用火焰离子化检测器检测无机气体_p_russev

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1、、乡乡厂、心卜、月卜、魂卜、魂卜、诩卜 ;译飞协添喻味、甘、寸卜、闷卜、.卜褚卜文、沙、.、劝卜、右卜、母、月卜用火焰离子化检测器检测无机气体(美)P.Ru sse v等概要表I气体检 测极限的比 较检 测极限(g/see)种类l尹IDll火焰发射 检测器2介电常数 检测器乞未 试 验2K10一1 14火10一 74X10-7x10一81x10一82x10一81K10一G5义10一 8未 试 验7x10一87x10一撼3x10一7未试验不适合1x10一;6义10一未 试验未 试 验8又10一1义1 )一6未试脸1火10一不 适 合8K10一32x10一i)6火10一1)9x10一 10未 试

2、验未试 验未试验6K10一1 02又10一井o2. 10一1 06人10一13:10一o?呱O C. O Ce H叮功叽功呱.( ) zO S z火焰离子化检测器已经被用于检测一些无机气体。使用富氢焰并用氧气助燃能对许多无机气体产生重要的响应。本文指出了最佳的响应条件并列出了响应数据表和检测极限。这种检测器对一氧化氮(N O)的灵敏度很高,与检测甲烷所显示的灵敏度一样。引言用气相色谱法分离无机气体与轻组分碳氢化合物的效果得到 了充分肯定,许多论文都叙述了适宜的柱子及操作 条件。大多数研究人员用多孔聚合物小球和分 子筛柱。检测无机气体最常用的检测器是热导检测 器,而检测碳氢化合物则用火焰离子化检

3、测器(F ID)。用热导检测器检测永久气体的检测极限随热导池的设计而不同。大多数气体的检测极限是在10 0川/乙范围内,另有报导说:二氧化碳的检测极限为2 0川邝。一般认为,在正常 的 操 作 条件下,FID对无机气体的响应 是很 小的。Ga ro z和Fri tz曾经使用向火焰连续供给甲烷,以提高基流的办法,有选择地检测含硅化合物。还有一些研究人员用 这种技术,并发现在精心 选择的条件下,F ID对一些无机 气体有响应。A。kew用氟化碳氢化合物作电离气体,增强了对NZ、He、C O:及502的响应。根据 这些论文中提供的数据,计算了检测极限,并列于表l供作比较。电子捕获检测器对检测无机气

4、参考文献1 0和1 31 6中的数据计算,假定噪声 水平 在1x10一, 3A。参考文献1 9。 参考文献2 0。体的价值不大,但曾用于检测一氧化氮,浓度低至10拜乙/乙。几种人们尚不熟悉的检测器 曾用 于永久气体的分析,其中大部分不是市售的。最灵敏 的检测器是氦离子化检测器,其检测 极 限是 在川/乙范围内。火焰发射及介电常数检测器对无机气体都有响应(参看表工)。把一银合 金管作为“通道调制器”,配合热导检测 器对 稀有气体的检测,可把灵敏度有效地提 高 三 个数量级。本文描述 了用市售的F ID进行的一 些实验,目的是为 了得到比以前用氢焰检测器所得到的检测极限 更好一 些。一5 6一沪-

5、 0一、感侧仃办。尽嘛孚嘛l、实验本试验用的仪器是一个配备有普通 F ID的Py e1 04型气相色谱仪。气体样品是借助 于取样阀,及容量为lm乙并直接与气体样品储存器相连的进样管,引入Por aPa kO柱子。稀释气体样品的制备,是把要分析的已知体积的纯气注入已抽空的钢瓶,然后充填稀释气体至适当的压力。稀释气体和载气是同一种气体。结果和讨论最初的实验用1:9的 甲烷氖气混合物,氢气和助燃空气,对于一氧化氮(NO)的检测极限,与Seha efer用1x10一7A的基流对其它一些无机气体得出的检测极限相同。改进检测极限的主要限制显然是系统的噪声水平高。在没有甲烷的情况下,噪声与正常火焰下的噪声相

6、同(5x1 0一, 落A)。据观测,在检测器 中当氢气与空气的流速比增加时,得 到的基流比正常基流为高,而且噪声并不相应增加。这也会对一氧化氮(NO)产生有限的响应。当用氧气代替空气时,这一响应将有显著的提高。用纯氢代替工业 用氢气,用氮气代替氢气作为载气时,可降低火焰的噪声。所有的气体要通过分子筛和活性炭过滤。采用富氢焰 经一段时间操作后,会生成过量的凝结水蒸汽,而引起噪声的猛烈增加。检测器操作时不盖顶罩可消除之。升高检测器壳体温度,虽然可使冷凝减到最少,但噪声依然很高。在靠近底座附近的收 集极 上打若干直径l mm的小孔,能进一步的改进性能。应用一氧化氮(NO)作试样,依次改变载气、氢气及

7、氧气流速可获得检测器的最佳响应。流速是互相依赖的,图1说明当其余气体流量为最佳范围时,改变某一气体流量 的效应。这些数据是由每次进样im乙(样品为2 50拼乙No邝N:) 得来的。对一氧化氮 (N O)的最佳响应条件天天都能重现,在载气为1 5一 3 0m叼分,氢气 6 0三充量。ml加.八)圈1气体流 t对检侧器响应的形响x氮 气O 氢气口氧气7 Om叼分,氧气 3 54 5m灯分的 范围 内。对5拼灯乙一氧化氮(N O)的响应的色谱图如 图2犷。一、艺侧嗒旦卿宾时j司(m,。少圈21奄升样品( 5川N O/INZ)的色谱图一5 7一所示。对这个混合物重复进样1 0次,所测 出的响应的重复性

8、是令人满意的。随流 速而变的基流的变化示于图3。在整个研究范围(110 00川 /D内,检测器的响应是线性的,如图4所示。按富氢焰方式操作的检测器的特性列于表兀。此检测器的噪声级与按常规操作的F ID的噪声级相比是有利的,对一氧化氮(NO)的检测极限比以前发表的数据要低3个数量级(参看表工和表l)。它的响应(c/g)和常规火焰对碳氢化合物是响应 是一样的。用 同样的色谱系统并藉助于色质联机,可判断进人火焰的确是一氧化氮(NO)本身,而不是一氧化氮 (NO)在柱子中得到的反应产物。质谱仪对一氧化氮(NO)的检测用Po r aa PkQ和Carb owa x2 0M柱,用不锈钢和 玻璃柱管。观察到

9、的杂质仅仅是502,毅基硫化物,C O:,O:及水蒸汽。硫化合物的存在少于0.3%,并且当一氧化氮被引人时,质谱仪中剩余气体的本底水平没有检出增量。总 之,上述所有气体都可从一氧化氮(N o) 中被po raPakQ所分离因此不会由于 一氧化氮(N O)而提高任何响应。在检测一氧化氮的最佳条件下,测量了检洲(性。一入v 裹l,氮F ID对一扭化氮(NO)检测.佳状 态平流应限性围声水测极应的重 现性动态范1x10一孟32X10一工 OA1x10一ZC/g2X20一1 19/see0.60勺103噪基响枪响线0二0JO口 流量(。l/min)圈3气体沈t对甚流的形响x氮气O氢气口氧气表 , 组I

10、 FD的响应数据气 体 种类(二z,g )检 测极限 (g/Sec)口.23 与:。一靴氮咖浓度、。网圈4一扭化扭(NO)响应的线性1又It)一22x10一七5二 (1()一64火10一65xl(一 心l卜 10一 23x10一“1x10一44火10一65又10一J2x10一111义10-4X10一日5只10一34义10一1 02火10一 117义1 0,2义10一)5):10一4只1 0一IU. C Ho C姚e H即N ON o z狐.仇O z S普易,一58一侧器,对一些其它无机气体的响应,并将结果列入表l。对C O、CO:、50:及HZS的最佳响应条件是采用检测N O相同的 手续寻找的

11、。在检测NO的最佳条件下,对上述响应数值得不到明显的改进。为了得到 合适的保留时间,又不影响其响应值,可 以调节戴气流速,与此同时,也要相应变化燃气流速,以维持它们之间的比例,并且基流应在1一5、1 0一 “A之间。比较表工和表l可以看出,对所有列入表中的气体而言,富氢焰 F ID的检测极限至少与其它的火焰检测器一样低。对HZs和s仇的检测极限低2个数量级,对一氧化氮(N O)的检测极限低三个数量级。应用本方法检测亚硝胺的情况曾在别处叙述过,并且把富氢焰F ID与各种各样检测一氧化氮(NO)的方法进行了比较。关 于这个检侧方式的进一步研究仍在进行中。低浓度的各种无机气体。其检测极限比一般常见的

12、检测器更好一些,对一些气体的检测极限可降低几个数量级。参考文献结论10A.T.B lade s,J.Chr omatogr.Sei.,10(1972)693-13B.5.Seha efer,Anal.Chem.,4 2(1, 70)448.14B.A.Sehaefera:ldD.M.Douglas,J.Chr o-matogr.Sei.,9(1971)6 1215B.A.Seha efor,J.Chr omatogr.Sei.,10(19 72)1 10.16研.C.Askew,Anal.CI、em.,4 4(一972)63 3.19C.v.overfiel da ndJ.D.Winfordn

13、 er,JChromatogr.,30(196 7)3 3920J.D.Winfo rdn er,H.P.Wil liamsandCDMil l。 r,Anal.ehem.,57(1965)16 1.(其余略)译自Journ alofc hr omatogr aPh y,119(1976)46 1一466戴大威译市售的I FD经过小的改进,即可 用于检测用碘离子敏感电极作为汞离子选择性电极(日)日色和夫等绪.- 几- 吕近年,各种离子选择性电极已被创制,并在分析化学各个领域中获得了广泛的应 用。但是,从环境污染分析方面来看,尽管对汞离子电极也是必要的,应用场合是多的,但至今仍无商品汞离子电极出售,对其研究的报导也较少一3。离子选择性电极的制造厂家Orio n公司发表了在PH 4一5的溶液中,以高氯酸盐或硝酸盐 固定离子强度,用碘化银作为感应 膜的碘离子电极感应于汞离子的工作。因此本文作者们按照此方法以碘离子电极对 汞离子的定量进行了研究,但不能获得很满意的结果。因此在进行 了种种的研究以后提出,在1一Z N硝酸或硫 酸溶液中,若以碘离 子 电极测定Hg仆,校正曲线则成为直线,Hg仆在1 0一?一1 0一3M范围内能够进行 定量。再者,应用此电极可作为以Hg什溶液滴定硫氰化钱的终点指示,表明 了所显示的终点是正确 的、明显的。