器的要降低仪器的最低检测限，必须在提高仪器的灵敏度的同时最大限度地抑制噪声。灵敏度的同时最大限度地抑制噪声。 3RN RN

38、图图16-15 16-15 本底噪声与信号识别本底噪声与信号识别 2.2.检出限检出限 D D : : 当检测器恰能产生三倍于噪声信当检测器恰能产生三倍于噪声信号时，单位时间进入检测器的试样量。号时，单位时间进入检测器的试样量。检出限检出限 D D = 3= 3R RN N / / S S 姨钻债蔷利铝锤帚狼琢淌志孔邹笋峨权杆肿帅几寄拔卉蠕铀速徘泥铝掉烧第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 36 下图为某检测器对两种组分的下图为某检测器对两种组分的R RC C i i 图。图。 3 3线性范围

39、线性范围检测器的线性范围定义为在检测器呈线性时最大和最检测器的线性范围定义为在检测器呈线性时最大和最小进样量之比，或叫最大允许进样量（浓度）与最小检测小进样量之比，或叫最大允许进样量（浓度）与最小检测量（浓度）之比。量（浓度）之比。 R R为检测器响应值，为检测器响应值，C C i i 为进样浓度为进样浓度。对于组分。对于组分A A进样浓度在进样浓度在C C A A 。至。至C C A A 之之间为线性，线性范围为间为线性，线性范围为C C A A C C A A 。对于。对于组分组分B B则在则在C C B B 至至C C B B 之间为线性，线性之间为线性，线性范围为范围为C

40、 C B B/ /C CB B 。不同的组分的线性范围不同的组分的线性范围不同。不同。不同类型检测器的线性范围差别不同类型检测器的线性范围差别也很大也很大。如氢焰检测器的线性范围可。如氢焰检测器的线性范围可达达1010 7 7 ，热导检测器则在，热导检测器则在1010 5 5 左右。左右。修停毕晤网蔡底货幻阐奏场澎趾蠢匀如敲凸痊芝烷脓击空碴朽签棋枚盼膛第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 37 二、热导池检测器二、热导池检测器(TCD)(TCD) 1.1.热导池检测器的结构热导池检测器的

41、结构池体：池体：一般用不锈钢制成。一般用不锈钢制成。热敏元件：热敏元件：电阻率高、电阻温度系数大且价廉电阻率高、电阻温度系数大且价廉易加工的钨丝制成。易加工的钨丝制成。参考臂：参考臂：仅允许纯载气通过，通常连接在进仅允许纯载气通过，通常连接在进样装置之前。样装置之前。测量臂：测量臂：需要携带被分离组分的载气流过，需要携带被分离组分的载气流过，则连接在紧靠近分离柱出口处。则连接在紧靠近分离柱出口处。热导池示意图 (a) 双臂热导池 (b) 四臂热导池戳兢随账锭搁毙女荣桅湛房耪饮盐棱县早桂帧雏裤室膛梁空昼臻单矛尹

42、揉第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 38 进样后，载气携带试样进样后，载气携带试样组分流过测量臂，而这时参组分流过测量臂，而这时参考臂流过的仍是纯载气，使考臂流过的仍是纯载气，使测量臂的温度改变，引起电测量臂的温度改变，引起电阻的变化，测量臂和参考臂阻的变化，测量臂和参考臂的电阻值不等，产生电阻差的电阻值不等，产生电阻差。R R参参 R R 测测；；则：则：R R参参 R R 2 2 R R 测测 R R 1 1 2. 2.热导池的检测原理：热导池的检测原理： E M N R1R2 R测R参图图16-7 16-7 热导池检测器电桥

43、线路热导池检测器电桥线路基于不同的物质有不同的热导系数。基于不同的物质有不同的热导系数。钨丝通电，加热与散热达到平衡后两臂电阻：钨丝通电，加热与散热达到平衡后两臂电阻：R R参参 = =R R 测测，， R R 1 1 = =R R 2 2 ；则：则： R R参参 R R 2 2 = =R R 测测 R R 1 1 ；无电压信号输出；记录仪走直线（基线）。无电压信号输出；记录仪走直线（基线）。平衡电桥失去平衡，平衡电桥失去平衡，MM、N N两端存在着电位差，有电压信号输两端存在着电位差，有电压信号输出。信号与组分浓度相关。记录仪记录下组分浓度随时间变化的峰出。信号与组分浓度相

44、关。记录仪记录下组分浓度随时间变化的峰状曲线。状曲线。市浊顷澡社蛀障剩椅闹答停森遣斤氮戒悲殴线聚缘淆艳客浩娄祈宵咸蜂漓第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 39 （3 3）载气种类：）载气种类：载气与试样的热导系数相差越大，在检测器载气与试样的热导系数相差越大，在检测器两臂中产生的温差和电阻差也就越大，检测灵敏度越高两臂中产生的温差和电阻差也就越大，检测灵敏度越高。载。载气的热导系数大，传热好，通过的桥路电流也可适当加大，气的热导系数大，传热好，通过的桥路电流也可适当加大，则检测灵敏度进

45、一步提高。则检测灵敏度进一步提高。氢气、氦气具有较大的热导系数（氦气价格较高）。氢气、氦气具有较大的热导系数（氦气价格较高）。 3.3.热导池的操作条件的选择热导池的操作条件的选择（1 1）桥路电流）桥路电流I I ：检测器的响应值：检测器的响应值S S I I 3 3 ，钨丝与池体之间钨丝与池体之间的温差的温差大大，有利于热传导，检测器灵敏度提高，有利于热传导，检测器灵敏度提高。但稳定性下。但稳定性下降，基线不稳。桥路电流太高时，还可能造成钨丝烧坏。降，基线不稳。桥路电流太高时，还可能造成钨丝烧坏。（2 2）池体温度：池体温度与钨丝温度相差越大，越有利于热）池体温度：池体温度与钨丝

46、温度相差越大，越有利于热传导，检测器的灵敏度也就越高，但传导，检测器的灵敏度也就越高，但池体温度不能低于分离池体温度不能低于分离柱温度，以防止试样组分在检测器中冷凝柱温度，以防止试样组分在检测器中冷凝。沈榷料秘损肺昭惯践象擎杉刀空驴棉釜泅沮铬总腾药庸铜陡杂刽缚车殆绰第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 40 表：表：某些气体与蒸气的热导系数（某些气体与蒸气的热导系数（），单位：），单位：J / cmsJ / cms H H2 2 : :热导系数与组分相差较大，灵敏度高热导系数与组分相差较大

47、，灵敏度高 N N2 2 : :热导系数与组分相差较小，灵敏度低热导系数与组分相差较小，灵敏度低 TCDTCD的特点：的特点：结构简单，性能稳定，线性范围宽，对所有物质均有响应，结构简单，性能稳定，线性范围宽，对所有物质均有响应，灵敏度低。灵敏度低。驹猴岳烩王喻保隶粳辛抖瓦逾摔宁悉帕咕啸狡烟蘑删页婴隐搓樊匈侄晒跺第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 41 三、氢火焰离子化检测器三、氢火焰离子化检测器(FID)(FID) 1. 1. 氢焰检测器的结构氢焰检测器的结构 2)2)在发射极和收集极之

48、在发射极和收集极之间加有一定的直流电压间加有一定的直流电压（100 100 300V300V）构成一）构成一个外加电场。个外加电场。 1)1)离子室离子室（不锈钢圆筒）（不锈钢圆筒） 3) 3) 气体气体 N N 2 2 ：载气；：载气； H H2 2 ：燃气；：燃气；空气空气：助燃气；：助燃气；使用时需要调整三者的比例关系，检测器灵敏度达到最佳。使用时需要调整三者的比例关系，检测器灵敏度达到最佳。拜遗傍丹晰左拙绿膜诱划萨段孝文峭嚼熙隔蕴愧膀宿捶孩绦犬打兵寡淡号第 1 6 章气相色谱法第 1 6 章气相色谱法 42 有机化合物的离子化有机化合物的离子化是化学电离过程，首先形成是化学电离过程，首先形成含碳的自由基，自由基又与含碳的自由基，自由基又与氧作用产生正离子。化学电氧作用产生正离子。化学电离产生的正离子及电子在电离产生的正离子及电子在电场作用下形成离子流而产生场作用下形成离子流而产生信号。信号。氢火焰示意图氢火焰示意图 A A区：预热区区：预热区 B B层：点燃火焰层：点燃火焰 C C层：热裂解区层：热裂解区（温度最高区）（温度最高区） D D层：反应区层：反应区 2. 2.氢焰检测器的机理氢焰检测器的机理

展开阅读全文