气相色谱检测器和应用课件

2）空气流速：流速越大。灵敏度越大，到一定值 时，空气流速对灵敏度影响不大。一般地，
H2:Air = 1:10。
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3）极化电压：在50V以下时，电压越高，灵敏度 越高。但在50V以上，则灵敏度增加不明显。 通常选择100～ 300V的极化电压。
4）操作温度：比柱的最高允许使用温度低约
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• 6）对无机物、永久性气体和水基本无响应，因此
FID 特别适于水中和大气中痕量有机物分析或受水、 N 和S 的氧化物污染的有机物分析。
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7）对含羰基、羟基、卤代基和胺基的有机物灵 敏度很低或根本无响应。
8）样品受到破坏。
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电子捕获检测器(ECD)
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影响TCD灵敏度的因素：
1）桥电流 i： i 增加—热敏元件温度增加—元件与池体间温
差增加—气体热传导增加—灵敏度增加。
但 i 过大，热敏元件寿命下降。电流通常选择 在100~200 mA之间(N2作载气，100~150 mA； H2作载气，150~200 mA)。
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三、检测器性能指标
⒈灵敏度：输入单位被测组分时所引起的输出信号。 ⒉检测限：检测器能确证反应物质存在的最低试样
含量。 ⒊线性范围：在检测器呈线性时最大和最小进样量
之比，或叫最大允许进样量（浓度）与最小检测 量（浓度）之比。 ⒋其它：噪音低、死体积小、相应快、对所有物质 均有相应。
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4）热敏元件阻值：阻值高、电阻温度系数大
（随温度改变，阻值改变大，或者说热敏性好） 的热敏元件，其灵敏度高。
综述：较大的桥电流、较低的池体温度、低 分子量的载气以及具有大的电阻温度系数的热敏 元件可获得较高的灵敏度。
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氢火焰离子化检测器（FID）
又称氢焰离子 化检测器。主要用
于可在H2-Air火
第四节 气相色谱检测器
一、作用 将色谱柱分离后的各组分，按其物理、化学特
性转换为易测量的电信号。
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二、分类 浓度型 ：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。
质量型：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。
50oC(防止固定液流失及基线漂移)
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FID 特点：
1）灵敏度高(～10-13g/s)； 2）线性范围宽(～107数量级)；
3）噪声低； 4）耐用且易于使用；
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5）为质量型检测器，色谱峰高取决于单位时间内引 入检测器中组分的质量。在样品量一定时，峰高 与载气流速成正比。因此在用峰高定量时，应控 制流速恒定！
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2）当有样品随载气进入两个样品臂时，此时热 导系数发生变化，或者说，测量臂的温度发生变 化，其电阻亦发生变化，电桥失去平衡，AB两端 有电压信号输出。当载气和样品的混合气体与纯
载气的热导系数相差越大，则输出信号越强。
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特点：
对任何气体均可产生响应，因而通用性好，而 且线性范围宽、价格便宜、应用范围广。但灵敏度 较低。
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构成：
由池体和热敏元件构成。通常将参比臂和样品
臂组成平衡 电桥。如图。
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热导检测器的桥式电路示意图
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工作过程（四臂）：
1）在只有载气通过时，四个臂的温度都保持不变， 电阻值也不变。此时，调节电路电阻使电桥平衡，
即R1*R4=R2*R3，AB两端无电压信号输出；
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工作过程：
来自色谱柱的有机物与H2-Air混合并燃烧，产生
电子和离子碎片，这些带电粒子在火焰和收集极间 的电场作用下（几百伏）形成电流，经放大后测量
电流信号（10-12 A）。
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火焰离子化机理：
有关机理并不十分清楚，但通常认为是化学电离
过 产生程正：离有子机，物燃再烧与水产作生自用由生基成，H3自O+由。基与O2作用
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以苯为例： C6H6--- CH·自由基 C H·+ O --- C H O+ + e
C H O + + H2O --- H3O + + C O 在电场作用下，正离子和电子被收集到两极，产
生电流。
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影响FID灵敏度的因素：
1）载气和氢气流速：通常以N2为载气，其流速主 要考虑其柱效能。但也要考虑其流速与H2流速相 匹配。一般N2:H2 = 1:1~1:1.5；
当含较大电负性有机物被载气带入ECD内时， 将捕获已形成的低速自由电子，生成负离子并与 载气正离子复合成中性分子，此时，基流下降形 成“倒峰”。
ECD主要对含有 较大电负性原子 的化合物响应。 它特别适合于环 境样品中卤代农 药和多氯联苯等 微量污染物的分 析。
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原理及工作过程：
从色谱柱流出的载气(N2或Ar)被ECD内腔中的
放射源电离，形成次级离子和电子(此时 电子减
速)，在电场作用下，离子和电子发生迁移而形成 电流(基流)。
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热导池检测器（TCD）
TCD是一种应
用较早的通用型检 测器，又称导热析
气计。现仍在广泛
应用。
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检测原理：
由于不同气态物质所具有的热传导系数不同，
当它们到达处于恒温下的热敏元件（如Pt, Au, W,
半导体）时，其电阻将发生变化，将引起的电阻变 化通过某种方式转化为可以记录的电压信号，从而 实现其检测功能。
焰中燃烧的有机化 合物(如烃类物质) 的检测。
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结构：
主体为离子室，内有石英喷嘴、发射极(极化极， 此图中为火焰顶端)和收集极。
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原理：
含碳有机物在H2-Air火焰中燃烧产生碎片离子，
在电场作用下形成离子流，根据离子流产生的电信 号强度，检测被色谱柱分离的组分。
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2）池体温度：
池体温度低，与热敏元件间温差大，灵敏度提 高。但温度过低，可使试样凝结于检测器中。通常 池体温度应高于柱温。
3）载气种类： 载气与试样的热导系数相差越大，则灵敏度越
高。通常选择热导系数大的H2 和Ar 作载气。用N2
作载气，热导系数较大的试样(如甲烷)可出现倒峰。
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