氢火焰离子化检测

检测器温度的影响
• 增加FID的温度会同时增大响应和噪声；相对其他 增加FID的温度会同时增大响应和噪声；相对其他
检测器而言，FID的温度不是主要的影响因素，一 检测器而言，FID的温度不是主要的影响因素，一 般将检测器的温度设定比柱温稍高一些，以保证 样品在FID内不冷凝；此外FID温度不可低于 样品在FID内不冷凝；此外FID温度不可低于 100℃ 100℃，以免水蒸气在离子室冷凝，导致离子室内 电绝缘下降，引起噪声骤增；所以FID停机时必须 电绝缘下降，引起噪声骤增；所以FID停机时必须 在100℃以上灭火（通常是先停H2，后停FID检测 100℃以上灭火（通常是先停H2，后停FID检测 器的加热电流），这是FID检测器使用时必须严格 器的加热电流），这是FID检测器使用时必须严格 遵守的操作。
氢火焰离子化检测器注意事项
• 几乎所有挥发性的有机物在FID都有响应，尤其同 几乎所有挥发性的有机物在FID都有响应，尤其同
类化合物的相对喻应值都很接近，一般不用校正 因子就可以直接定量，而含不同杂原子的化合物 彼此相对响应值相差很大，定量时必须采用校正 因子。 与TCD不同的是：FID相对响应值与FID的结构、 TCD不同的是：FID相对响应值与FID的结构、 操作压力、载气、燃气与辅助气的流速都有关， 所以引用文献数据时一定要注意试验条件是否一 致。最可靠的方法是自己测定相应的校正因子。
空气流速的影响
• 空气是助燃气，空气流量往往比保证完全燃烧所
需要的量大许多，这是由于大流量的空气在喷嘴 周围形成快速均匀流场。可减少峰的拖尾和记忆 效应。其影响如图所示。空气最佳流速需大于 300mL/min，一般采用空气与氢气该量比为1 300mL/min，一般采用空气与氢气该量比为1∶10 左右。由于不同厂家不同型号的色谱仪配置的FID 左右。由于不同厂家不同型号的色谱仪配置的FID 其喷口的内径不相同，其氢气、氮气和空气的最 佳流量也不相同，可以参考说明书进行调节，但 其原理是相同的。
氢气、空气的流量比等。离子收集的效率则与收集极的形状、极化电 压、电极性、发射极与收集极之间距离等参数有关。一个好的检测器 的结构设计是综合考虑以上各种因素，所以使用者在拆装清洗时必须 按说明书要求，尤其是安装尺寸方面，严禁收集极、极化极、喷嘴与 外壳短路，要求其绝缘电阻值大于1014 外壳短路，要求其绝缘电阻值大于1014 。另外，要求极化极必须在 喷嘴出口平面中心，不适宜在火焰上，否则会造成嗓声增加；也不宜 过低，极化极低于喷嘴，离子收集的效率会降低，检测器的灵敏度相 应也降低。喷嘴通常采用内径0.4～0.6mm的金属或石英制成，但灵 应也降低。喷嘴通常采用内径0.4～0.6mm的金属或石英制成，但灵 敏度高的仪器在喷嘴的选择上也有严格的要求。）。
氮火焰离子化检测器晌应机理
• FID的工作原理是以氢气在空气中燃烧为能源，载 FID的工作原理是以氢气在空气中燃烧为能源，载
气（N2）携带被分析组分和可燃气（H2）从喷嘴 气（N2）携带被分析组分和可燃气（H2）从喷嘴 进入检侧器，助然气(空气) 进入检侧器，助然气(空气)从四周导人，被侧组 分在火焰中被解离成正负离离子，在极化电压形 成的电场中，正负离子向各自相反的电极移动， 形成的离子流被收集极收、输出，经阻抗转化， 放大器（放大107～1010倍）便获得可测量的电 放大器（放大107～1010倍）便获得可测量的电 信号，FID离子化的机理近年才明朗化，但对烃类 信号，FID离子化的机理近年才明朗化，但对烃类 和非烃类其机理是不同的。
氢火焰离子化检测器的操作条件
• 火焰温度，离子化程度和收集效率都与载
气、氢气、空气的流量和相对比值有关。 其影响如下所述。
氢气流速的影响
• 氢气作为燃烧气与氮气(载气)预混合后进入 氢气作为燃烧气与氮气(载气)
喷嘴当氮气流速固定时，随着氢气流速的 蹭加，输出信号也随之增加，并达到一个 最大值后迅速下降。如图2 10所示。由图 最大值后迅速下降。如图2-10所示。由图 可见：通常氢气的最佳流速为30～ 可见：通常氢气的最佳流速为30～ 60mL/min。有时是氢气作为载气，氮气作 60mL/min。有时是氢气作为载气，氮气作 为补充气，其效果是一样的。
FID的灵敏度和稳定性主要取决于 FID的灵敏度和稳定性主要取决于
• 1:如何提高有机物在火焰中离子化的效率， 1:如何提高有机物在火焰中离子化的效率， • 2:如何提高收集极对离子收集的效率。 2:如何提高收集极对离子收集的效率。 • 离子化的效率取决于火焰的温度、形状、喷嘴的材料、孔径；载气、
•
谢谢各位
氢火焰离子化检测器(FID) 氢火焰离子化检测器(FID)
刘义国
目录
• • • • • • • • • •
1.氢火焰离子化检测器(FID) 1.氢火焰离子化检测器 氢火焰离子化检测器(FID) 2.氮火焰离子化检测器晌应机理 2.氮火焰离子化检测器晌应机理 3. FID的灵敏度和稳定性主要取决于 FID的灵敏度和稳定性主要取决于 4.氢火焰离子化检测器的操作条件 4.氢火焰离子化检测器的操作条件 5.氢气流速的影响 5.氢气流速的影响 6.氮气流速的影响 6.氮气流速的影响 7.空气流速的影响 7.空气流速的影响 8.检测器温度的影响 8.检测器温度的影响 9.气体纯度 9.气体纯度 10.氢火焰离子化检测器注意事项 10.氢火焰离子化检测器注意事项
• 例如美国Agilent公司对FID的喷嘴就有六种型号供不同情 例如美国Agilent公司对FID的喷嘴就有六种型号供不同情 •
• • • •
况选用。 美国Varian公司近年对FID进行改进、采用加金属帽的陶 美国Varian公司近年对FID进行改进、采用加金属帽的陶 瓷喷嘴代替标准的金属喷嘴。除了能有效消除高温时金属 对化合物的吸附造成色谱峰拖尾改善分辨率外，还能降低 嗓声，提高仪器灵敏Fra Baidu bibliotek。这项改进已获美国专利 浙江福立分析仪器有限公司目前有三种不同规格型号喷嘴 供客户选择: 供客户选择: 1：常规型: ：常规型: 内径0.4mm 内径0.4mm 2：大口径型： 内径0.6mm 内径0.6mm 3: 毛细管型： 内径0.3mm 内径0.3mm
气体纯度
• 从FID检测器本身性能来讲，在常量分析时， FID检测器本身性能来讲，在常量分析时，
要求氢气、氮气、空气的纯度为99.9％以上 要求氢气、氮气、空气的纯度为99.9％以上 即可，但是在痕量分析时，则要求纯度高 于99.999％，尤其空气的总烃要低于 99.999％，尤其空气的总烃要低于 0.1µL/L，否则会造成FID的噪声和基线漂移， 0.1µL/L，否则会造成FID的噪声和基线漂移， 影响定量分析。
氢火焰离子化检测器(FID) 氢火焰离子化检测器(FID)
• 氢火焰离子化检侧器（FID ），它是典型的破坏 氢火焰离子化检侧器（FID
性、质量型检测器，是以氢气和空气燃烧生成的 火焰为能源，当有机化合物进入以氢气和氧气燃 气相色谱分析方法的建立步骤 烧的火焰，在高温下产生化学电离，电离产生比 基流高几个数量级的离子，在高压电场的定向作 用下，形成离子流，微弱的离子流（10-12～10用下，形成离子流，微弱的离子流（10-12～108A）经过高阻（106～1011 ）放大，成为与进入 8A）经过高阻（106～ 火焰的有机化合物量成正比的电信号，因此可以 根据信号的大小对有机物进行定量分析。
氮气流速的影响
• 在我国多用N2作载气，H2作为柱后吹扫气进入检测器， 在我国多用N2作载气，H2作为柱后吹扫气进入检测器，
对不同k 对不同k值的化合物，氮气流速在一定范围增加时，其响 应值也增加，在30mL/min左右达到一个最大值而后迅速 应值也增加，在30mL/min左右达到一个最大值而后迅速 下降，如图所示。这是由于氮气流量小时，减少了火焰中 的传导作用，导致火焰温度降低，从而减少电离效率，使 响应降低；而氮气流量太大时，火焰因受高线速气流的干 扰而燃烧不稳定，不仅使电离效率和收集效率降低，导致 响应降低，同时噪声也会因火焰不稳定而响应增加。所以 氮气一般采用流量在30mL/min左右，检测器可以得到较 氮气一般采用流量在30mL/min左右，检测器可以得到较 好的灵敏度。在用H2作载气时，N2作为柱后吹扫气与H2 好的灵敏度。在用H2作载气时，N2作为柱后吹扫气与H2 预混合后进入喷嘴，其效果也是一样的。