4气相色谱检测器及气相色谱分析应用【仪器分析】

4．特点：浓度型检测器
优点： 1）通用型，应用广泛； 2）线性范围宽； 3）不破坏组分，可重新收集制备。 缺点： 与其他检测器比灵敏度稍低（ 10-9 g·g-1） （因大多数组分与载气热导率差别不大）
三、 氢火焰离子化检测器 （flame ioniza．特点：
仪器分析课程讲义
第二章 气相色谱分析
第六节 气相色谱检测器
热导检测器TCD thermal conductivity detector 氢火焰离子化检测器 flame ionization detector, FID 电子捕获检测器 electron capture detector, ECD 其他检测器 other detector
毛细管柱（ 0.1-0.5mm 直径, 几十米长）
packed column
capillary column
二.特点：
1）渗透性好 ，可使用长色谱柱 2）相比β大，有利于实现快速分离 3）柱容量小，允许进样量少 4）总柱效高 ，分离复杂混合物的能力大
为提高
三. 结构流程及操作特点
毛细管柱内径很细，因而带来两个问题： （1）允许通过的载气流量很小且柱容量很小，导致允许的进 样量小——需采用分流技术。 （2）分流后，柱后流出的试样组分量少且组分易扩散。解决 方法：灵敏度高的氢焰检测器，采用尾吹技术。
1. 热导检测器的结构
池体: 一般用不锈钢制成 热敏元件 : 电阻率高、电阻温 度系数大、且价廉易加工的钨 丝制成。
2．检测原理：依据组分与载气的热导率差别 进行检测（惠斯通电桥）
1）进样前：两臂均通载气时
?1 ? ?2，R1 ? R2，R1 R2 ? R3 R4，
VAB? 0，IG ? 0? 基线
N2流速的选择主要考虑分离效能， N2 ? H2 = 1 ? 1～1 ? 1.5， 氢气 ? 空气=1 ? 10。 2）极化电压：正常极化电压选择在100～ 300V范围内。 3）使用温度：80--200
四、其它检测器 1. 电子捕获检测器：electron capture detector, ECD
?选择性检测器，仅对含有 卤素、磷、硫、氧等元素的 化合物有很高的灵敏度 对 大多数烃类没有响应。
?较多应用于农副产品、食 品及环境中农药残留量的测 定。
2 . 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，辐射出 400 、550 nm 左右的光谱， 可被检测； 该检测器是对含硫、磷化合物的高选择性 检测器；
(1) 典型的质量型检测器 ;
(2) 对含碳有机化合物具有很高的灵敏度 ;
(3) 无机气体、水、四氯化碳等含氢少或不含氢的 物质灵敏度低或不响应 ;
(4) 比热导检测器的灵敏度高出近 3个数量级，检测 下限可达 10-12g·g-1。
缺点： 燃烧会破坏离子原形，无法回收（制备纯物 质，不采用）
2．检测器的结构： (1) 在发射极和收集极之间加有一定的
直流电压（ 100—300V）构成一个外 加电场。
(2) 氢焰检测器需要用到三种气体： N2 ：载气携带试样组分； H2 ：为燃气； 空气：助燃气。 使用时需要调整三者的比例关 系，检测器灵敏度达到最佳。
3. 检测器的原理
(1)当含有机物 CnHm的载气由喷嘴喷出 进入火焰时，发生分子离子反应：
A区：预热区 B层：点燃火焰 C层：热裂解区：
3.定性检测器(联用仪器) 将两种仪器结合；色-质联用仪 通过分子分离器连接
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第七节 几种新型气相色谱应用技术
一 毛细管色谱结构 （ capillary gas chromatograph ）
用内壁涂渍一层固定相的毛细管代替填 充柱，中心是空的，又称“开管柱”
填充柱（ 2-6mm直径，1-6m长） 3色分谱离柱系统
一、检测器类型
浓度型检测器： 检测信号值与组分的浓度成正比。热导检
测器；TCD 质量型检测器：
检测信号值与单位时间内进入检测器组分 的质量成正比。FID；
广普型检测器： 对所有物质有响应，热导检测器；
专属型检测器： 对特定物质有高灵敏响应，电子捕
获检测器；
二、热导检测器 （thermal conductivity detector,TCD）
2）进样后：测量臂通样品气体 + 载气， 参比臂通载气时
?1 ? ?2，R1 ? R2，R1 R2 ? R3 R4 ，
VAB ? 0，IG ? 0 ? 色谱峰
3．影响因素及注意事项
（1）桥路工作电流 ↑，灵敏度 ↑ 但电流太大会造成基线不稳，灵敏度足够时，桥流
应尽可能小 . （2）热导池体温度 ↓，池体与热丝温差 ↑，灵敏度 ↑ 但 温度太低易造成被测组分冷凝，保证 T检 > T柱 。 （3） ⊿λ↑，灵敏度↑，一般物质的热导系数都比较小， 选λ大的做载气。 λH2 > λHe > λN2 （4）热敏元件阻值 ↑，灵敏度 ↑
温度最高 D层：反应区
(2)化学电离产生的正离子和电子在外加恒定直流电 场的作用下分别向两极定向运动而产生微电流（约 10-6～10-14A）；(3) 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，所以氢焰检 测器是质量型检测器。
4. 影响氢焰检测器灵敏度的因素 1）各种气体流速和配比的选择
二、 裂解气相色谱 （pyrolysis gas chromatograph，PyGC)
1.原理——热裂解和气相色谱两种技术的结合
2.方法：样品置于裂解器中，在严格控制的条 件下，快速加热，使之迅速分解成为可挥发的 小分子产物，然后直接将裂解产物送入色谱柱 中进行分离，获得定性定量数据。
3. 裂解气相色谱特点与应用 特点：
（1）分析速度快、简单、易行 快速裂解、快速分析；不丢失信息
（2）适合于各种形态样品 粘稠液体、粉末、纤维及弹性体、固化树
脂、涂料、硫化橡胶、塑料等；
应用： 一些分子量较大、结构复杂、难挥发 难溶解的物质的分析鉴定方法。
如：聚合物分析；热裂解 +气相色谱 +质谱 （红外、核磁）技术
在高分子、生物医学、环境科学、考古学 地球化学、矿物燃料、炸药等领域有广泛 应用。