現(xiàn)代儀器分析-GC4檢測(cè)器2B課件

現(xiàn)代儀器分析氣相色譜(GC)Gaschromatography第四節(jié)氣相色譜檢測(cè)器

組分電訊號(hào)。組分的分離效果與含量需要通過(guò)檢測(cè)器反映出來(lái);檢測(cè)器性能的好壞決定了色譜分析靈敏度的高低。檢測(cè)器位置檢測(cè)器的分類(lèi)

氣相色譜檢測(cè)器種類(lèi)繁多，最常用的幾種檢測(cè)器：1.熱導(dǎo)檢測(cè)器(Thermalconductivitydetector,TCD);2.氫火焰離子化檢測(cè)器(Flameionizeddetector,FID);按檢測(cè)器的響應(yīng)原理，可將其分為濃度型和質(zhì)量型檢測(cè)器。濃度型：檢測(cè)的是載氣中組分濃度的瞬間變化，即響應(yīng)值與濃度成正比（如TCD，ECD）質(zhì)量型：檢測(cè)的是載氣中組分進(jìn)入檢測(cè)器中速度變化，即響應(yīng)值與單位時(shí)間進(jìn)入檢測(cè)器的量成正比。（如FID，F(xiàn)PD,NPD）按應(yīng)用可分為：廣普型（通用型，如熱導(dǎo)檢測(cè)器）對(duì)所有物質(zhì)都有響應(yīng)專(zhuān)屬型（對(duì)特定物質(zhì)有高靈敏響應(yīng)，如電子俘獲檢測(cè)器；）。1.熱導(dǎo)檢測(cè)器(TCD)TCD是一種應(yīng)用較早的檢測(cè)器，現(xiàn)在仍在廣泛應(yīng)用。構(gòu)成：由池體和熱敏元件構(gòu)成。通常將參比臂和樣品臂組成Wheatstone電橋。如圖。

2.檢測(cè)原理2.1平衡時(shí)（無(wú)樣品通過(guò)時(shí)）:電橋如右圖。

不同的氣體有不同的熱導(dǎo)系數(shù)。鎢絲通電，加熱與散熱達(dá)到平衡后，兩臂電阻值：

R參=R測(cè);R1=R2

則：R參/

R測(cè)=R1/

R2

無(wú)電壓信號(hào)輸出；記錄儀走直線(xiàn)（基線(xiàn)）

TCD示意圖1.△λ=λ載-λ樣某些氣體與蒸氣的熱導(dǎo)系數(shù)(λ)，單位：J/cm·℃·s2.熱敏元件阻值：阻值高、電阻溫度系數(shù)大的熱敏元件，其靈敏度高。

與熱導(dǎo)池測(cè)定靈敏度有關(guān)因數(shù)TCD特點(diǎn)：通用性檢測(cè)器，線(xiàn)性范圍寬、價(jià)格便宜、應(yīng)用范圍廣，但靈敏度較低。TCD靈敏度的提高：較大的橋電流、較低的池體溫度、低分子量的載氣以及具有大的電阻溫度系數(shù)的熱敏元件可獲得較高的靈敏度。結(jié)構(gòu)：主體為離子室，內(nèi)有點(diǎn)火線(xiàn)圈、發(fā)射極又叫極化極（陰極），和收集極（陽(yáng)極）。色譜柱的有機(jī)物與H2-Air混合并燃燒，產(chǎn)生電子和離子碎片，在電場(chǎng)作用下形成電流，經(jīng)放大后測(cè)量電流信號(hào)。

基流：10-12~10-11A成分離子流

10-7A結(jié)構(gòu)：主體為離子室，內(nèi)有點(diǎn)火線(xiàn)圈、發(fā)射極又叫極化極（陰極），和收集極（陽(yáng)極）。(1)在發(fā)射極和收集極之間加有一定的直流電壓（100—300V）構(gòu)成一個(gè)外加電場(chǎng)(2)氫焰檢測(cè)器需要用到三種氣體：

N2：常作載氣；

H2：燃?xì)猓?/p>

空氣：助燃?xì)狻?/p>

調(diào)整三者的比例關(guān)系，以使檢測(cè)器靈敏度達(dá)到最佳。通常為1:1或1.5:103.電子捕獲檢測(cè)器(ECD)高選擇性檢測(cè)器ECD主要對(duì)含有較大電負(fù)性原子的化合物響應(yīng)。它特別適合于環(huán)境樣品中鹵代農(nóng)藥和多氯聯(lián)苯等微量污染物的分析。

僅對(duì)含有鹵素、磷、硫、氧等電負(fù)性元素的化合物有很高的靈敏度，檢測(cè)下限10-14

g/mL，

ECD原理及工作過(guò)程：從色譜柱流出的載氣(N2或Ar)被ECD內(nèi)腔中的放射源電離，形成次級(jí)離子和電子，產(chǎn)生10-8~10-9A

基流:含電負(fù)性組分AB進(jìn)檢測(cè)器：AB捕獲電子基流下降形成負(fù)峰，其信號(hào)與其濃度成正比。ECD特點(diǎn)：1）與FID相比，ECD對(duì)樣的破壞不大；2）線(xiàn)性范圍為兩個(gè)數(shù)量級(jí);3）要求載氣純度要高(>99.99%)，否則雜質(zhì)會(huì)降低基流；（通常將載氣通入480oC的紫銅屑除O2）。>濾光片放大器記錄儀光電管石英窗H2Air載氣+組分出口5.火焰光度檢測(cè)器（FPD）FPD對(duì)含S、P化合物具有高選擇性和高靈敏度的檢測(cè)器，也稱(chēng)硫磷檢測(cè)器。主要用于SO2、H2S、石油精餾物的含硫量、有機(jī)硫、有機(jī)磷的農(nóng)殘分析等。FPD結(jié)構(gòu)：噴嘴+濾光片+光電管。原理：

待測(cè)物在低溫富氫火焰中燃燒產(chǎn)生S、P化合物的分解產(chǎn)物，發(fā)射S、P特征分子光譜。測(cè)量光譜的強(qiáng)度則可進(jìn)行定量分析。>濾光片放大器記錄儀光電管石英窗H2Air載氣+組分出口六、檢測(cè)器的性能指標(biāo)：

理想的檢測(cè)器應(yīng)具有的條件：1）適合的靈敏度：對(duì)一些組分十分靈敏，而對(duì)其它則不，其間應(yīng)相差達(dá)107倍；2）穩(wěn)定、重現(xiàn)性好，選擇性好；3）線(xiàn)性范圍寬，可達(dá)幾個(gè)數(shù)量級(jí)；4）可在室溫到400oC下使用；5）響應(yīng)時(shí)間短，且不受流速影響；6）不破壞樣品。

（但任何檢測(cè)器都不可能同時(shí)滿(mǎn)足上述所有要求）檢測(cè)器性能評(píng)價(jià)指標(biāo)（一）靈敏度（或響應(yīng)值）S：評(píng)價(jià)檢測(cè)器質(zhì)量和與其它類(lèi)型檢測(cè)器相比較的重要指標(biāo)。在一定范圍內(nèi)，信號(hào)R與進(jìn)入檢測(cè)器的量Q呈線(xiàn)性關(guān)系S=△R/△Q

S

表示單位質(zhì)量或濃度的物質(zhì)通過(guò)檢測(cè)器時(shí)，產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)的大小。（1）濃度型檢測(cè)器：S=h/C單位：mV/（mg/cm3）；（2）質(zhì)量型檢測(cè)器：S=A/m單位：mV/（mg/s）；最低檢測(cè)限（或敏感度）D

：N為檢測(cè)器的噪音，指由各種因素