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1、气体种类及优劣分析现代的气相色谱操作需要多种不同的气体。进样口、色谱柱和检测器的类型决定了所需气体的性质和纯度。载气数量和类型的选取主要取决于系统所使用的检测器。在前面已经讨论过,载气的选择对气相色谱柱效的影响是很重要。我们已经了解到,不同类型的载气对填充柱和毛细管柱都适用，这是因为色谱柱内径大小不同（例如典型的0.32mm毛细管柱和4mm的填充柱）载气通过时的线速度会发生改变。载气通过色谱柱的体积流速受色谱柱炉温度和程序升温控制，如果压力补偿不够，载气流速会明显下降。选择一种在较大流速和温度范围内使用且能维持较高柱效率的载气是很重要的。从这点上来说，氢气是毛细管色谱法最合适的载气,其次分别是
2、氦气和氮气。因为在较大的气体线速度范围内，氢气的范第姆特曲线最平坦，塔板高度（H）最低，柱效（N）最高。线速度较低时，氮气的柱效率最高，但是范第姆特曲线上最小线速度的取值范围很窄。气源气体供应和调控对气相色谱至关重要，因为高纯度和持续不断的载气补充才能维持气相色谱的分析功能。从气瓶或气体发生器出来的气体依次通过减压阀、管道系统（包括挠性管或猪尾管）、稳压阀和调节阀。（在第2、3节查看更多内容）操作使用高压气瓶时必须十分小心，为了防止气瓶跌倒，应该用锁链或安全绳捆绑并靠墙存放。为避免气体流速的干扰建议在气瓶与备用气瓶之间安装调节阀，尤其对载气来说安装调节阀是非常重要的，例如当色谱柱正在升温时载气
3、供应不足将严重损坏气相色谱柱。使用二级减压阀将从气瓶出来的气体压力调节到所需的工作压力。在更换气瓶和安装减压阀时应尽量远离。新安装完成的气瓶减压阀尤其是在刚开始使用的24小时内应完全打开，目的是防止减压阀内部的压力降造成压力不稳。一般来说气瓶总压力下降到200-300psi（或初始压力的10%）时需要更换气瓶，因为随着气瓶压力下降,杂质如水分、碳氢化合物和小颗粒会集中在气体中大大降低了气体纯度。减抹阀连接GG或调节器S韻分子悄拧化器IA4容量脱氧管气瓶减压阀分为一级调节何，和级调节阀一级调节阀使用两个调节阀依次调节辰力.第一牛调节阀将压力隔到ZOOGO卽si,弟二个训节阀将压力谓节刹最绥憧用值
4、。由于能精确的调控背粘疋力.朋吐在气相色帯中推荐他用一憑减压阀。管路调节爾的人11压力枚低大的300阖山川.不诡直接连接气応用来进一捞降低路HW力占相色谱入口压力调节我压力控制阀.管路调节间逋常是级调节阀只吃接一个压力表.担气、水分和弾性爼件训以逋过椽胶喚片迁移址人栽牡系统.为了降低弦气的污樂.所冇的训节阀都需要有聚四竄乙焙涂层II勺不锈钢膜丿江宅气和氢U射碱圧阀不同于氮吒、養气和农吒的减压阀，在崟装之前应谡确卅选用正确的礙1凋b气体纯度载气纯度对延长色谱柱使用寿命、降低噪声背景干扰和保持峰形完整的影响至关重要。检测器气体也易受污染，载气不纯可导致背景信号增加、基线噪声和灵敏度下降。三种主要的
5、气体污染物是氧气、水分和烃类杂质。氧气和水分可以通过管道连接头扩散进入载气流，烃类杂质由管道内的润滑脂和润滑油、空气压缩机或气体发生器的塑料管产生。氧气和水分通过氧化降解作用消耗色谱柱的固定相，缩短色谱柱使用寿命。烃类杂质可导致出现鬼峰，背景噪声增加，检测器灵敏度降低。为了减少气体污染物，通常是将高纯气体与气体净化器（捕集阱）联合使用。捕集阱的安装应尽可能靠近气相色谱仪以减少阀与仪器之间的污染。表格所示为不同载气和检测器气体所使用的捕集阱。气体供应商都有高纯气体的专有名称，一般他们将产品归类为“超纯气”和“高纯气”。翻滚按钮可查看气体纯度。一般应尽可能给气相色谱提供相关杂质含量少于lppm的气
6、体。用图衣中的任意净化器获E杖更枣相tfhJ.*同气体推荐的淨化器气険秃型推荐打化器载气烧类、水升，氧rFID/NPD/FPD(气)羟类FID/NPD/FPDft)咼类FID/NPD/FPDIJ)煙类r&d（反应和补充气）水分、氧nTCD饶卜充气疑类氢气发生器许多实验室用气体发生装置替代气瓶使用，可降低成本，而且相比气瓶减小了安全隐患。氢气发生器是通过电解水或离子交换技术产生氢气，只需充足的蒸馏水，电阻率为18mW或更高便能够更便捷、安全的产生高纯氢气。当然实验室使用氢气时需要做好风险预防,防止氢气发生自发爆炸。分析实验室的用氢安全指南在第二段进行讨论。用空气压缩机提供空气，然而由于压缩机要用
7、到润滑油，因此大多数压缩空气中含有微量烃类。由于压缩空气含有烃类物质或硫磺气体，因此压缩空气不适用于FID、FPD、TCS、ELCD检测器。建议从气源出来的压缩空气通过过滤器或净化器去除掉烃类杂质。现代的空气发生器集制气和过滤于一体。氮气发生器采用膜技术过滤和碳床技术过滤，过滤掉压缩空气中的水分、氧气、烃类和邻苯二甲酸盐，产生氮气。氢口齐空厲中的体.积浓度會量超过4%时会fl发爆炸温反E3Q0U或更高八人瞬止邑谱柱辑览氢代燥炸-应采取一忑的预防伞麻对牛典型肌氢气发主器.IH空气的悴积救相对锐丈即使盯辰小的实验蛰肉氯气的浓度很训能超过4%.许鑫汽体发生器的削造而在忙菇內部嫌取-出安处囲施或閔护，
8、例如：除低输训容耳飞减小仃储容量（通常益TOOmL）舌*反向压力监测气体汕漏-内部监测制气矢控或超标天多鳌气相谱在比产时装巧惮簧门或穽札或波级状金属Sffl.用以GJ本啟左刖降低爆炸G发的爆炸力*大多数的%和色谱便都虫竊仃电子反压力调节器和气期流駅调节阀等仪农网以调节载厲和检测器的气体!匸力-N这巴仪表检测到圧丿降，出丁氏仪器安全的爭虑就会自动竇闭。啡一的例外就是为色谱柱筱翘或咨龙靠近检测曜.该匹仪我不能检测到潴汽園此礼入口处会形成一于反向压力匚为防止以上情况的发牛，疾装色谱扛吋应卅命小心11耍求规范操作，色谀拄不应菲心柱炉内壁上，否则其机械强度障低容易琏裂也川以用便携丈气体检测装置检卉足沓漏
9、气SRIInstruments（TonanGe,OUSA）制适的便携或瑟T检测器丫该设备建接有个万用农用f拦3的汝数其灵话的探针可以很容樹地放置征杆炉或捉测器附近朋讦捡测；HNHG桥痂器手动压力控制老式的及一些比较便宜的气相色谱仪采用手动压力控制改变通过仪器的各类气体的压力（流量）。手动流量控制是通过阀门和流量调节器改变气相色谱系统内部的压力。这是一个典型的分流/不分流进样口的手动压力控制示意图我们将在示例模块中详细介绍，所以不用担心这些术语你还不熟悉。而现在我们只需要了解气体流量是如何调控的。在这个特定的仪器中有多条气路需要手动调节阀控制，分别是：总流量控制阀这个阀是用来调节气体供应管路上进
10、入气相色谱仪的载气总流量隔垫吹扫调节阀此阀用于调节隔垫吹扫气占总流量的比例，因为阀门安装在隔垫的后面，因此流量是反向压力调控柱前压控制阀调控通过色谱柱的气体流量（反向压力）。压力表可以读出柱前压的值。同样由于是反向压力调节，阀门和测量计安装在柱头或入口的后面。分流流量改变总流量与柱流量+隔垫吹扫流量，因为一旦色谱柱流量设定,分流流量随总流量控制阀的调整而改变。自动（电路）压力控制更现代的（或更昂贵的）气相色谱仪都配有电子压力控制器，这是一个通过流量控制器、压力和流量传感器进行设置、检测和压力调控的微处理器。电子压力控制器（EPC）可以控制压力和流量，对于仪器所需要的各种气体流量值可用键盘输入，
11、便于操作，压力或流量的设置值和实际值（通过仪器上的传感器测量）可在旁边显示。电子压力控制器最大的优势是可以编程，载气可以不受柱炉温度影响，以恒定的流速通过气相色谱柱。恒流操作的诸多优点在下一话题讨论。电子压力控制器使载气在仪器之间迁移更容易，在一项分析任务的尾声可以快速升高压力（或流量），加快对较高保留物的洗脱速率，从而缩短分析检测的时间。气相色谱仪器使用EPC也有一些内在优势，如加快分析物的进样速率以及仪器操作更加简单，这样也减少了由于操作人员的技能水平而影响气相色谱的分析质量。利用旁边的互动演示来考察EPC和手动入口压力/流量控制的区别。压力/流量程序设定色谱分析系统在恒压条件下操作时，载
12、气粘度增加会导致其线速度或流量降低，最终致使柱效率下降，分析物保留时间延长。当使用质量型检测器如FID,NPD或FPD时，降低柱流量对色谱的基线不利，基线的位置会有规律的上升或下降。这使得色谱图中谱峰错综复杂且不能重复。使用电子压力控制器可以补偿由于仪器柱炉温度的增加对气体压力的改变。从而使基线更加平稳、峰形良好，并且能够缩短较高保留值分析物的洗脱时间。取样及进样技术采样技术概述对于任意气相色谱来说分析过程中最难的一步是样品引入。固体和液体样品首先需要将其转化为气相，然后才能转移到色谱柱。为避免在转移过程中发生冷凝，需将气相样品快速地转移到色谱柱中。用于各类样品的气相色谱进样装置有很多，这些装
13、置将在本章详细介绍。所有采样技术的最初目的是要保证转移进气相色谱柱的样品均匀且具有代表性。气相色谱分析在进样时需要考虑许多影响因素。这些影响因素在旁边显示出来。基本上，液体样品用注射器引入到气相色谱的进样口。当然，也有许多类型的采样装置，用于较困难基质的采样，并且可以实现从其他基质组分中预富集目标分析物。这类装置同样将在本章介绍。气体采样；气体采样杲木上寵翌样品牲进样时完全为气相状态。如果样品是气相和液相的混A物.作氏样之HU应翌过金温或高圧处琨艇样品左金转变为气相。气体采样装賈冇许多*例如气糅、密拥气袋、气昶性注射嚣和气体进样臥所冇这典装置如果能够心碇使用.如円I入色谯进样【I的样胡具仃代表
14、性。X使囘某咚特疋类型的进样阀时气相样越町CL接进利气拥也谱的巴谱柱中一般情呪下打品世从常规的气相色厝入口进样、例如分流/不分流进样1丨。加空仪器通常用干灌体或固体祥晶硕空气休的兼样。液怖采样：常规的鞭体采样方汎是川注射器采样，通常注射器nJ-以r划操阡或者连接丫自功液休取微暈痒股性漑体样晶可从汽化口进样.孫汽化口样品彼快迎加热转变成为气相，随店被吹打带进气ffl&O中VM挥爱性液（本使可以改善分析结枭不易挥览的液体可以用注射器诚特宜的气和色常遡样口（例如冷柱头COG）进行采样.或耆可口使川程序升為汽化俨1）拽木克服液体挥发性闽題*根易萍就的液怵;口有较大的膨川濟瓶il网为如帆在使用汽化时应罪
15、常小心，类似分流F不分流进样井且液体不能过-乩使川汽化口时应注意在汽化过用中不能使样品过热+杳则分析物nJ能会被热降解、固体采样*同体采祥徃辽相色懵甘析中L匕较不常川.从本质丄来说.口阳色谱法处呷的是挥笈件介析物对于固体样品最好產川仔适的挥发档液体将其瘠解.鄴斤川注射器吸WS的溶液-另外一种悄况就是所分析的挥发性组分夹带fi润体基质中。对丁这类分析物、通當先把固休样晶粉碎增大苴袤而枳.接着通讨强撫将分析物以固体基质中对离陀来。可在处理后的样品罚空采集气体物质用空分析）.也可以将所冇辿珅得到的气佑灯|到气和色谱朴中倦序升温汽优分析。手动进样通常对于带有汽化装置的进样口如分流/不分流进样口，利用注射器手动进样法将液体样品注入到气相色谱进样口。液体在进样口被加热汽化，汽化生成的部分或全部气体被吹扫进入色谱柱中。可供选择的注射器数量和种类很多，但无论任何型号或制造商，有几个基本参数是很重要的，其中包括：注射器容积固定针头或可移除针头针头外径（OD）针尖类型液体样品手动进样时需要考虑几个重要的概念。这些概念主要涉及到如何使最终得到气相产品能代表原始的样品。例如，当针头在退回过程中，沸点高（不易挥发）的物质在针头处冷凝，导致这些物质有损失，因此
