4第2章气相色谱〔三).ppt

§2-5 气相色谱检测器 检测器的作用是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讯号的装置。 目前已有十多种检测器，常用检测器的主要有： 1. 热导检测器(TCD); 2. 氢火焰离子化检测器(FID); 3. 电子捕获检测器(ECD); 4. 火焰光度检测器(FPD); 其他还有氮磷检测器（NPD）也称热离子检测器(TID)、原子发射检测器(AED)、 硫荧光检测器（SCD）等。 一、检测器分类 （一）按响应原理不同分类 1. 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，检测信号值与组分的浓度成正比。如热导检测器，电子俘获检测器 2. 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，即检测信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。如氢火焰离子化检测器，火焰光度检测器。 （二）按选择性分类 1.广普型：对多数物质有响应的检测器。 通用型：对所有物质有响应：热导池检测器； 多用型：对绝大多数物质有响应：氢火焰离子化检测器：对有机物有响应。 2.专属型(专用型): 电子俘获检测器、火焰光度检测器。 其他分类还有： 破坏型（氢火焰、火焰光度）与非破坏型（热导池、电子俘获）； 积分型与微分型等分类。 二、常用的气相色谱检测器 （一）热导池检测器 thermal conductivity detector, TCD TCD是一种应用较早的通用型检测器，又称导热析气计。现仍在广泛应用。 类型：通用型、浓度型、非破坏型。 特点：(1)通用性好； (2)线性范围宽； (3)价格便宜； (4)灵敏度相对较低。 1.结构 热导池检测器的结构： 池体（一般用不锈钢制成） 热敏元件：电阻率高、电阻温度系数大、且价廉易加工的钨丝制成。 参考臂：仅允许纯载气通过，通常连接在进样装置之前。 测量臂：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。 2.检测原理 惠斯登电桥，右图。 不同的气体有不同的热导系数。 进样后: 载气携带试样组分流过测量臂 (参考臂流过的仍是纯载气)，使测量臂的温度改变，引起电阻的变化，测量臂和参考臂的电阻值不等，R参≠R测 则： R参·R2≠R测·R1 3. 影响热导池检测器灵敏度的因素及操作条件的选择 ①桥路电流I ： I ?，钨丝的温度? ，钨丝与池体之间的温差?，有利于热传导，检测器灵敏度提高。检测器的响应值 S ∝ I 3。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。 一般，N2作载气时为100～150mA，H2作载气时为150～200mA。 ②池体温度：池体温度与钨丝温度相差越大，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。 ③载气种类：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。 载气的热导系数大，传热好，通过的桥路电流也可适当加大，则检测灵敏度进一步提高。 应选择热导系数大的载气。 表 某些气体与蒸气的热导系数（λ），单位：J / m·℃·s 故一般选择氢气做载气。氦气也具有较大的热导系数，但价格较高。 若选用氮气，热导系数较大的试样(如甲烷)可出现倒峰。 。 4）热敏元件阻值：阻值高、电阻温度系数?大（随温度改变，阻值改变大，或者说热敏性好）的热敏元件，其灵敏度高。 一般选用钨丝，防氧化表面可镀金或镍。 5）死体积：死体积越小，灵敏度越高；毛细管色谱用微型检测器。 综述：较大的桥电流、较低的池体温度、低分子量的载气以及具有大的电阻温度系数的热敏元件可获得较高的灵敏度。 （二）氢火焰离子化检测器 flame ionization detector, FID 简称氢焰检测器 （hydrogen flame　ionization detector） 主要用于可在H2-Air火焰中燃烧的有机化合物(如烃类物质)的检测。 类型：多用型、质量型、破坏型。 特点： (1)灵敏度高，对有机化合物具有很高的灵敏度，较热导池高3个数量级；检出限可至10-12g·s-1 ； (2