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1、气相色谱法气相色谱法第十一章第十一章Gas Chromatography 池体：池体：一般用一般用不锈钢不锈钢制成，有双臂热制成，有双臂热导池和四臂热导池导池和四臂热导池。热敏元件：热敏元件：电阻率高、电阻温度系数电阻率高、电阻温度系数大、且价廉易加工的钨丝制成。大、且价廉易加工的钨丝制成。一一 热导池检测器热导池检测器（thermal conductivity detector,TCD）电源电源参比参比R1试样试样R2检测检测参考臂：参考臂：仅允许纯载气通过，通常连接在进样装置之前。仅允许纯载气通过，通常连接在进样装置之前。测量臂：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
2、口处。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。1.热导检测器的结构热导检测器的结构11.2 气相色谱检测器钨丝通电，钨丝通电，加热与散热达到平衡后，加热与散热达到平衡后，两臂两臂电阻值：电阻值：不同的气体或蒸汽具有不同的热导系数不同的气体或蒸汽具有不同的热导系数金属丝的电阻值随温度升高而增大金属丝的电阻值随温度升高而增大R参参=R测测 ;R1=R2 则：则：R参参R2=R测测R1无电压信号输出；无电压信号输出；记录仪走直线（基线）记录仪走直线（基线）进样前进样前广普型广普型检测器检测器2.热导检测原理热导检测原理 11.2 气相色谱检测器 载气携带试样组分流过测量臂载气携带试
3、样组分流过测量臂,而这时参考臂流过的仍是纯载气，使测而这时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，产生电量臂的温度改变，引起电阻的变化，测量臂和参考臂的电阻值不等，产生电阻差，阻差，R参参R测测 ，则：则：有电压信号输出，出现色谱峰。有电压信号输出，出现色谱峰。R参参R2R测测R1进样后进样后2.热导检测原理热导检测原理 11.2 气相色谱检测器检测器的响应值检测器的响应值S I 3。I，钨丝的温度钨丝的温度，钨丝与池体之间的温差钨丝与池体之间的温差，有有利于热传导，检测器灵敏度提高；但桥路电流太高时，稳定性下降，基线不利于热传导，检测器灵敏度提
4、高；但桥路电流太高时，稳定性下降，基线不稳，还可能造成钨丝烧坏。稳，还可能造成钨丝烧坏。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。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.影响影响TCD灵敏度的因素灵敏度的因素（1）桥路电流）桥路电流I（2）池体温度）池体温度11.2 气相色谱检测器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（电阻差）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（电阻差）也就越大，检
5、测灵敏度越高。也就越大，检测灵敏度越高。选择氢气作载气选择氢气作载气热导率最大热导率最大灵敏度最高灵敏度最高导热快导热快可用大桥流可用大桥流危险危险严格检漏严格检漏（3）载气种类）载气种类11.2 气相色谱检测器 在发射极和收集极之间加有一定的直流在发射极和收集极之间加有一定的直流电压（电压（100-300 V）构成一个外加电场。构成一个外加电场。N2：载气：载气H2：为燃气：为燃气空气：助燃气空气：助燃气二二、氢火焰离子化检测器、氢火焰离子化检测器（hydrogen flame ionization detector，FID）1.氢焰检测器的结构氢焰检测器的结构 11.2 气相色谱检测器 被
6、测组分被载气被测组分被载气氮气携带氮气携带，从色谱柱流出，从色谱柱流出，与氢气混合与氢气混合后一起进入离子后一起进入离子室，由毛细管喷嘴喷出。氢气在室，由毛细管喷嘴喷出。氢气在空气的助燃空气的助燃下经引燃后进行燃烧，以燃烧所下经引燃后进行燃烧，以燃烧所产生的高温火焰为能源，使被测有机物组分电离成正负离子，产生的离子在产生的高温火焰为能源，使被测有机物组分电离成正负离子，产生的离子在收集极和发射极之间的外加电场作用下定向运动而形成电流。收集极和发射极之间的外加电场作用下定向运动而形成电流。在一定范围内，微电流的大小与进入离子室的被测组分质量成正比，所在一定范围内，微电流的大小与进入离子室的被测组
7、分质量成正比，所以氢焰检测器是质量型检测器。以氢焰检测器是质量型检测器。离子电流信号输出到记录仪，得到峰面积与组分质量成正比的色谱流出离子电流信号输出到记录仪，得到峰面积与组分质量成正比的色谱流出曲线。曲线。2.工作原理工作原理 11.2 气相色谱检测器N2 流速的选择主要考虑分离效能流速的选择主要考虑分离效能 氮气氮气 氢气氢气 =1 11 1.5；氢气氢气 空气空气 =1 10各种气体流速和配比各种气体流速和配比检测器温度检测器温度一般不低于一般不低于100，防止水蒸气冷凝，防止水蒸气冷凝 3.影响影响FID灵敏度的因素灵敏度的因素极化电压极化电压极化电压大灵敏度高（极化电压大灵敏度高（1
8、50-300V）11.2 气相色谱检测器（1）典型的质量型检测器）典型的质量型检测器;（2）具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速等特点；）具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速等特点；（3）对有机化合物有很高的灵敏度对有机化合物有很高的灵敏度。比热导检测器的灵敏度高出近。比热导检测器的灵敏度高出近3个数个数量级，检测下限可达量级，检测下限可达10-12gg-1；（4）对四氯化碳等不含氢或含氢少的物质灵敏度显著的低，甚至无响应）对四氯化碳等不含氢或含氢少的物质灵敏度显著的低，甚至无响应。对非火焰气体，无机气体如对非火焰气体，无机气体如CO2、SO2、NOx也不灵敏。也不灵敏。4.FID
9、的特点的特点11.2 气相色谱检测器H2O能测吗？能测吗？三三、电子捕获检测器（、电子捕获检测器（electron capture detector,ECD）1.电子捕获检测器的结构电子捕获检测器的结构 浓度型浓度型检测器检测器用用 63Ni 或或 3H 的的 放射源，在载气中产生离子和电子束。放射源，在载气中产生离子和电子束。11.2 气相色谱检测器无分析物时，电流稳定不变；无分析物时，电流稳定不变；当有机物特别是具有电子捕获能力的有机物存在时，背景电流减小。当有机物特别是具有电子捕获能力的有机物存在时，背景电流减小。2.工作原理工作原理 （1）ECD是高选择性检测器是高选择性检测器（2）仅
10、对含有）仅对含有卤素、磷、硫、氧卤素、磷、硫、氧等元素的化合物有很高的灵敏度，等元素的化合物有很高的灵敏度，检测下限检测下限10-14 g/mL（3）对大多数烃类没有响应。）对大多数烃类没有响应。3.特点特点 较多应用于农副产品、食品及环境中较多应用于农副产品、食品及环境中农药残留量农药残留量的测定的测定。11.2 气相色谱检测器四、火焰光度检测器四、火焰光度检测器(flame photometric detector,FPD)化合物中硫、磷在富氢火焰中被还原，激发后，形成化合物中硫、磷在富氢火焰中被还原，激发后，形成S S2 2*，及及HPO*HPO*碎片，碎片，当回到基态时辐射出当回到基态
11、时辐射出394394nmnm、526526nmnm左右的光谱，可被检测。左右的光谱，可被检测。特点：对含硫、磷化合物的高选择性检测器特点：对含硫、磷化合物的高选择性检测器11.2 气相色谱检测器 掌握四种检测器的工作原理，了解影响检测器灵敏度的因素掌握四种检测器的工作原理，了解影响检测器灵敏度的因素 TCD是是通用型通用型检测器，对所有物质都响应；检测器，对所有物质都响应；FID是是准通用型准通用型检测器，对几乎所有有机物都响应，灵敏度高于检测器，对几乎所有有机物都响应，灵敏度高于TCD；ECD适用于测定带有电负性基团的化合物适用于测定带有电负性基团的化合物;FPD是含硫、磷试样的专属型检测器。是含硫、磷试样的专属型检测器。11.2 气相色谱检测器Summary of the Key Points