氣相色譜儀是實驗室常用的分析儀器,應用範圍廣泛。檢測器的類型很多,本文就來介紹一下氣相色譜儀檢測器匯總。
一、常見氣相色譜儀檢測器及縮寫:
TCD-熱導池檢測器
FID-火焰離子化檢測器
ECD-電子俘獲檢測器
FPD-火焰光度檢測器
PFPD-脈衝火焰光度檢測器
NPD-氮磷檢測器
PID-光電離檢測器
MSD-質譜檢測器
IRD-紅外光譜檢測器FTIR
HID-氬電離檢測器
AID-改性氬電離檢測器
AED-原子發射檢測器
二、氣相色譜儀檢測器的分類:
1、根據樣品是否被破壞:
破壞性檢測器:FID、NPD、FPD、MSD、AED
非破壞性檢測器:TCD、PID、ECD、IRD
2、根據相應值與時間的關係:
積分型檢測器、微分型檢測器。
目前流行的檢測器都是微分型檢測器。
3、根據對被檢測物質響應情況的不同:
通用型檢測器,如:TCD、FID、PID
選擇性檢測器,如:FPD、ECD、NPD
4、根據檢測原理的不同:
濃度型檢測器:測量的是載氣中某組分濃度瞬間的變化,即檢測器的響應值和組分的濃度成正比。如熱導檢測器和電子捕獲檢測器。
質量型檢測器:測量的是載氣中某組分單位時間內進入檢測器的含量變化,即檢測器的響應值和單位時間內進入檢測器某組分的量成正比。如火焰離子化檢測器和火焰光度檢測器等。
凡非破壞性檢測器,均為濃度性檢測器。
三、氫火焰離子化檢測器(FID)使用注意事項:
1、FID雖然是通用型檢測器,但是有些物質在此檢測器上的響應值很小或無響應。這些物質包括永久氣體、滷代矽烷、甲醛、H2O、NH3、CO、CO2、CS2、CCl4等等。所以,檢測這些物質時不應使用FID。
2、FID是用氫氣和空氣燃燒所產生的火焰使被測物質離子化的,故應注意安全問題。在未接色譜柱時,不要打開氫氣閥門,以免氫氣進入柱箱。測定流量時,一定不能讓氫氣和空氣混合,即測氫氣時,要關閉空氣,反之亦然。無論什麼原因導致火焰熄滅時,應儘快關閉氫氣閥門,直到排除了故障,重新點火時,再打開氫氣閥門。高檔儀器有自動檢測和保護功能,火焰熄滅時可自動關閉氫氣。
3、FID的靈敏度與氫氣、空氣和氮氣的比例有直接的關係,因此要注意優化。一般三者的比例接近或等於1:10:1,如氫氣30~40ml/min ,空氣300~400ml/min ,氮氣30~40ml/min。另外,有些儀器設計有不同的噴嘴分別用於填充柱和毛細柱,使用時要查看說明書。
4、為防止檢測器被汙染,檢測器溫度設置不應底於色譜柱實際工作的最高溫度。一旦檢測器被汙染,輕則靈敏度下降或噪聲增大,重則點不著火。消除汙染的辦法是清洗,主要是清洗噴嘴表面和氣路管道。具體辦法是拆下噴嘴,依次用不同的溶劑(丙酮、氯仿和乙醇)浸泡,並在超聲波水浴中超聲10min以上。還可用細不鏽鋼絲穿過噴嘴中間的孔,或用酒精燈燒掉噴嘴內的油狀物,以達到徹底清洗的目的。有時使用時間長了,噴嘴表面會積碳(一層黑色的沉積物),這會影響靈敏度。可用細紗紙輕輕打磨表面除去。清洗之後將噴嘴烘乾,再裝在檢測器是進行測定。
四、熱導池檢測器(TCD)使用注意事項:
1、確保熱絲不被燒斷!在檢測器通電之前,一定要確保載氣已經通過了檢測器,否則,熱絲可能被燒斷,致使檢測器報廢!關機時要待熱導檢測器溫度降至室溫,然後一定要先關儀器電源,最後關載氣。任何時候進行有可能切斷通過TCD載氣流量的操作,都要關閉檢測器電源。這是TCD操作必須遵循的規則!
2、載氣中含有氧氣時,會使熱絲壽命縮短,所以有TCD時載氣必須徹底除氧。而且不要使用聚四氟乙烯作載氣輸送管,因為它會滲透氧氣。
3、載氣種類對TCD的靈敏度影響較大。原則是講,載氣與被測物的傳熱係數之差越大越好,故氫氣或氦氣作載氣時比氮氣作載氣時的靈敏度高。當然,要測定氫氣時就必須用氮氣作載氣。
五、氮磷檢測器(NPD)使用注意事項:
1、NPD是在FID基礎上發展起來的,它與FID的不同在於增加了一個熱離子源,其用微氫焰。在熱離子源通電加熱的條件下,含氮和含磷化合物的離子化效率大為提高,故可選擇性地檢測這兩類化合物。由於用氫氣,NPD的安全問題與FID相同。
2、熱離子源的溫度變化對檢測器靈敏度的影響極大。溫度高,靈敏度就高,但銣鹽珠的壽命就會縮短。增加熱離子源的電壓,加大氫氣流量,均可提高靈敏度。然而必須要注意,空氣流量太低又會導致檢測器的平衡時間太長;氫氣流量太高,又會形成FID那樣的火焰,大大降低了銣鹽珠的使用壽命,而且破壞了對氮和磷的選擇信性響應。氣體流量一般設定為,氫氣3~4ml/min ,空氣100~120ml/min ,用填充柱和大口徑柱,載氣流量在20ml/min左右,不用尾吹氣,用常規毛細柱時,尾吹氣設定為30ml/min左右。
3、在調節和設置熱離子源的電壓時,切記關閉檢測器電源,以免不小心燒毀銣鹽珠。
4、熱離子源的活性元素(銣鹽)容易被汙染縮短使用壽命。
六、電子捕獲檢測器(ECD)使用注意事項:
1、防止放射性的汙染。ECD都有放射源,故檢測器出口一定要管道接到室外,最好接到通風出口。不經過特殊培訓,不要自己拆開ECD。要遵循實驗室有關放射性的管理條例。比如,至少6個月應測試有無放射性洩露。
2、ECD的操作溫度一般要高一些,常用溫度範圍為250~300℃。無論色譜柱溫度多麼低,ECD溫度均不應低於250℃。這是因為溫度低時,檢測器很難平衡。
3、用ECD 時載氣一般有兩種選擇,一是用氮氣,二是用含5%甲烷的氬氣。前者靈敏度高一些,但噪聲也高;用後者時檢測限與前者基本相同,只是線性範圍更寬一些。氫氣也可以做載氣,但是要用氮氣做尾吹氣。載氣與尾吹氣的流速之和一般為60ml/min。流量太小會使峰拖尾嚴重,而流量太大又會降低靈敏度。
4、ECD要避免與氧氣或溼氣接觸,否則噪聲會明顯增大。因此載氣和尾吹氣要求很好地淨化。此外,檢測器汙染測試和洩漏測試都要嚴格按照儀器操作規程進行。
七、火焰光度檢測器(FPD)使用注意:
1、FPD也使用氫火焰,故安全問題與FID相同。
2、 FPD的氫氣、空氣和尾吹氣與FID不同,一般氫氣為60~80ml/min,空氣為100~120ml/min,而尾吹氣和柱流量之和為20~25ml/min。