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1、第四章 色谱仪及检测器 第一节 色谱仪 -五大系统组成： 1.气路系统 2.进样系统（1）进样器 （2）气化室 3.分离系统-填充柱和毛细管柱。 4.控温系统 5.检测和记录系统,第二节 检测器性能及评价,色谱柱是色谱仪的心脏，而检测器就是眼睛，无论分离效果多么好，若没有好的检测器就看不到结果。,常用检测器主要性能,检测器,性能,检测器的性能指标 浓度型Det : TCD; ECD 响应值R与载气中组分浓度C成正比 RC 质量型Det: FID ; FPD响应值R与单位时间内进入Det中的某组分质量成正比 Rdm/dt,C,一.灵敏度-指信号随组分的浓度(或质量)的变化率S=R/m (1) 浓
2、度型DetRC C - 浓度信号RR= Sc C Sc - 灵敏度R - 响应值灵敏度公式推导: m=0cdv m 进样量(进入Det的某组分的量)C 进入Det中某组分浓度mg/mlV 进入Det中的载气体积 ml,记录仪上信号 X 记录纸移动距离 Xcm h 流出曲线高度 cm 设 u1 - 记录仪灵敏度 mv/cm u1= 满标量程5mv / 满标纸宽25cmu2 - 纸速 cm/min 载气流量 Fd= V/t V - 进入det的载气体积 t-所需要的时间 V=Fdt=Fd .x/u2 dV= Fd dX/ u2,Sc的单位: 液样 mv.mL/mg 每mL载气中有1mg试样时在de
3、t中产生讯号的mv数气样 mv/ml/ml 讨论 1. 条件一定时,Det的Sc是一定的流速Fd一定时, 此为定量依据 2 . m一定时, 对浓度型Det,用A定量时一定要保持流速恒定用峰高定量较好,(2)质量型Det t 以秒为单位 纸速u2 以分为单位 要乘60 mv/g/sec讨论: St 一定 Am 此为定量依据m 一定 峰面积与流速无关用峰面积定量较好 注:对于给定仪器,灵敏度值还与测定条件,样品有关,二.噪音N,漂移M,检测限D 是否灵敏度放大到越高越好? 检测限D(也叫敏感度) 定义:为检测器二倍噪声的水平 噪音N,漂移MS N D越小越敏感 因此性能好的Det,不但灵敏度高 而
4、且噪声要小 组分在Det中的信号必须大于Det本底信号(噪声)才能与噪声区别， 规定:组分信号至少为噪声的二倍, 才可定量。,三.最小检测量定义:产生色谱峰高等于二倍噪声(2N) 时的进样量进样量为m时,洗出峰高为h,记录仪灵敏度u1(1)对浓度型Det(2)对质量型Det,四.最小检测浓度指一定进样量m时,GC分析所能检测出的最低浓度V - 进样体积 五.线形范围 RC定义:信号与进样量成正比的数量范围即最大允许进样量与最小允许进样量之比线形范围宽:表示不管是含量高的组分 或是微量组分都能准确定量,R m,第三节 热导检测器(TCD),1.结构R1R2R3R4 是阻值相等 的热敏电阻 组成
5、惠斯登电桥,2.原理:当参比池与测量池都只有一定流量的载气通过时,电桥平衡 (R1R4=R2R3),无信号输出(0mv,走基线)当样品组分+载气通过测量池时,由于组分与载气的导热系数不同 ,使热敏元件的电阻值和温度发生变化,电桥失去平衡 (R1R4=R2R3),AB两端产生电位差,有信号输出,且信号与组分浓度成正比.,不同物质具有不同的导热系数 100 C时 H2 Air CCl4 N2 He 单位 22.40 3.14 0.92 3.14 17.41 10-4J/cm sC,3.工作条件 (1)载气性质载气与被测组分导热系数相差愈大灵敏度愈高 H2及He N2最好用H2 He作载气 (2)桥
6、电流 RI3要注意桥流,池体温度,载气种类三者之间的关系桥流太大钨丝易烧坏N2作载气 , 110150mAH2作载气, 150250mA (3)池体温度低,灵敏度高但池温必须高于柱温,否则组分会在池体内冷凝,信号,丁烷浓度,He H2N2,流速,桥电流mA,200100,He,H2,Ar,N2,He,H2,N2,He,H2,Ar,N2,4.TCD使用注意事项 (1)为确保热丝不被烧断,在TCD通电前,先开载气关机时一定要先关电源,后关载气(否则检测器会报废) (2)载气中含氧气时,使热丝寿命缩短载气必须除氧,而且不要使用聚四氟乙烯作载气输送管它会渗透氧气,5.TCD性能与应用 (1)属浓度型D
7、et,进样量一定时 峰面积A 1/Fd用A定量时要保持流速恒定 (2)属通用型Det,可测多种类型组分特别是可测FID所不能直接测定的许多无机气体 (3)是非破坏型Det利用样品收集或与其他仪器联用,第四节 氢火焰离子化检测器(FID),1.结构 主要是离子室 离子室包括:气体入口喷嘴收集极(+)极化极(-),2.原理H2+O2燃烧产生2100 C 高温， 使被测有机组分电离收集极(+)与极化极(-)间加有恒电压，形成一个静电场，所电离的离子，在电场作用下形成离子电流，通过高阻取出讯号，经放大记录下来。 3.工作条件a. 仪器接地好,屏蔽良好b. TDet120C,使离子室不积水,TDet要高
8、于Tc 2050Cc. 一般用N2作载气,载气要净化,除有机物d. 气体流量 H2:N2:Air=1:1:10,4.特点 a.属质量型, A与Fd无关属破坏型 不能制备联用b.适用水和大气中痕量有机物，对烃类灵敏度高， 比TCD高102104倍FID不能检测在H2焰中不电离的 CO2 CO H2O H2S CS2 N2 NH3等无机物 (即水与永久气体等),第五节 其他检测器,一.ECD 1.结构,2.原理:Ni63放射源放射出射线与载气N2碰撞产生电子,这些电子在电场作用下向收集极移动,形成恒定的基流,当载气中有电负性组分捕获这些低能量的电子,使基流降低,产生倒色谱峰讯号高纯N2载气 N2 N2+e 样品组分 AB+e AB-+EAB-+N2+ AB+N2,射线,3.工作条件: (1)载气纯度,用高纯N2(99.999%) 含O220用S滤光片时, S的响应值/P的响应值 10,
