[理学]第4章-气相色谱法.ppt

第4章 气相色谱分析法 Gas Chromatography 4.1.1气相色谱立体结构流程 气相色谱平面结构流程 1、 载气系统 2、进样系统 3、分离柱 4、温度控制系统 控制温度主要指对色谱柱炉，气化室，检测器三处的温度控制。色谱柱的温度控制方式有恒温和程序升温二种。对于沸点范围很宽的混合物，往往采用程序升温法进行分析。程序升温指在一个分析周期内柱温随时间由低温向高温作线性或非线性变化，以达到用最短时间获得最佳分离的目的。 5、检测系统和数据处理系统 这个系统是指样品经色谱柱分离后，各成分按保留时间不同，顺序地随载气进人检测器检测器把进入的组分按时间及其浓度或质量的变化，转化成易于测量的电信号，经过必要的放大传递给记录仪或计算机，最后得到该混合样品的色谱流出曲线及定性和定量信息。 4.2 气相色谱固定相 色谱分离过程是在分离柱中进行的，分离效果主要取决于柱中固定相的性质。 气相色谱固定相分为两类： 气固色谱固定相（采用固体吸附剂） 液固色谱固定相（采用涂附在固体担体 表面的固定液进行气液分配） 固定液的相对极性  固定液的相对极性或选择性，用来描述和区别固定液的分离特征。目前大都采用相对极性和固定液特征常数表示。 固定液的相对极性P：规定非极性固定液角鲨烷的极性为0，强极性固定液β，β′-氧二丙腈的极性为100．其他固定液相对极性Px按下式计算: 角鲨烷和β,β’-氧二丙睛结构式 角鲨烷（异三十烷）squalane 2，6，10，15，19，23-六甲基二十四烷 硅油 silicone β，β′-氧二丙晴 β，β′-oxydipropionitrle 4.3 气体色谱检测器 气相色谱检测器是把载气里被分离的各组分的浓度或质量转换成电信号的装置。目前检测器的种类多达数十种。根据检测原理的不同，可将其分为浓度型检测器和质量型检测器两种： （l）浓度型检测器 测量的是载气中某组分浓度瞬间的变化，即检测器的响应值和组分的浓度成正比。如热导检测器和电子捕获检测器。 （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，即检测器的响应值和单位时间内进入检测器某组分的量成正比。如火焰离子化检测器和火焰光度检测器等。 热导池的结构和工作原理 热导池由池体和热敏元件构成，可分双臂和四臂热导池两种。由于四臂热导池热丝的阻值比双臂热导池增加一倍，故灵敏度也提高一倍。目前仪器中都采用四根金属丝组成的四臂热导地。其中二臂为参比臂，另二臂为测量臂，将参比臂和测量臂接人惠斯电桥，由恒定的电流加热组成热导地测量线路，如前图所示。 2．火焰离子化机理 至今还不十分清楚其机理，普遍认为这是一个化学电离过程。有机物在火焰中先形成自由基，然后与氧产生正离子，再同水反应生成H30+离子。以苯为例，在氢火焰中的化学电离反应如下： 3.影响操作条件的因素 离子室的结构对火焰离子化检测器的灵敏度有直接影响，操作条件的变化，包括氢气、载气、空气流速和检测室的温度等都对检测器灵敏度有影响 4.3.4 电子捕获检测器(ECD) 电子捕获检测器也称电子俘获检测器，它是一种选择性很强的检测器，对具有电负性物质（如含卤素、硫、磷、氰等的物质）的检测有很高灵敏度（检出限约1O-14g·cm-3）。它是目前分析痕量电负性有机物最有效的检测器。电子捕获检测器已广泛应用于农药残留量、大气及水质污染分析，以及生物化学、医学、药物学和环境监测等领域中。它的缺点是线性范围窄，只有103左右，且响应易受操作条件的影响，重现性较差。 1．电于捕获检测器的结构与工作原理 实际上它是一种放射性离子化检测器，与火焰离子化检测器相似，也需要一个能源和一个电场。能源多数用63Ni或3H放射源，其结构如下图。 检测器内腔有两个电极和筒状的β放射源。β放射源贴在阴极壁上，以不锈钢棒作正极，在两极施加直流或脉冲电压。放射源的β射线将载气（N2或Ar）电离，产生次级电子和正离子，在电场作用下，电子向正极走向移动，形成恒定基流。当载气带有电负性溶质进入检测器时，电负性溶质就能捕获这些低能量的自由电子，形成稳定的负离子，负离子再与载气正离于复合成中性化合物，使基流降低而产生负信号——倒峰 。 2．捕获机理 捕获机理可用以下反应式表示： 2、热离子检测器（TID） 主要用于测定氮、磷。高温下含氮、磷化合物受热分解，在硅酸铷的作用下，产生大量电子，信号骤增，进行高灵