气相色谱资料 课件

东西分析仪器公司气相色谱培训气相色谱培训东西分析仪器公司气相色谱培训1气相色谱仪的结构和使用气相色谱仪的结构和使用2色谱的由来色谱的由来l 色谱法的创始人是俄国的植物学家茨维特。1905年，他将从植物色素提取的石油醚提取液倒入一根装有碳酸钙的玻璃管顶端，然后用石油醚淋洗，结果使不同色素得到分离，在管内显示出不同的色带，色谱一词也由此得名。这就是最初的色谱法。后来，用色谱法分析的物质已极少为有色物质，但色谱一词仍沿用至今，在50年代，色谱法有了很大的发展。1952年，詹姆斯和马丁以气体作为流动相分析了脂肪酸同系物并提出了塔板理论。1956年范第姆特总结了前人的经验，提出了反映载气流速和柱效关系的范第姆特方程，建立了初步的色谱理论。同年，高莱(Golay)发明了毛细管拄，以后又相继发明了各种检测器，使色谱技术更加完善。50年代末期，出现了气相色谱和质谱联用的仪器，克服了气相色谱不适于定性的缺点。则年代，由于检测技术的提高和高压泵的出现，高效液相色谱迅远发展，使得色谱法的应用范围大大扩展。目前，由于高效能的色谱往、高灵敏的检测器及微处理机的使用，使得色谱法已成为一种分析速度快、灵敏度高、应用范围广的分析仪器。色谱的由来3气相色谱法的特点气相色谱法的特点1.分分离离效效率率高高：可在很短的时间内分离多达二、三百个组分的复杂物质，柱效能可达106的理论板。2.检检测测能能力力强强：可以检测出10-1110-15克级的痕量组分，能满足环境检测、农药残留等大量日常检测分析的需要。3样样品品用用量量少少：样品用量一般为微升级，少的可达纳克级。4适适用用范范围围广广：几乎所有与化学有关的领域都有其用武之地。气相色谱法的特点1.分离效率高：可在很短的时间内分离多达二、4气相色谱原理的简述l 色谱法的本质在于色谱柱高选择性的高效分离作用与高灵敏度检测技术的结合。在色谱分析过程中，同时进入色谱柱的各组分，由于在流动相和固定相之间溶解、吸附、渗透或离子交换等作用的不同，随流动相在色谱柱中运行时，在两相间进行反复多次（103106次）的分配过程，使得原来分配系数具有微小差别的各组分，产生了保留能力明显差异的效果，进而各组分在色谱柱中的移动速度就不同，经过一定长度的色谱柱后，彼此分离，按照先后次序从色谱柱中流出，进入信号检测器，在记录仪上或色谱数据处理机上显示出各组分的色谱行为和谱峰数值。基于上述原理所建立的分析方法称为色谱法。气相色谱法是流动相为气体的一类色谱分析法。气相色谱原理的简述 色谱法的本质在于色谱柱高5气相色谱原理的简述l也就是说每种物质在固定相中的溶解和解析或吸附和脱附能力有差异，各物质在色谱柱中的滞留时间也就不同，即它们在色谱柱中的运行速度不同。随着载气的不断流过，各物质在柱中两相间经过了反复多次的分配与平衡过程，当运行一定的柱长以后，样品中的各物质得到了分离l流动相：流动相：携带样品流过整个系统的流体，氮气、氢气、携带样品流过整个系统的流体，氮气、氢气、氦气氦气l固定相：固定相：静止不动的一相，色谱柱内的担体、固定液静止不动的一相，色谱柱内的担体、固定液（填料）（填料）气相色谱原理的简述也就是说每种物质在固定相中的溶解和解析或吸6气相色谱的分离过程气相色谱的分离过程色 谱 柱检测器色 谱 图时刻A时刻B时刻C时刻D时刻E时刻F进样气相色谱的分离过程色 谱 柱检测器色 谱 图时刻A时刻B时刻7气相色谱仪气相色谱仪气路系统气路系统*气相 色 填谱 充仪 柱的 气路控制部分红色虚线框内部分需要加热气相色谱仪气路系统*气红色虚线框内部分需要加热8气相色谱仪进样系统气相色谱仪进样系统 l 进样系统包括进样装置和汽化室。气体样品可以用注射器进样，也可以用定量阀（六通阀）进样。液体样品用微量注射器进样。固体样品则要经过溶解、提取、浓缩后用微量注射器进样。样品进入汽化室后在一瞬间就被汽化，然后随载气进入色谱柱。根据分析样品的不同，汽化室温度可以在50一400范围内任意设定。通常，汽化室的温度要比使用的最高柱温高10一50以保证样品全部汽化。进样量和进样速度会影响色谱柱效率。进样量过大造成色谱柱超负荷，进样速度慢会使色谱峰加宽，影响分离效果。l通常1uL液体样品汽化后体积会增大到1mL。l实际操作时，液体样品进样量控制在0.15.0uL之间，最大不要超过10uL。气体样品为0.110mL之间。气相色谱仪进样系统 进样系统包括进样装置和汽9气相色谱仪气相色谱仪控制系统控制系统气相色谱仪控制系统10气相色谱仪气相色谱仪检测器检测器检检 测测 器器 的的 分分 类类一.按性能特征分类1.对样品破坏与否破坏性检测器:如FID、FPD非破坏性检测器：如TCD、PID2.按响应值与时间的关系响应值为组分在特定时间内的累积量，积分型响应值为组分在特定时间内的瞬时量，微分型3.按响应值与浓度还是质量有关响应值为取决于载气中的浓度，浓度型检测器，峰面积随载气流速增加而减小，峰高不变响应值取决于单位时间内进入检测器的组分量，质量型检测器，峰高随流速的增加而增加峰面积不变。4.按不同类型化合物响应值的大小检测器对不同类型化合物的响应基本相当，或各类化合物的响应值之比小于10，称通用型检测器，如TCD、PID。当检测器对某类化合物的响应值比另一类大十倍以上，为选择型检测器，如FPD、ECD。气相色谱仪检测器检 测 器 的 分 类11气相色谱仪气相色谱仪检测器检测器检测器的噪声和漂移检测器的噪声和漂移l1.噪声噪声l 由于各种原因引起的基线波动，称基线噪声（N）。无论在有或无组分l流入时这种波动均存在。它是一种背景信号。噪声分短期噪声和长期噪声二l类。l短期噪声：短期噪声：l 是来回摆动的信号，其频率明显比色谱峰快。此噪声能用适当的噪声滤l波器除去，对分析工作影响不大。l长期噪声：长期噪声：l 长期噪声的出现频率与色谱峰相当，此噪声不能用滤波器除去也无法与l同样大响应值的色谱峰区别开，它对接近检测限的组分测定有较大的影响。l噪声的测量：噪声的测量：l 噪声的测量通常是取1015分钟的噪声带来计算，噪声带用峰对峰的l二条平行线来确定，其计量单位通常用mV。气相色谱仪检测器检测器的噪声和漂移12检测器的噪声和漂移检测器的噪声和漂移l2.漂移漂移l 基线随时间单方向的缓慢变化，称基线漂移。漂移的测量通常是取l0.51小时内的基线的变动来计算，其计量单位通常用mV/小时。l 噪声和漂移除与检测器本身的性能有关外，噪声还能来自于：检测l器和数据处理系统的机械或电噪声；检测器加热、通气、火焰点燃、加l电流等操作噪声；以及载气不纯或漏气、柱流失等噪声。而漂移大多与l仪器中某些单元尚未进入稳定状态有关。如载气流量，汽化室、柱和检l测器的温度，柱和隔垫的流失等。多数情况下漂移是可以控制的。气相色谱仪气相色谱仪检测器检测器检测器的噪声和漂移气相色谱仪检测器13气相色谱仪气相色谱仪热导检测器（热导检测器（TCD）l原理：l在一个处于热平衡的TCD中，组分进入测量臂池腔，就会由于气体组成的改变，引起气体热导系数的变化，气体热导系数的改变，引起热敏元件温度的变化，热敏元件的温度变化，引起热敏元件阻值的变化，热敏元件阻值的变化使惠斯顿电桥输出信号的变化。所以TCD的信号变化是各个变量相继变化的结果l特点：l热敏元件一般为铼钨丝组成，温度系数为正。l适用范围：普遍适用。l噪音：20uvl灵敏度：5000mvml/mg l检测限：41010g/mLl线性范围：10000气相色谱仪热导检测器（TCD）原理：14气相色谱仪气相色谱仪热导检测器热导检测器气体和有机蒸汽的热导率化合物化合物100100时热导率时热导率化合物化合物100100时热导率时热导率空气空气0.320.32甲醇甲醇0.230.23氢氢2.242.24乙醇乙醇0.220.22氦氦1.751.75丙酮丙酮0.180.18氮氮0.320.32三氯甲烷三氯甲烷0.110.11氧氧0.320.32二氯甲烷二氯甲烷0.110.11一氧化碳一氧化碳0.30.3氯甲烷氯甲烷0.170.17二氧化碳二氧化碳0.220.22甲乙醚甲乙醚0.240.24甲烷甲烷0.460.46丙醚丙醚0.190.19乙烷乙烷0.310.31丁醚丁醚0.170.17丙烷丙烷0.260.26戊烷戊烷0.220.22丁烷丁烷0.240.24环己烷环己烷0.180.18己烷己烷0.220.22氨氨0.330.33乙烯乙烯0.310.31氯乙烷氯乙烷0.170.17苯苯0.180.18乙酸乙酯乙酸乙酯0.170.17气相色谱仪热导检测器气体和有机蒸汽的热导率化合物10015气相色谱仪气相色谱仪热导检测器（热导检测器（TCD）TCD检测条件的选择l检测器未通气时绝对不能加电流，否则检测检测器未通气时绝对不能加电流，否则检测器的核心部件铼钨丝会在短时间内烧毁器的核心部件铼钨丝会在短时间内烧毁1.载气种类、纯度和流量 通常使用氢气或者氦气作为载气，因为它们的热导系数远远大于其它化合物，故灵敏度高，且易于定量，线性范围宽。2.载气纯度 载气纯度影响灵敏度，实验证明：在电桥电流120mA200mA范围内，用99.999的超纯氢气比用99的普氢灵敏度高613。载气纯度对峰形也有影响，用TCD作高纯气中杂质检测时，载气纯度应比被测气体高十倍以上，否则易出倒峰。气相色谱仪热导检测器（TCD）TCD检测条件的选择16l3.载气流速l TCD为浓度型检测器，对流速波动很敏感，TCD的峰面积响应值反比于载气流速。l因此，在检测过程中，载气流速必须保持恒定。在柱分离许可的情况下，以低一些为妥。流速波动可能导致基线噪声和漂移增大。l4.电桥电流l 电桥电流可以显著提高TCD的灵敏度。一般认为S值与电流的3次方成正比。但是电流的提高又受到噪声和使用寿命的限制。气相色谱仪气相色谱仪热导检测器（热导检测器（TCD）TCD检测条件的选择3.载气流速气相色谱仪热导检测器（TCD）TCD检测17l1.如果使用大口径毛细柱，确保毛细管柱插入池深度合适l 若使用毛细管柱，毛细管柱端必须在样品池的入口处，若插入池内，则灵敏度下降，峰形差，若毛细管柱离池入口处太远，峰变宽和拖尾，灵敏度也低。l2.避免热丝温度过高而烧断l 任何热丝都有一最高承受温度，高于此温度则烧断。热丝温度的高低是由载气种类，桥电流和池体温度决定的。如载气热导率小，桥电流和池体温度高，则热丝温度也高。l3.避免样品或固定液带来的异常l 载气和样品中应无腐蚀性物质、机械杂质和其它污染物。样品损坏热丝，酸类、卤代化合物、氧化性和还原性化合物能使测量热丝的阻值改变，特别是注入量很大时，尤为严重。l样品和固定液冷凝，高沸点样品或固定液在检测器中冷凝，将使噪声和漂移变大，以致无法正常工作。气相色谱仪气相色谱仪热导检测器（热导检测器（TCD）TCD使用的注意事项1.如果使用大口径毛细柱，确保毛细管柱插入池深度合适气相色谱18气相色谱仪气相色谱仪热导检测器（热导检测器（TCD）TCD使用的注意事项l4.确保载气净化系统正常l 尽量采用高纯气源（纯度为99.99%）。载气中若含氧，将使热丝长期受到氧化，有损其寿命，故通常载气应加净化装置，以除去氧气。l5.根据载气的性质，桥电流不允许超过额定值。l6.热导池高温分析后停机，首先关闭桥电流，然后待检测室温度低于100以下时，再关闭气源，未通载气一定不能加桥电流。l7.注意TCD、柱箱的温度控制精度l 因为TCD的工作原理建立在温度变化上，所以温度变化对检测器的影响最大。除了要求桥电流稳定外，TCD的灵敏度越高，对温度控制精度的要求也越高。l在分析的样品不易冷凝的条件下，为提高灵敏度除提高桥流外，还应适当降低检测器的温度，若分析的样品沸点高、柱温高时，为防止样品和固定液流失沾污检测器，要求检测器温度与柱温接近，或高于柱温几度。气相色谱仪热导检测器（TCD）TCD使用的注意事项419气相色谱仪气相色谱仪氢火焰离子化检测器氢火焰离子化检测器（FID）l原理：l在FID中分别由收集极与极化极组成一高压静电场，FID喷嘴喷出的H2与氧气被点燃后会产生一个高温区，在高温的作用下，从柱后流出的有机物会被离子化，由于产生离子化的部位在高压静电场内，正l离子移向收集极（负极），负离子和电子移向极化极（正极），从而就形成了微电流信号。当然H2、N2和AIR是无机气体不会被离子化，所以如果柱后无有机气体流出，FID就无微电流信号。l特点：l灵敏度高，死体积小，应答时间快，除载气外还需引入空气和氢气，对永久性气体和水无应答。l适用范围：l有机化合物，能直接用于毛细管色谱分析。l噪音：510-14Al敏感度：210-12g/Sl线性：106l最高温度：420气相色谱仪氢火焰离子化检测器（FID）原理：20气相色谱仪气相色谱仪氢火焰离子化检测器氢火焰离子化检测器（FID）FID检测条件的选择l1、载气、氢气、空气均需净化，载气的流速对检测器灵敏度有一定影响，但不如TCD明显。l2、空气为助燃气，在其流速增大到某一定值后（一般在250400mL）响应值趋于平稳。l3、对于载气、氢气和空气的最佳流速要通过实验来确定。一般的配比要求为：lN2:H2=1:11.5 H2:Air=1:1015l4、为防止样品冷凝，在实际工作中检测室温度要控制在比柱温高于3050。最低控制温度应在120，使氢气燃烧时生成大量的水蒸汽能迅速逸出离子室。不至产生积水，影响离子室各电极的高度绝缘性，影响基线的稳定。气相色谱仪氢火焰离子化检测器（FID）FID检测条件21气相色谱仪气相色谱仪氢火焰离子化检测器氢火焰离子化检测器（FID）FID使用的注意事项l1、采用高纯气源N299.99%，H299.9%；空气必须经过5A分子筛充分净化。l2、在最佳的N2/H2比及最佳空气流速下操作。l3、要使离子头保持适当温度，避免熄灭。燃烧生成的水份不能及时排出，造成室内漏电，或记录基线不稳，影响灵敏度。甚至会使火焰熄灭。气相色谱仪氢火焰离子化检测器（FID）FID使用的注22气相色谱仪气相色谱仪电子捕获检测器（电子捕获检测器（ECD）l原理：l由柱流出的载气及检测器的清扫气进入ECD池，在放射源放出的射线的轰击下被电离，产生大量的电子。在电源、阴极和阳极电场的作用下，该电子流向阳极，得到108109的基始电流。当电负性的物质进入ECD池后，即捕获电子使基始电流下降，产生负峰，其变化与电负性物质的浓度成正比。l特点：l只对具有亲电基团的样品分子才有应答对水敏感，载气必须充分干燥，脱氧，易受污染。l适用范围：l对卤素、硝基等化合物选择性极好。l噪音：110-12A l灵敏度：110-13g/ml l线性：10000l温度：420气相色谱仪电子捕获检测器（ECD）原理：23l1.载气载气l a.载气以高纯氮为最佳，气体的纯度必须大于99.995，必须加脱氧装置。l b.载气的流速填充柱为2050mL；毛细柱为0.110mL，使用毛细柱时必须加上柱 尾吹气，另外为改善ECD的线性，必须使用检测器清扫气体。这些气体都是使用同一气源。l2.色谱柱和柱温色谱柱和柱温l 色谱柱使用的原则是：既要保证各组分的完全分离，又要保持ECD的干净，不受柱固定相的污染。为此尽量使用低配比的、耐高温或交联固定相。尽量使用低柱温，一般要求ECD的色谱柱的最高使用温度比接其它气相检测器的温度低50140。气相色谱仪气相色谱仪电子捕获检测器（电子捕获检测器（ECD）ECD检测条件的选择1.载气气相色谱仪电子捕获检测器（ECD）ECD检测24气相色谱仪气相色谱仪电子捕获检测器（电子捕获检测器（ECD）ECD检测条件的选择l3.检测器温度检测器温度l 根据样品设置ECD的温度，ECD的温度设置的恰当可提高检测限，抑制干扰。另外 ECD的响应明显受温度影响，因此ECD的温度控制精度要达到0.10.3。l4.ECD操作参数操作参数l 对于恒电流型的ECD，其参比电流的范围为0.55nA，这个电流设置的越大灵敏度 越高，基频也越高。线性范围取决于基频的大小，基频越小，线性范围越大。所以要 根据被分析样品选择参比电流。检测器上还有一个衰减设置，这主要是为了拓展 ECD的线性范围，它有19档，通常使用时设置在12档。气相色谱仪电子捕获检测器（ECD）ECD检测条件的选25气相色谱仪气相色谱仪电子捕获检测器（电子捕获检测器（ECD）ECD使用的注意事项l1.保持整个气路的洁净保持整个气路的洁净l a.系统气密性好，无空气漏入，所有气体管道最好均采用不锈钢管或紫铜管。l b.气体纯度高，载气、尾吹气及清扫气均要用99.995以上纯度，并加装脱氧装置。l c.进样隔垫流失要小、耐高温、勤更换。更换前最好在柱箱内用250烘烤812小时。l d.汽化室内如果使用玻璃棉和玻璃衬管的应定期更换。l e.色谱柱流失小，色谱柱应在比实际使用温度高25的温度下充分老化，低柱温使用。l f.样品洁净，脏样品应作净化处理，溶剂应用二次蒸馏的烷烃、芳烃或一氯烃。l 样品不要过载，每峰的样品量不要超过1081013g。(0.1ppm0.1ppb)l g.检测器温度高于柱温10以上。l h.保持吹扫气，一般应在6080mL/min为宜。暂时停机时，保持有少量吹扫气通过ECD。气相色谱仪电子捕获检测器（ECD）ECD使用的注意事26气相色谱仪气相色谱仪电子捕获检测器（电子捕获检测器（ECD）ECD使用的注意事项l2.空气中的氧易沾污检测器，故当汽化室、色谱柱或检测器漏入空气时，都会引起基流下降。因此特别注意整个气路的气密性。更换汽化室注射垫时要快，不使用时检测器载气进出口均应密封。l3.ECD污染的净化污染的净化l a.热清洗法，通常轻度污染用此法。卸下色谱柱，用空色谱柱接入或闷头堵住ECD柱入口，用 60mL/min以上的高纯氮吹扫ECD，ECD温度升到300以上，这样保持812小时。l b.氢烘烤，将载气、尾吹气和清扫气换成氢气，流量调到3050mL/min将ECD温度升到300350，柱箱、进样为室温保持1824小时。此法要注意氢气排放安全。以上二法无效应将ECD发回厂家修理。气相色谱仪电子捕获检测器（ECD）ECD使用的注意事27气相色谱仪气相色谱仪火焰光度检测器（火焰光度检测器（FPD）l原理：l燃烧着的氢焰中，当有样品进入时，则氢焰的谱线和发光强度均发生变化，然后由光电倍增管将光度变化转变为电信号。l特点：l对磷、硫化合物有很高的选择性，适当选择光电倍增管前的滤光片将有助于提高选择性，排除干扰。l使用范围：l含磷、硫化合物的分析l噪 音：1020uv l敏 感 度：S 110-11g/s l P 110-12g/s l选 择 性：S/C：10001000000:1l P/C：100000:1l线性范围：100010000l最高温度：420气相色谱仪火焰光度检测器（FPD）原理：28l1、火焰光度检测器能否高灵敏度、高稳定性地检测硫、磷有机化合物，主要取决于合适的O2/H2的比例，确保火焰具有富氢性。富氢焰是指H2：O23：1，有相当过量的氢存在。实验证明：富氢焰时O2/H2之比为0.20.5。l2、选择H2流速变化对响应值影响不明显的范围为最佳H2流速。一般情况下硫在180240ml/min。磷在220260ml/min范围内选择。载气流速一般在4070ml/min。l3、检测器温度对火焰余辉即火焰上部S2的生成环境温度有一定的影响，导致硫化物随检测器温度的增加而有所下降。测磷时温度增高对其测定也有影响，但较小。因此在确保不影响样品冷凝的条件下，检测器温度测硫时控制在160，测磷时控制在200。气相色谱仪气相色谱仪火焰光度检测器（火焰光度检测器（FPD）FPD检测条件的选择1、火焰光度检测器能否高灵敏度、高稳定性地检测硫、磷有机化合29气相色谱仪气相色谱仪火焰光度检测器（火焰光度检测器（FPD）FPD使用的注意事项l1.光电倍增管通电后，切忌见强光，使用中应注意在通电后不要卸下FPD的盖帽观察火焰颜色和点火，必须要这样做时，一定要关掉光电倍增管的高压，才能进行操作。l2.更换硫、磷滤光片时必须切断电源。l3.光电倍增管信噪比和工作电压的关系是：加到光电倍增管上的电压越高，灵敏度也越高，但是噪声也越大。通常最佳工作电压为700800V。l4.FPD的噪声一般在5X10125X1010A，噪声来自二个方面，一是光电倍增管本身，另一个是火焰，若熄灭火焰后噪声仍旧大，则噪声来自光电倍增管。l5.光电倍增管的噪声也有二个，一个是本身的质量问题，另一个是FPD漏光。气相色谱仪火焰光度检测器（FPD）FPD使用的注意事30气相色谱仪气相色谱仪火焰光度检测器（火焰光度检测器（FPD）FPD使用的注意事项l6.火焰的噪声一般是气体配比引起，也有少数是气体的纯度有问题。l7.FPD的灵敏度下降一般由以下几个原因引起：滤光片透光度下降；石英保护窗透光度下降；喷嘴脏或有沉积物；PMT老化或损坏。l8.因为FPD是使用氢气最多的检测器，所以安全防护问题要多加注意。另外由于FPD火焰较大，势必引起检测器外壳的高温，所以也要防止烫伤。l9.FPD的响应值与气体的配比有密切的关系，所以流量的调节一定要仔细。气相色谱仪火焰光度检测器（FPD）FPD使用的注意事31气相色谱仪气相色谱仪热离子化热离子化检测器（检测器（NPD）l原理：l在FID中加入一个用碱金属盐制成的玻璃珠,当样品分子含有在燃烧时能与碱盐起反应的元素时，则将使碱盐的挥发度增大，这些碱盐蒸气在火焰中将被激发电离，而产生新的离子流，从而输出信号。l特点：l这是一种有选择性的检测器，对含有能增加碱盐挥发性的化合物特别敏感。l适用范围：l对含氮有机物，含磷有机物有很高的灵敏度。l噪音：510-13A l敏感度：N 110-13g/Sl P 510-14g/Sl选择性：N/C 500001l P/C 1000001l线性范围：105气相色谱仪热离子化检测器（NPD）原理：32气相色谱仪气相色谱仪热离子化热离子化检测器（检测器（NPD）NPD使用的注意事项使用的注意事项l1.电离源的防护电离源的防护a.电离源老化时，将色谱柱拆下，用密封螺帽将柱入口密封，通氢、空气老化。b.先加热，后开启铷珠电流，加铷珠电流时不要将大电流一下子加上，应分23次加。c.在符合分析要求的前提下，尽量减低氢气流速，延长铷珠寿命。d.在关机时，先将铷珠电流减小后再关机，以免下次开机时大电流冲击铷珠。e.色谱仪启动后，如有较长时间不用NPD，应将铷珠电流关闭，节约铷珠的使用时间。l2.避免大量电负性的化合物进入检测器避免大量电负性的化合物进入检测器a.应避免使用氯代烃溶剂，它会使灵敏度急剧下降，虽然灵敏度可恢复，但影响铷珠寿命。水、甲醇、乙醇等溶剂对铷珠也有一定影响，同样要尽量避免。b.不要用带有氰基的固定液，如OV225、XE60等，还应避免用磷酸处理载体。c.NPD的加热温度应保持在150以上，防止水对NPD的影响。l3.氢气的安全和对氢气的安全和对NPD的影响的影响a.同FID一样在操作NPD时也要防止氢气泄漏。b.尽量避免使用氢作载气，一定要使用时，氢气的流量不能超过3mL。气相色谱仪热离子化检测器（NPD）NPD使用的注意事项33填充柱和毛细柱的特点对比材料材料l填充柱的材料为不锈钢或玻璃管l毛细柱的材料为柔性石英管外观外观l填充柱的内径粗，一般23毫米；长度一般0.53米l毛细柱的内径细，0.20.53毫米；长度一般15100米内部内部l填充柱内有涂过固定液的填料，所以在气路中会形成气阻l毛细柱为空管，固定液涂在毛细管的内管壁表面，气阻很小分离效率分离效率l填充柱低，塔板数一般不超过2000/米l毛细柱高，塔板数一般达几万流量流量l填充柱的流量一般为2030毫升/分l毛细柱的流量一般为0.25毫升/分填充柱和毛细柱的特点对比材料34对样品的承受能力对样品的承受能力l填充柱大，一般液体进样量为0.52ull毛细柱小，一般液体进样量为0.010.1ul对仪器系统的要求对仪器系统的要求l填充柱低，只需一路载气即可l毛细管高，除了载气外，还需分流、清扫和尾吹气体在操作上在操作上l填充柱操作简单，只需调整一路载气即可l毛细柱操作复杂，除了调整载气外，还需调整清扫、分流和尾吹填充柱和毛细柱的特点对比对样品的承受能力填充柱和毛细柱的特点对比35毛细管柱的维护毛细管柱的维护高温毛细柱的使用寿命一般为多长高温毛细柱的使用寿命一般为多长?l 毛细柱寿命除决定于柱子本身的性能外，在很大程度上取决于使用情况，比如使用温度、样品状态，进样量等，如果在其使用温度范围内，样品干净，色谱柱不被污染的情况下，柱子寿命一般在23年之间。如毛细管柱被污染，柱效和分辨率降低，有何方法使它恢复？是否可通过如毛细管柱被污染，柱效和分辨率降低，有何方法使它恢复？是否可通过老化来解决老化来解决?l 根据柱污染程度可采取不同的方法来解决，如果污染不严重，污染物沸点不是太高，可通过老化来解决，但老化温度不可超过柱子的最高使用温度，且一般要较长时间(830小时)，如果污染较严重，或通过老化仍不能使柱性能恢复，那就必须采用溶剂清洗，通常是用5倍柱容积的溶剂（如正戊烷，二氯甲烷等）通过色谱柱。l 当然，清洗溶剂用的越多，对柱性能的损坏越大，清洗完后，在通载气老化一定时间，如果柱性能恢复，便可继续使用。必须指出：只有交联柱才能清洗，对于非交联柱，清洗柱会彻底失效，因为固定液被洗掉了，至于清洗用溶剂的选择，可参考说明书。毛细管柱的维护高温毛细柱的使用寿命一般为多长?36毛细管柱的应用毛细管柱的应用毛细管柱在进样口处的安装：毛细管柱在进样口处的安装：高流速区原则高流速区原则正确装法不正确装法不正确装法分流/不分流装法毛细管柱的应用毛细管柱在进样口处的安装：高流速区原则正确装法37毛细管柱的应用毛细管柱的应用l毛细管柱在检测器处的安装毛细管色谱柱在FID、NPD上的“无死体积”安装方法关键：将色谱柱插到离不锈钢喷口附近（差2mm左右）若是大口径毛细管柱，这种安装办法可以不用尾吹。毛细管柱的应用毛细管柱在检测器处的安装毛细管色谱柱在FID、38毛细管柱的应用毛细管柱的应用毛细管柱流量的确定、分流比的确定分流比或分流的大小靠分流阀进行调节，选择适当的分流比也很重要。如果分流比很小，样品大多数进入柱子、容易使峰变宽，形成前伸峰。分流比一般选择在1:50200之间，这时样品的起始组分的谱带扩展很小，出峰尖锐。对一根0.25mm内径的毛细管柱，用N2作载气，最佳流速0.30.4ml/分，则分流流量调到50ml/分左右即可。在毛细管分流进样系统中一般以柱头压力来恒量柱流量的大小，下表给出一些常用的毛细管柱在标准线速度的情况下的柱头压力：上表所使用的载气为氮气，线速度为20cm/s，如果是氦气，线速度为40cm/s毛细管柱的应用毛细管柱流量的确定、分流比的确定分流比或分流的39毛细管柱的应用毛细管柱的应用l毛细管柱尾吹流量的确定小口径毛细管色谱分析用FID检测器时，一定要加尾吹气，一般用空气或N2气。加尾吹气的作用之一是减少柱后死体积对色谱峰造成的扩散，之二是保证FID有合适的氮氢比。FID系质量型检测器，适当地增加尾吹气可提高检测的灵敏度，但尾吹气太高，会引起基线不稳以至灭火，尾吹气太低，会引起色谱峰拖尾、对毛细管柱效损失太大。尾吹气流量一般在20-30ml比较适合，可用皂沫流量计来测量。毛细管柱的应用毛细管柱尾吹流量的确定小口径毛细管色谱分析用F40毛细管柱的应用毛细管柱的应用毛细管柱的老化毛细管柱的老化l涂渍好的毛细管柱首先要经过充分的老化，以除去固定液中的低分子量物质，一般商品毛细管柱，在制造出厂前都已经过充分老化；但柱子一经从仪器上拆卸下来，较长时间接触空气，在下一次使用之前，最好以较低的初始温度程序升温至最高使用温度老化23次。各种固定液因其性质和生产厂家不同而最高使用温度有所不同，所以要注意毛细管的说明，生产毛细管柱的厂家应注明最高使用温度。l老化中应注意载气的流速不易过大，否则会破坏均匀的液膜。一般非极性柱在250以下老化使用，可用普通氮气，在250以上高温使用时，必须使用高纯氮气或普通氮气经脱氧后使用，以延长柱子的使用寿命。对极性柱，尤其是PEG类（聚乙二醇）FFAP、含氰基的固定液（OV225、OV275），一定要用99.99%高纯氮气（最好高纯氮气经过脱氧，）否则，固定液很快被氧化，以致不能使用。毛细管柱的应用毛细管柱的老化41定性分析定性分析：定性分析是GC的弱项，一般有以下几种方法：l1.利用已知物对照定性。（使用得较为广泛）l2.利用文献保留数据定性。（需要有大量的文献资料库）l3.利用化学反应定性。（比较麻烦，一般要进行样品的前处理）l4.利用其它仪器分析结合定性。（需配备多种仪器，投资大，运行成本高）l5.利用检测器定性。（最简便易行，但定性的范围较窄）定性分析定性分析：定性分析是GC的弱项，一般有以下几种方法：42定性分析利用已知物直接对照定性利用已知物直接对照定性 从右图可见，比较未知物和标准物的保留时间tR，VR或记录纸走的距离XR，就能判断出未知物中峰2为甲醇，峰3为乙醇，峰4为正丙醇，峰7为正丁醇，峰9为正戊醇。定性分析利用已知物直接对照定性 从右图可见，比43定性分析l用相对保留值定性用相对保留值定性l 相对保留值是指在相同色谱条件下组分（未知）与参比组分（已知）调整保留值之比。由于相对保留值是被测组分与加入的参比组分（其保留值应与被测组分相近）的调整保留值之比，因此当载气的流速和温度发生微小变化时，被测组分与参比组分的保留值同时发生变化，而它们的比值相对保留值则不变也就是说，相对保留值只受柱温和固定相性质的影响，而柱长，固定相的填充情况和载气的流速均不影响相对保留值(ris)。因此在柱温和固定相一定时，相对保留值ris为定值，可作为定性的较可靠依据。定性分析用相对保留值定性44l用已知物增加峰高法定性用已知物增加峰高法定性l 在得到未知样品的色谱图后，在未知样品中加入一定量的已知纯物质，然后在相同的色谱条件下，作已加纯物质的未知样品色谱图。对比两张色谱图，哪个峰高了，则该峰就是加入的已知纯物质的色谱峰。这一方法可避免载气流速的微小变化对保留时间的影响而影响定性分析的结果，又可避免色谱图图形复杂时准确测定保留时间的困难。这是在确认某一复杂样品中是否含有某一组分的最好方法。定性分析用已知物增加峰高法定性定性分析45l定量分析：定量分析是GC的强项，一般采用以下三种方法：l1.峰面积归一法：如果被分析样品的组份是同系物，校正因子相近可直接用峰面积求出组份的百分含量。如果被分析样品的组份不是同系物，则要知道每种组份的相对校正因子。优点：不必准确知道进样量，操作条件略为变动对结果影响较小，计算方便，适合于多组份的工厂例行分析。l2.内标法：当色谱柱不能使所有组份都流出，或检测器不是对所有组份都有信号，以及在定量分析中只要求测定某一个或某几个组份，其他组份因含量太低或太高而难以测定时，可用内标法。在一定量的样品中加入一定量某纯物质作内标。选用的内标物是样品中不存在的物质，并能与样品中各组份在色谱柱上分离，必须与样品中各组份不起化学反应。内标法定量准确度高，但每次分析需称样配样，操作比较麻烦。l3.外标法：不论样品中的所有的组份是否全部出峰，均可采用外标法对出峰组份做定量分析。就定量参比物而言，外标法是最为准确的方法，因为是同质组份进行比较；然而由于检测器的响应性能、工作温度和载气流速等GC条件很难绝对稳定，而且进样量也很难完全相同，因此外标法容易出现较大的误差。定量分析定量分析：定量分析是GC的强项，一般采用以下三种方法：定量分46气相色谱仪使用注意事项一、进样应注意的问题 注射器抽吸样品时不要有气泡（吸样时要慢、快速排出再慢吸，反复几次），10ul注射器金属针头部分体积0.6ul，有气泡也看不到，多吸1-2ul把注射器针尖朝上气泡上走到顶部再推动针杆排除气泡（指10ul注射器，带芯子注射器凭感觉）。针扎入汽化器时，针要与汽化器的硅橡胶垫保持垂直，在针扎入的同时，握玻璃杆的手一面往下压一面轻轻捻动玻璃杆，进样时要三快一慢，即扎针时快，注射样品快及拔针时快（即三快），样品注射时稍作停留（小于2秒，即一慢），针尖到汽化室中部开始注射样品，每次进样保持相同速度完成进样过程，这对样品分析的定性定量重复性至关重要。一般毛细柱的进样重复性比填充柱的进样重复性难得多。总而言之，气相色谱的液体进样的技巧，完全靠平时实际操作的积累，没有捷径可走。气相色谱仪使用注意事项一、进样应注意的问题 注47二、安装色谱柱气相色谱仪使用注意事项1.安装、拆卸色谱柱必须在常温下进行。2.填充柱有卡套密封和垫片密封，卡套分三种，金属卡套，塑料卡套，石墨卡套，安装时不宜拧得太紧。垫片式密封每次按装色谱柱都要换新的垫片。3.填充色谱柱安装前，检查一下色谱柱两头是否用玻璃棉塞好。防止玻璃棉和填料被载气吹到检测器中。4.毛细管色谱柱安装插入的长度要根据仪器的说明书而定，不同的色谱汽化室结构不同，所以插进的长度也不同。需要说明的如果你用毛细管色谱柱采用不分流，汽化室采用填充柱接口这时与汽化室连接毛细管柱不能探进太多，略超出卡套即可。二、安装色谱柱气相色谱仪使用注意事项1.安装、拆卸色谱柱必须48l三、关于进样垫气相色谱仪使用注意事项如何判断进样口密封垫是否该换？如何判断进样口密封垫是否该换？进样时感觉特别容易，用 TCD不进样时记录仪上有规则小峰出现；用FID 进样时后基线会下沉，说明密封垫漏气该更换。更换密封垫不要拧的太紧，一般更换时都是在常温，温度升高后会更紧，密封垫拧的太紧会造成进样困难，常常会把注射器针头弄弯。如何选择合适的密封垫？如何选择合适的密封垫？密封垫分一般密封垫和耐高温密封垫，汽化室温度超过 300时用耐高温密封垫，耐高温密封垫的一面有一层膜，使用时带膜的面朝下。三、关于进样垫气相色谱仪使用注意事项如何判断进样口密封垫是否49l四、关于微量注射器气相色谱仪使用注意事项怎样防止进样针不弯？怎样防止进样针不弯？很多做色谱分析工作的新手常常会把注射器的针头和注射器杆弄弯，原因是：1.进样口拧的太紧，室温下拧的太紧当汽化室温度升高时硅胶密封垫膨胀后会更紧，这时注射器很难扎进去。2.位置找不好针扎在进样口金属部位。3.注射器杆弯是进样时用力太猛，进口色谱带一个进样器架，用进样器架进样就不会把注射器杆弄弯。4.因为注射器内壁有污染，注射时将针杆推弯。注射器用一段时间就会发现针管内靠近顶部有一小段黑的东西，这时吸样注射感到吃力。清洗方法将针杆拔出，注入一点水，将针杆插到有污染的位置反复推拉，一次不行再注入水直到将污染物弄掉，这时你会看到注射器内的水变的浑浊，将针杆拔出用滤纸擦一下，再用酒精洗几次。分析的样品为溶剂溶解的固体样时，进完样要及时用溶剂洗注射器。5.进样时一定要稳重，急于求快会把注射器弄弯的，只要你进样熟练了自然就快了。四、关于微量注射器气相色谱仪使用注意事项怎样防止进样针不弯？50l为什么进样器内的玻璃衬套会对色谱行为造成影响为什么进样器内的玻璃衬套会对色谱行为造成影响?l进样器内的玻璃衬套主要有下列作用：l1.提供一个温度均匀的汽化室，防止局部过热；l2.玻璃的惰性比不锈钢好，减少了在汽化期间样品分解的可能性；l3.易于拆换清洗，以保持清洁的汽化室表面，一些痕量非挥发性组分会逐渐积累残存于汽化室，高温下会慢慢分解，使基流增加，噪声增大，通过清洗玻璃衬套可以消除这种影响；l4.可根据需要选择管壁厚度及内径适宜的玻璃衬套，以改变汽化室的体积，而不用更换整个进样加热块。l从以上几个方面可以知道玻璃衬套对色谱行为造成影响的原因；气相色谱仪使用注意事项为什么进样器内的玻璃衬套会对色谱行为造成影响?气相色谱仪使用51