氣相色譜儀組成及結(jié)構(gòu)

關于氣相色譜儀組成及結(jié)構(gòu)第一頁，共三十四頁，2022年，8月28日了解結(jié)構(gòu)的目的：（三個有利于）

有利于對色譜理論的把握和理解有利于更好地使用和操作儀器有利于儀器的修理和維護第二頁，共三十四頁，2022年，8月28日

一，儀器組成通過分析樣品的一個完整流程→整體結(jié)構(gòu)1，氣路系統(tǒng)

載氣和檢測器所用氣體的氣源（N2,H2,HE2,AIR等）及氣流控制裝置，壓力表，針型閥，穩(wěn)流閥，電磁閥，電子流量計

2，進樣系統(tǒng)

自動進樣器，進樣閥，各種進樣口（填，毛，冷柱上，程升進樣口，頂空進樣口）吹掃—捕集，裂解等輔助進樣裝置。作用：有效地將樣品導入色譜柱進行分離。

3，柱系統(tǒng)

柱加熱，色譜柱，進樣口和檢測器的接頭。色譜柱本身的性能是分離成敗的關鍵，是儀器的心臟。柱子斷了進行連接就好比心臟搭橋手術。

4，檢測系統(tǒng)

TCD,FID,NPD,FPD,ECD,MSD（質(zhì)譜檢測器），ACD（原子發(fā)射光譜檢測器）

5，控制系統(tǒng)

主要是檢測器，進樣器和柱溫的控制，檢測信號的控制等。

6，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，對色譜儀的原始信號進行檢測畫出色譜圖，并獲得相應的定性定量數(shù)據(jù)。第三頁，共三十四頁，2022年，8月28日二,

氣路系統(tǒng)1，氣源｛鋼瓶或氣體發(fā)生器

A.載氣與N2和H2的區(qū)別？H2既做燃氣又可做載氣，做載氣同時做燃氣。（馬是白馬，白馬非馬）

B.分子篩的活化：置于坩堝放入馬弗爐內(nèi)，加熱400-600攝氏度，活化4-6小時，待涼即裝入凈化器內(nèi)。

C.硅膠的活化：140攝氏度2小時烘箱變藍

2，氣路控制系統(tǒng)氣路流程圖，以FID為例，N2,H2,AIR的全過程。

N2.鋼瓶---減壓閥壓力表---穩(wěn)壓閥---穩(wěn)流閥---轉(zhuǎn)子流量計---汽化室---色譜柱---檢測室---放空

H2.鋼瓶---減壓閥壓力表---穩(wěn)壓閥---穩(wěn)流閥---檢測室---放空

AIR.鋼瓶---減壓閥壓力表---穩(wěn)壓閥---穩(wěn)流閥---檢測室---放空第四頁，共三十四頁，2022年，8月28日氣路系統(tǒng)3，檢漏重要性？防爆炸防漏氣防不出峰等等

A.用的材料，肥皂水洗潔精異丙醇+水=1：1B.方法，分段查每一接口4，EPC系統(tǒng)電子壓力傳感器和電子流量控制器優(yōu)點：

A.流量控制準確，重現(xiàn)性好

B.可實現(xiàn)載氣的多模式操作，恒流恒壓壓力編程等

C.儀器體積小

D.自動化程度高

E.更省氣

F.操作更安全

G.分析結(jié)果更可靠因價格高國內(nèi)目前較少采用第五頁，共三十四頁，2022年，8月28日三，進樣系統(tǒng)（汽化室）

總的要求：

A.熱容量較大

B.死體積較小

C.不使樣品分解第六頁，共三十四頁，2022年，8月28日進樣口結(jié)構(gòu)及技術指標1,五同心散熱帽導向墊玻璃內(nèi)襯管柱接頭柱子五同心

2,溫度范圍350—420攝氏度（柱子溫度一般不超過400攝氏度）流量0—200ML/MIN3,死體積內(nèi)襯管的空間0.2—1微升，死體積應足夠小，以保證進入色譜柱的初始譜帶盡可能窄，從而減少柱外效應；但體積太小又會因樣品汽化后體積膨脹而引起壓力劇烈變動，嚴重時會造成樣品的“倒灌”，反而增大了柱外效應。

4,惰性內(nèi)壁應有足夠的惰性，不對樣品發(fā)生吸附作用或化學作用，也不能對樣品的分解有催化作用，故加入內(nèi)襯石英玻璃管。第七頁，共三十四頁，2022年，8月28日進樣口結(jié)構(gòu)及技術指標5，隔墊吹掃的功能，硅橡膠的影響

A,不可避免地會含有一些殘留溶劑或低分子齊聚物

B，汽化室高溫的影響，硅橡膠會產(chǎn)生部分降解，進入柱內(nèi)形成鬼峰。故此二點影響正常分析，用吹掃功能消除此影響2—3ML/MIN。

C，定期檢查隔墊是否漏氣，及時更換。第八頁，共三十四頁，2022年，8月28日進樣口結(jié)構(gòu)及技術指標6，分流比的設定，常用20—200：1，快速GC5000：1或更高，

A，分流歧視：指在一定分流比條件下，不同樣品組分的實際分流比是不同的，會造成進入色譜柱的樣品組成不同于原來的樣品組成，從而影響定量分析的準確度。造成的原因：（1）不均勻汽化（進樣是動態(tài)的），汽化不太完全的組分比完全汽化的組分可能多分流掉一些樣品。極性不同沸點各異導致汽化速度差異。（2）不同樣品組分在載氣中的擴散速度不同（擴散速度與溫度成正比，故盡量快速汽化）-----》高汽化溫度，合適的襯管（3）分流比的大小影響分流歧視，分流比小一些有利。分流比越大越有可能造成分流歧視，在樣品濃度和柱容量允許的條件下，分流比小一些有利。

B，分流比的測定：在分流出口用皂膜流量計測定分流流量，再測定柱內(nèi)流量（因柱內(nèi)流量很小，用皂膜流量計測定的誤差較大，故常用測定死時間的辦法進行流量計算）二者之比為分流比。嚴格地講：兩個流量值應校正到相同的溫度和壓力條件下。

C，注意事項：具體分析中要消除分流歧視，還應注意色譜柱的初始溫度盡可能高一些，這樣，汽化室和柱溫之差會小一些，可避免汽化后的樣品發(fā)生部分冷凝。第九頁，共三十四頁，2022年，8月28日進樣口結(jié)構(gòu)及技術指標7，色譜柱的安裝：“位置”（1）入口端過分流點4-5CM

（2）保證柱入口端處于汽化室的中央，即汽化室內(nèi)色譜柱與襯管是同軸心（3）柱后過尾吹點9-10CM第十頁，共三十四頁，2022年，8月28日常用GC進樣口

目前我公司有三種:

一種是填充柱不分流進樣口一種是毛細柱分流進樣口一種是閥進樣第十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日填充柱不分流進樣口1,填充柱不分流進樣口，

A,內(nèi)襯管需要定期清洗，防止硅膠墊碎末長期導致襯管堵塞，造成出峰小或不出峰的故障。

B,安裝內(nèi)襯管時要注意，不要太緊，松緊適當不漏氣為宜。

C,汽化墊要定期更換，可根據(jù)進樣的頻率來確定更換時間。

D,散熱帽固定汽化墊時要松緊適當，太緊不易扎針，太松容易漏氣。

E,填充柱不分流進樣口是最簡單的進樣口，所有汽化的樣品均進入色譜柱。

F,可接玻璃或不銹鋼填充柱

G,可接大口徑毛細柱直接進樣第十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日毛細柱分流進樣口2，毛細柱分流進樣口，

A.定期檢查分流和隔膜吹掃上的活性炭。

B.最常用的毛細管柱進樣口:

(1)分流進樣最為普遍操作簡單，但有分流歧視和樣品可能分解的問題

(2)不分流進樣雖然操作復雜一些，但分析靈敏度高，常用于痕量分析第十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日閥進樣3閥進樣，常用六通閥定量引入氣體或液體樣品重現(xiàn)性好，容易實現(xiàn)自動化但進樣對峰展寬的影響大,常用于永久氣體的分析以及化工工藝過程中物料流的檢測A自動進樣B手動進樣可以直接與色譜柱相連也可以接到色譜儀進樣口

A:注意事項：（1）閥串聯(lián)在氣路流程中（2）閥體與進樣口之間的連接管越短越好（3）連接管路最好也有控溫系統(tǒng)（4）多用填充柱分析常要求載氣流速大于20ml/min才能有效的將樣品轉(zhuǎn)移到色譜柱

B:閥的結(jié)構(gòu)：（1）載氣入口（2）接色譜柱（3）樣品注入口（樣品人）（4）放空（5）樣品定量管第十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日關于峰展寬4,進樣口對峰展寬的影響

A.峰展寬的機理有兩種：

(1)時間上的展寬：是由樣品蒸汽從進樣口到色譜柱的轉(zhuǎn)移速度決定的，越快初始峰寬越小；

(2)空間上的展寬：是樣品進入柱頭時產(chǎn)生的。如不分流和冷柱上進樣時，樣品進入柱頭會發(fā)生部分冷凝，冷凝的液體樣品會在載氣的吹掃下移動，從而在一定的長度上分布，這一長度就是初始峰寬。如樣品與固定相的相容性不好，還會形成液滴分布，使初始峰寬進一步加大，嚴重的還會造成分裂峰

B.填充柱的峰展寬可忽略，毛細柱有影響

c.如何消除？使進入色譜柱的樣品初始譜帶盡可能窄

(1)進樣量小一些

(2)進樣口溫度高一些，

(3)載氣流速快一些

(4)汽化室體積小一些

(5)分流比大一些都對窄的初始譜帶寬度有利第十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日關于襯管5襯管多為玻璃或石英材料制成作用：

A.保護色譜柱干凈很重要及時清洗和更換

B.內(nèi)表面的活性點可能導致樣品被吸附或分解故進行脫活處理常用硅烷化法在高溫下工作時硅烷化的有限期只有幾天在分析極性樣品時注意及時更換襯管或重新硅烷化

C.襯管中是否填充填料依據(jù)待情況而定

(1)一般填少量經(jīng)硅烷化處理的石暎玻璃毛可防止注射器針尖的歧視作用加速樣品汽化還可避免顆粒物質(zhì)堵塞色譜柱（

(2）樣品中難揮發(fā)物含量高時還可填充一些固體吸附劑或色譜固定相以達到樣品預分離的效果

D.襯管容積是影響分析質(zhì)量的重要參數(shù)基本要求是襯管容積至少要等于樣品中溶劑汽化后的體積

（1）襯管容積太小會引起汽化樣品的“倒灌”以及柱前壓寬度（2）容積太大產(chǎn)生不必要的柱外效應使樣品初始譜帶展寬一般汽化后溶劑膨脹150—500倍第十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日進樣注意的問題（針對常規(guī)液體樣品）

液體樣品用微量注射器氣體用ml級注射器進樣分為手動和自動此處指的是手動進樣第十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日進樣注意的問題1.注射速度快2.取樣準確而重現(xiàn)無氣泡3.避免樣品之間的相互干擾洗針：

a.取樣要先用樣品溶劑洗針至少三次，抽滿針管的2/3排出，再用要分析的樣品洗針至少3次然后取樣，

b.取樣多次上下抽動這樣基本上可消除記憶效應，

c.每個樣品（不同的）用一個針4.選用合適的注射器，進樣量≤1VL選1VL或5VL進樣量≥1VL選5VL或10VL第十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日進樣注意的問題5.減少注射歧視。

A.定義：指注射針插入色譜儀進樣口時，針尖內(nèi)的溶劑和樣品中的易揮發(fā)組分首先開始汽化，無論注射速度多快，不同沸點的組分總是有汽化速度的差異。當注射完畢抽出針尖時，注射器中殘留樣品的組成就與實際樣品的組成有所不同。顯然，高沸點組分在針尖內(nèi)殘留的要多一些。即：進入色譜柱的樣品中的高沸點組分含量可能低于實際樣品，從而造成定量分析的誤差。

B.怎樣減少？（1）熱針進樣，把針先預熱，比如放在汽化室附近（2）溶劑沖洗進樣技術：先取一定量的溶劑再取樣品，再注射樣品時溶劑有可能將樣品全部沖洗進入汽化室。應注意溶劑量太大造成色譜柱超載。

6.特殊樣品（1）熱解析儀，空氣環(huán)境質(zhì)量分析（2）萃取進樣儀（3）頂空進樣儀第十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日四，柱系統(tǒng)分三部分

1.柱箱

2.色譜柱

3.柱與進樣口和檢測器的連接頭第二十頁，共三十四頁，2022年，8月28日柱箱尺寸與控溫參數(shù)1，柱箱尺寸（大?。╆P系到安裝幾根柱子，操作是否方便，除6801型6800ATCD外一般帶毛細柱汽化室的都可同時接一根毛細柱，一根填充柱，經(jīng)改裝6890可同時接兩根毛細柱，兩個放大器。2，控溫參數(shù)：恒溫分析和程序升溫分析第二十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日色譜柱的類型與選擇3，常規(guī)實驗室有三種毛細柱可應付85%以上的氣相色譜分析任務SE—30(OV—1)SE—54OV—17(OV—1701)再加一根PEG—20M可應付95%以上的分析任務，根據(jù)“相似相溶”原則選擇色譜柱。第二十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日色譜柱操作注意事項1，安裝，填充柱：注意柱子的連接順序，不能接反。毛細柱：注意分流點，尾吹點。為什么不能接反？因接真空泵一端填充得比較緊密，相當于柱出口壓力增大，線速均勻，柱效高；反之如果把色譜柱方向倒轉(zhuǎn)接上，柱效會下降10-20%2，維護柱子老化60℃起5-10℃/min升至老化溫度

A,填充柱：斷開檢測器N2,10-20ml/min，以程序升溫的方式緩慢將柱溫升至比使用溫度高20℃但不能高于最高使用溫度，并在此溫度下老化4—8小時

B，毛細柱：比最高分析溫度高20℃或最高使用柱溫的條件下老化柱子2小時

3，注意事項

A,老化前清洗系統(tǒng)中的氧氣，至少數(shù)十分鐘（20min）如柱子被打開暴露到空氣中很長時間（幾天）那么需更長時間（1-2h）來清洗系統(tǒng)以排除所有的氧氣

B,關機前柱溫降到50℃以下，再切斷載氣，防止空氣擴散進入，固定液被氧化降解

C，修理（用聚酰亞胺黏合劑）一般斷后重新購買，作為普通操作使用者接斷了的毛細柱存在很大的技術問題，購買新柱即可。第二十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日五，檢測系統(tǒng)柱子是心臟，檢測器是眼睛對檢測器總的要求

1，靈敏度高

2，噪音低

3，線性范圍寬

4，對各類物質(zhì)都有訊號，但對流速和溫度變化不敏感。理想型的難以做到。

5，F(xiàn)ID,TCD為通用型；

6，NPD,FPD,ECD為選擇型。第二十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日常用氣相色譜檢測器的特點和技術指標

檢測器類型最高操作溫度（℃）最低檢測限線性范圍主要用途FID質(zhì)量型準通用型450丙烷《5pg/s碳107（10%）各種有機化合物的分析，對碳氫化合物的靈敏度高TCD濃度型通用型400丙烷《400pg/ml壬烷20000mv*ml/mg105（25%）適用于各種無機氣體和有機物的分析，多用于永久性氣體的分析ECD濃度型選擇型400六氯苯《0.04pg/s>104適合分析含電負性元素或基團的有機化合物，多用于分析含鹵素化合物微型ECD質(zhì)量型選擇型400六氯苯《0.008pg/s>5*104同ECDNPD質(zhì)量型選擇型400用偶氮苯和馬拉硫磷的混合物測定《0.4pg/s氮《0.2pg/s磷>105適合于含氮和含磷化合物的分析FPD濃度型選擇型250用十二烷硫醇和三丁基磷酸酯的混合物測定《20pg/s硫《0.9pg/s磷硫》105磷》106適合于含硫含磷和含氮化合物的分析脈沖FPD（PFPD）濃度型選擇型400對硫磷《0.1pg/s磷對硫磷《1pg/s硫硝基苯《10pg/s磷105硫103氮102同F(xiàn)PD第二十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日檢測系統(tǒng)1,FID,NPD,FPD,ECD,可用毛細柱進行分析檢測，因毛細柱內(nèi)流量小，不能滿足檢測器要求，故需加尾吹氣(又叫補充氣，輔助氣)。 經(jīng)驗值(尾吹氣使用)：

FID,FPD,NPD載氣+尾吹氣=30ml/min;ECD載氣+尾吹氣=40—60ml/min

尾吹氣的作用：（1）保證檢測器在高靈敏度狀態(tài)下工作（2）消除檢測器死體積的柱外效應第二十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日檢測系統(tǒng)2，F(xiàn)ID使用注意事項：

A，H2O,NH3,CO,CO2,CS2,CCI4不能使用，響應很小或無響應

B，安全問題（H2）

C,N2:H2:AIR=1:1:10D,防止污染，檢測器溫度大于柱溫一般20℃E，噴嘴和氣路管道的清洗：用丙酮，氯仿，乙醇浸泡，并在超聲波水浴中超聲10min以上，不銹鋼絲穿透，酒精燈燒掉噴嘴內(nèi)的油狀物，砂紙打磨碳化物。第二十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日檢測系統(tǒng)3，TCD注意事項：

A，先通氣，確保熱絲不被燒掉

B，載氣徹底除氧，保證高純

C,載氣種類，傳熱系數(shù)差異第二十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日檢測系統(tǒng)4，NPD注意事項：

A，選擇性

B，銣珠的溫度變化對檢測靈敏度的影響較大

C，溫度高，靈敏度就高，銣珠的壽命就短

D，空氣載氣和尾吹氣大降低靈敏度

E，H23-4mi/mi