气相色谱——傅里叶变换红外光谱联用技术(GC-FTIR)课件.ppt

* 气相色谱——傅里叶变换红外光谱联用技术（GC-FTIR） 肖昌贵 110820057 赖志彬 110827001 Contents GC-FTIR联用技术简介 1 GC-FTIR系统组成 2 3 4 GC-FTIR工作原理分析 GC-FTIR谱图分析及改进 气相色谱-傅里叶变换红外光谱联用技术：简称GC-FTIR，是通过气相色谱分离待测组分，通过光管到达FTIR检测待测组分，通过计算机系统输出数据的技术。 与色散型红外光谱仪相比： 1、光通量大、检测灵敏度高，能够检测微量组分； 2、可获取全频域光谱信息、扫面速度快、可同步跟踪扫气相色谱馏分； 3、窄带汞镉碲（MCT）代替硫酸三甘肽（TGS）热释电检测器，最终实现了GC-FTIR的在线联机检测。 一、GC-FTIR的简介 GC-FTIR示意图及原理 气相色谱单元：对试样进行气相色谱分离； 联机接口：GC馏分在此检测； 傅里叶变换红外光谱仪：同步跟踪扫描、检测GC各馏分； 计算机数据系统：控制联机运行及采集、数据处理。 GC-FTIR联用的接口 “接口”是联用系统的关键部分，GC通过接口实现与FTIR间的在线联机检测。目前商品化的GC-FTIR接口有两种类型，光管接口和冷冻捕集接口。 1、光管 光管是作为GC-FTIR接口的光管气体池的简称，是目前应用最广泛的接口 GC-FTIR联用的接口 2.冷冻捕集接口 冷冻捕集接口又称低温收集器 冷冻捕集接口的关键部分是冷盘。据文献资料介绍，冷盘直径100mm，厚6mm，此盘被置于1.3×10-4Pa（1×10-6Torr）的真空舱内，借助于氦冷冻机将其保持在12K左右。 两种接口的比较 光管接口的优点：实时记录、价格相对便宜、易于操作； 不足： ①细内径的光管有光晕损失，使光管的透射率下降。 ②为了满足色谱的分辨能力，往往要牺牲被测馏分在光管内的浓度和滞留时间。为防止相邻色谱峰在光管中重合，往往采用稀释技术，即在GC管出口光管的入口旁接尾吹气、然而这将导致红外光谱测量信号降低和噪音增大。 ③为使样品在光管中保持气态，至少要使光管保持与色谱柱相同的温度。光管温度越高，光能量损失越大。 两种接口的比较 冷冻捕集接口优点：高信噪比，低检测限： ①基体隔离技术，由于样品分子在液体氩带上以斑点方式隔离存在，既没有分子间的相互作用又没有分子转动，所以谱峰尖锐，强度高。 ②检测限高。一般样品的检测限在100-200pg之间，对于强吸收样品，其检测限达到10-50pg。 冷冻收集接口有两个缺点：一是不能实时记录，操作繁琐、时间长；其二是仪器昂贵，实验费用高，不利于普及使用。 汞镉碲光导检测器（MCT） 1、必须使用一个灵敏度极高的检测器，这种特殊检测器还要具有极快的响应速度，以保证快速变化的色谱信号能被及时检测。 2、现在通用的气相色谱( 红外光谱检测器是汞镉碲光导检测器（MCT），其特点是灵敏度高，比检出度（D）较硫酸三苷肽（TGS）热释电型检测器高一个数量级以上，其信号响应快，足以跟上最快的毛细管色谱峰的变化。 连接管线主要有以下几点要求： 为了防止载气中气态样品冷凝，传输线和光管均需加热保温，也可将其安装在色谱炉内； 传输管线的内壁是化学惰性的，一般采用石英管、玻璃管或有惰性内衬的不锈钢管，防止色谱馏分在高温下被管壁催化分解； 连接管线的体积尽量小，以便将色谱的柱外效应降到最低。 GC-FTIR计算机数据采集与处理 1.数据采集 联机操作的第一步是数据采集。首先设置操作参数，如扫描速度、采集时间、采样点数、存储区间等等。 两种方式：一是连续采集方式，即将采集的所有干涉图信息存储在磁盘上；二是“阈值”采集方式，即人为设置一“阈值”，当被采集的GC峰在MCT检测器上产生的信号超过此“阈值”时，采集的数据才被存储在磁盘上。 1、数据采集三维图形 时间 2、化学图 随着色谱峰的绘出和显示器上红外谱图的显现，在FTIR绘图仪上按设定的“化学窗口”可同步绘出“化学图”，见下图，直至运行结束。 官能团色谱图 3、重建色谱图 由GC-FTIR数据重建这种色谱图的方法主要有两种类型：一种是吸收重建，即将数据采集过程中的全窗口吸收或某个窗口吸收对数据点进行积分，由此而重建的色谱图 不能实时检查 能全面反应色谱流出情况 干涉图重建，即Gram-Schmidt重建色谱图 在实际联机操作中，在数据采集结束后，一般先进行色谱图重建，借助红外重建色谱图即可以判定试样的组成，也可以依据该图进行数据处理，使某数据点对应的信息能得到进一步分析。 矢量差 FTIR光谱图的获得 根据红外重建色谱图确定色谱峰的数据点范围或峰尖位置，然后根据需要选取适当数据点处的干涉图信息进