现代农业仪器分析 课件10章气相色谱.ppt

第十章 气相色谱法 是以气体作为流动相的色谱分析方法。 利用物质的沸点、极性或组分在固定相上溶解性的差异，实现多组分混合物的分离。 用于气体和易挥发物质的分离与分析。 §10.1 气相色谱仪器 一台气相色谱仪由六部分组成，包括，气路系统、进样系统、分离系统、检测系统、记录及数据处理系统以及各个独立的温度控制系统。 一、气路系统 包括气源、稳压和稳流装置、气体净化装置、气体流速控制和测量装置。 载气：携带组分在色谱系统中连续运行的惰性气体,常用N2、He。 进入色谱柱前须经过净化处理。用铜粉、硅胶等除去载气中的有机物；分子筛除去水份。 §10.3 气相色谱检测器 §10.4 气相色谱实验技术 二、样品衍生化方法 §10.5 毛细管柱气相色谱法 ? 由于中心是空的，载气和样品分子在色谱柱中运行不受限制，解决了组分在填充柱中受到载体颗粒阻碍，峰扩展，柱效降低的问题。 ? 由于相比大、渗透性好、分析速度快、总柱效高等优点，解决了石油组成、天然产物、污染大气、体液等复杂物质的分离和分析问题。 思考题与习题 167页－1、3、4、6、7题 2、FPD的工作原理 含S、P的组分进入富氢火焰，被空气中O2氧化成SO2和P2O5，然后被H2还原。 RS + 2O2 SO2 + CO2 RP + O2 P2O5 + CO2 2SO2 + 4H2 2S + 4H2O P2O5 + 8H2 2HPO + 3H2O S + S S2* S2 + h? λmax＝394 nm HPO HPO* HPO + h? λmax＝526 nm 信号强度与P和 S的质量成正比，但与S的质量呈非线性关系。 3、测量条件的选择 ? FPD是双火焰，有二路空气。 ? 空气1的流量控制在80－90ml/min，形成富氢焰，H2：O23。 ? 空气2流量控制在150－160ml/min，形成富氧焰。 ? 气体流速和FPD温度是影响灵敏度的主要因素。 FPD对含磷、含硫有机化合物有高选择性响应，检测限可达10-12g/s (对P) 或 10-11g/s (对S)。 五、氮磷检测器/NPD 1、NPD的结构 与FID有2点不同： ? 比FID多了一个热离子电离源，在火焰喷嘴上安装一个碱盐珠和加热系统； ? 微电流放大器的电源对喷嘴的极性可调。 碳酸铷和SiO2按一定比例制成的铷珠。 极性可调 2、NPD的工作原理 在二极之间加10伏电压，大电流加热Rb珠。 载气携带含氮组分在Rb珠周围的还原火焰中充分燃烧，生成稳定的氰游离基，并从Rb原子获得1个电子，产生Rb+和CN－离子。 CN－在电场作用下向收集极迁移，释放出电子与H原子结合生成HCN，输出电流正比于收集极的离子数。 Rb* + CN· Rb+ + CN－ CN－ + H HCN ·PO + e PO－ 3、测量条件的选择 ? 氢气和空气流量影响电离源周围的气体成分，尤其是H2气流速的变化，使基流大幅度地升降。 ? H2气流速控制在2.5－4.5ml/min为最佳。 ? 空气流速控制在60－200ml/min为宜，空气的作用是维持“冷氢焰”，降低电离源表面温度。 六、检测器性能指标 1、灵敏度 单位质量（或浓度）物质通过检测器所产生信号的大小，称为检测器对该物质的“灵敏度”。 S =ΔR/ΔQ S QL Q0 显然，同一检测器对不同组分具有不同的响应值。 浓度型检测器: 响应信号正比于单位体积载气中组分的浓度，比例系数为检测器的灵敏度SC。 液体样品：mV·mL/mg 气体样品：mV·mL/mL C1—记录仪灵敏度，mV/cm； F0—载气流速，mL/min； C2—记录仪纸速的倒数，min/cm； m—进样量，mg或ml A—色谱峰峰面积，cm2 物理意义：每ml载气中1mg组分产生信号mV数。 ? 进样量与A成正比——定量分析基础。 ? 进样量一定时，峰面积A与载气流速成反比，要求载气流速保持恒定。 质量型检测器：响应信号正比于单位时间进入检测器组分的质量，比例系数为灵敏度Sm。 mV·s/g 物理意义：每秒钟有1g样品进入检测器所产生信号的mV数。 ? 进样量一定时，A与载气流速无关。 2、检出限 D （敏感度） 检测器恰好能产生3倍噪声信号时，单位体积载气或单位时间进入检测器的物质量。 检测器噪声越小，检出限越