气相色谱日常维护

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1、气相色谱的日常维护气相色谱的日常维护色谱柱流量控制器稳压器空气氢气载气分子筛脱水管固定进样口检测器电子部件PC限流器典型的气相色谱系统典型的气相色谱系统2n气体 载气 - 用于传送样品通过整个系统的气体。 检测器气体 - 某些检测器所需的支持气体, 如 FID。n样品引入 将样品蒸汽引入载气的过程。 该过程应对样品蒸汽有最小影响。n色谱柱 实现样品组分的分离。n检测器 对流出柱的样品组分进行识别和响应。n数据采集 将检测器的信号转换为色谱图，以备手动或自动定性、定量分析之用。概念概念3这些气体必须：n根据所使用的检测器类型而选择n惰性n干燥n纯净使用压缩气体的安全性请从贵公司的安全部门或当地

2、气体供应商处获得安全知识。载气和检测器支持气载气和检测器支持气载气纯度要求：载气纯度要求：99.999%以上以上4常用的气路连接图 主供气体氦气Agilent 6890脱氧管脱水管开关阀二级减压阀主供气开关阀气路的连接气路的连接5n须使用GC 专用铜管或不锈钢管。n塑料管会渗透O2和其它污染物。还可能会释放其它可被检测到的干扰物。n管子使用前先用溶剂冲洗，载气吹干。n根据工厂的推荐，每用完3瓶气，应更换过滤器，以防止发生气体的污染。n每隔一定时间，应对所有外加接头进检漏（大约每隔 46个月。管路和净化器管路和净化器6根据所用的柱类型，载气压力应在60-100psi (大口径柱即取60，小口径柱

3、即取 100)。空气压力应为 80 psi。 推荐管线压力推荐管线压力氢气压力应为 60 psi。载气必须通过控制形成恒定的压力和恒定的流量。上下游控制器落差保持5psi。减压阀和流量控制器减压阀和流量控制器7气源和气体净化器气源和气体净化器 气相色谱日常维护气相色谱日常维护 FID,NPD,FPDFID,NPD,FPD空气，尾吹气，氢气空气，尾吹气，氢气MSDMSD氦气，甲烷氦气，甲烷TCDTCD参比气参比气ECDECD尾吹气尾吹气气体纯度气体纯度99.999%8气源和气体净化器气源和气体净化器 气相色谱日常维护气相色谱日常维护 气体净化器气体净化器的目的是除去载气和检测器气体中的水分，氧气

4、，和烃类等杂质色谱的目的是除去载气和检测器气体中的水分，氧气，和烃类等杂质色谱柱与氧气和水分的持续接触，特别是在高温下，将会迅速导致色谱柱的严重损坏柱与氧气和水分的持续接触，特别是在高温下，将会迅速导致色谱柱的严重损坏如果气体在接头处有泄漏，如果气体在接头处有泄漏，净化器净化器还可以起到一定的保护作用在还可以起到一定的保护作用在净化器净化器失效之前，失效之前，由于泄漏而进入管道里的杂质都会被由于泄漏而进入管道里的杂质都会被净化器净化器吸附，这就创造了一个在色谱柱或仪器吸附，这就创造了一个在色谱柱或仪器被损毁之前探测和排除泄漏的机会被损毁之前探测和排除泄漏的机会装填装填13X分子筛和指示剂分子筛

5、和指示剂重新装填非常容易金重新装填非常容易金属外壳的水分净化器可以属外壳的水分净化器可以在在GC中老化。中老化。烃类净化器所用的吸附剂通常烃类净化器所用的吸附剂通常为活性炭。用于从气流中除去为活性炭。用于从气流中除去有机物，如碳氢化合物和卤代有机物，如碳氢化合物和卤代烃。包括几乎每个实验室都使烃。包括几乎每个实验室都使用的常见溶剂。可以重新装填。用的常见溶剂。可以重新装填。氧气净化器应使用金属外壳。氧气净化器应使用金属外壳。因为有些塑料对空气是有渗透因为有些塑料对空气是有渗透的。氧气净化器可将氧气浓度的。氧气净化器可将氧气浓度降低到降低到15-20ppb以下，还可以以下，还可以除去小分子有机物

6、和含硫化合除去小分子有机物和含硫化合物。物。水分净化器水分净化器氧气净化器氧气净化器烃类净化器烃类净化器9气源和气体净化器气源和气体净化器 气相色谱日常维护气相色谱日常维护 可使用用可使用用单一单一净化器除去多种污染物净化器除去多种污染物, 也可使用也可使用组合组合的气体净化器的气体净化器，单管设计消除了使用多个净化器连接部可能发生的泄漏问题。单管设计消除了使用多个净化器连接部可能发生的泄漏问题。单一净化管实现气体最终净化单一净化管实现气体最终净化维护简便，节约成本。维护简便，节约成本。氧气水分净化器氧气水分净化器烃类水分净化器烃类水分净化器氧气，烃类，水分，氧气，烃类，水分，CO,CO2 净

7、化器净化器GC/MS101.分流分流/不分流进样口不分流进样口 (SSI)2.隔垫吹扫填充柱进样口隔垫吹扫填充柱进样口 (PPI)3.程序升温冷柱头进样口程序升温冷柱头进样口(Cool On-Column)4.程序升温汽化进样口程序升温汽化进样口 (PTV)5.气体样品进样接口气体样品进样接口 (Volatiles Interface)Volatiles Interface)- 进样口类型进样口类型 气相色谱日常维护气相色谱日常维护 根据根据GCGC，GCMSDGCMSD的故障统计，的故障统计，90%90%的问题发生在进样口的问题发生在进样口11- - 进样口的日常维护进样口的日常维护分析难题

8、迎刃而解分析难题迎刃而解气相色谱仪气相色谱仪 分流无分流进样口分流无分流进样口根据根据GCGC，GCMSDGCMSD的故障统计，的故障统计，90%90%的问题发生在进样口的问题发生在进样口12气相色谱仪气相色谱仪 分流无分流进样口分流无分流进样口隔垫隔垫衬管顶部衬管顶部O环环衬管衬管衬管底部密封垫衬管底部密封垫石墨垫石墨垫13气相色谱仪气相色谱仪 分流无分流进样口分流无分流进样口分流(Split) 主要组分分析不分流(Splitless) 痕量组分分析 进样方式进样方式目的目的- - 进样方式与进样过程进样方式与进样过程14气相色谱仪 分流无分流进样口= 液态样品分子液态样品分子分流出口分流出

9、口总流量总流量色谱柱色谱柱= 载气载气放空阀放空阀1. 进样进样= 载气载气= 样品分子样品分子= 溶剂分子溶剂分子分流出口分流出口总流量总流量色谱柱色谱柱(隔垫隔垫)吹扫出口吹扫出口放空阀放空阀(隔垫隔垫)吹扫出口吹扫出口2. 样品气化样品气化- - 进样方式与进样过程进样方式与进样过程- - 进样方式与进样过程进样方式与进样过程气相色谱仪气相色谱仪 分流无分流进样口分流无分流进样口= 载气载气= 样品分子样品分子= 溶剂分子溶剂分子分流出口分流出口总流量总流量色谱柱色谱柱(隔垫隔垫)吹扫出口吹扫出口放空阀放空阀为了保证分流比的概念真实有效，样品（溶剂+被分析物）必须与载气充分混合，形成一个

10、均匀的混合物。这一混合物的一小部分将会从进样口的底部进入色谱柱，而大部分的混合物则会从分流出口流出。 3. 样品与载气的混合样品与载气的混合如果进样量过大，溶剂会膨胀为很大的体积，致使进样口衬管过载。其结果必将导致样品从吹扫出口流出而造成样品损失，同时也会造成载气输入管路的污染。分流出口分流出口总流量总流量色谱柱色谱柱放空阀放空阀(隔垫隔垫)吹扫出口吹扫出口 4. 衬管过载衬管过载隔垫的作用隔垫的作用隔垫将样品流路与外部隔开，进样针插入时，能保持系统内压，防止泄漏，避免外部空气渗入，污染系统。隔垫一般由耐高温，惰性好，气密性好的硅橡胶制成。为什么要更换隔垫为什么要更换隔垫隔垫要定期更换，为防止

11、：漏汽，分解，样品损失，出鬼峰，柱效下降如何避免出现问题如何避免出现问题进样口温度不要超过隔垫的最高使用温度定期更换（100200次）安装后用“手紧“使用针尖锋利的注射器气相色谱仪气相色谱仪 分流无分流进样口分流无分流进样口隔垫隔垫- - 进样口的日常维护进样口的日常维护分析难题迎刃而解分析难题迎刃而解17隔垫的种类（隔垫的种类（11mm）普通的隔垫：低流失，耐高温（350C)，长寿命（200次），易穿刺，不易成核优级隔垫：中央有凹孔，针头不易弯曲，长寿命（400次）特殊隔垫：特殊隔垫：寿命更长（寿命更长（20002000次）次）鸭嘴形隔垫设计鸭嘴形隔垫设计进样口压力进样口压力: 3-100

12、: 3-100 psipsi进样口温度进样口温度: 100-300: 100-300C C气相色谱仪气相色谱仪 分流无分流进样口分流无分流进样口隔垫隔垫Merlin Microseal- - 进样口的日常维护进样口的日常维护分析难题迎刃而解分析难题迎刃而解18气相色谱仪气相色谱仪 分流无分流进样口分流无分流进样口隔垫隔垫- - 进样口的日常维护进样口的日常维护分析难题迎刃而解分析难题迎刃而解19气相色谱仪气相色谱仪 分流无分流进样口分流无分流进样口衬管衬管衬管的作用衬管的作用衬管是进样口的中心，样品在此气化为什么要更换衬管为什么要更换衬管衬管不定期更换，或使用不当会出现：峰形变坏，样品分解或歧

13、视，重现性差，出鬼峰衬管污染后最好更换，如果需要清洗，请按照下一张幻灯片操作- - 进样口的日常维护进样口的日常维护分析难题迎刃而解分析难题迎刃而解20 更换衬管时 小心！柱箱和/或进样口可能会太热以引起烫伤。去活化处理前需要先用酸清洗衬管:置衬管于干净试管中用 1N HCl 或 HNO3 淹没衬管至少浸泡8小时 (最好过夜)如果酸非常脏，更换酸液继续浸泡。不要超过24小时。先用去离子水，再用甲醇淋洗100-150C. 干燥，不要超过 150C.甲硅烷基化过程（如果需要添加玻璃毛，最好先添加，再进行以下步骤）置衬管于具聚四氟乙烯盖的试管中以 10% TMCS 或 DMCS 甲苯溶液淹没用聚四氟

14、乙烯盖子盖紧浸泡8小时以上先用甲苯再用甲醇彻底淋洗75-100C烘干注意: 可以把几个衬管放入一个试管中，但要注意经常摇动试管，保证所有部位都被淹没。注意：高温下工作，硅烷化的有效期只有几天。因此衬管需要及时清洗或更换。21气相色谱仪气相色谱仪 分流无分流进样口分流无分流进样口衬管衬管如何选择合适的衬管如何选择合适的衬管对某种应用选择合适的衬管是一件困难和复杂的工作对某种应用选择合适的衬管是一件困难和复杂的工作需要考虑衬管的五个特性：需要考虑衬管的五个特性：衬管的容积衬管的处理和去活问题衬管的形状特点玻璃棉的装填位置是否需要玻璃棉？- - 进样口的日常维护进样口的日常维护分析难题迎刃而解分析难

15、题迎刃而解22玻璃毛玻璃毛推荐使用原包装玻璃毛推荐使用原包装玻璃毛玻璃毛放置的量、粗细、位置必须一致以保证分析结果的一致。玻璃毛断裂处具有活性。最好把衬管和玻璃毛一起进行去活化处理。玻璃毛放在衬管中的位置：接近衬管顶端:可以擦去注射器外部的样品可以改善进样精度有助于防止反冲接近衬管下部:有助于大分子量化合物汽化有利于样品与载气混和23气相色谱仪气相色谱仪 分流无分流进样口分流无分流进样口衬管衬管严重污染的衬管严重污染的衬管- - 进样口的日常维护进样口的日常维护分析难题迎刃而解分析难题迎刃而解24反冲 样品膨胀溢出进样口 部分重组分在低温区冷凝 一些轻组分流出进样口下次进样或载气携带冷凝的样品

16、流出进入柱子造成反冲的原因高挥发性溶剂进样口温度过高进样体积过大衬管体积过小反冲的危害鬼峰 (污染)低精度低重现性防止反冲的措施适当降低衬管温度选用稍高沸点的溶剂1-2 L 进样体积（充分考虑到溶剂膨胀系数）使用带有间隔的衬管热岐视进样 样品进入柱子取决于样品各组分挥发性的差别高挥发性 = 进入柱子更多柱子: SE-5220m x 0.30 mm I.D., 0.18 m80C, 5/min, 240C色谱色谱 A 和和 B分流进样1L, C10 - C24 碳烷烃于正己烷1:40A：注射器进样B：注射器加热进样色谱色谱 C柱上进样0.1LABC关于热岐视要考虑汽化样品与载气混和效率柱子安装的

17、位置进样口对注射器的岐视条件的一致性非常重要气相色谱仪气相色谱仪 分流无分流进样口分流无分流进样口衬管底部分流平板有三衬管底部分流平板有三种种1.不锈钢垫2.一字镀金3.十字镀金衬管密封垫衬管密封垫经常被遗忘的角落经常被遗忘的角落衬管顶部密封垫有两种衬管顶部密封垫有两种1.普通的硅橡胶O环2.耐高温的石墨环更换更换O O形环形环 每次更换衬管时应同时更换O形环，或当O形环老化成为进样口中的漏气源时需更换。为确定O形环是否漏气，要对分流/不分流进样口进行检漏。O形环材料中有使其增加柔韧性的增塑剂。O形环密封进样口顶部和底座及衬管，然而在高温下增塑剂会固化，使O形环变硬，不能起到密封作用（这相当于

18、变形）。如经常在高温下操作进样口，应当使用石墨O形环。虽然其使用寿命较长，但最终也会硬化。27气相色谱仪气相色谱仪 分流无分流进样口分流无分流进样口- - 进样口的日常维护进样口的日常维护分析难题迎刃而解分析难题迎刃而解定期检查，清洗衬管底部分流平板定期检查，清洗衬管底部分流平板污染的分流平板导致污染的分流平板导致峰形变坏，样品分解或歧视，重现性差，出鬼峰28气相色谱仪气相色谱仪 分流无分流进样口分流无分流进样口石墨垫石墨垫- - 进样口的日常维护进样口的日常维护分析难题迎刃而解分析难题迎刃而解石墨垫的作用石墨垫的作用色谱柱与色谱系统的连接处靠密封垫密封理想的密封垫提供无泄漏的密封效果，适合各

19、种外径的色谱柱，不用过分拧紧，与色谱柱或接头不粘连，且耐温度变化。为什么要更换石墨垫为什么要更换石墨垫石墨垫损坏会造成：水，空气渗入系统，破坏色谱柱，样品损失，出鬼峰，污染质谱仪如何避免出现问题如何避免出现问题先用手拧紧柱帽，再用扳手拧紧保持清洁，避免手印，油的污染用放大镜检查是否有破损，裂纹29气相色谱仪气相色谱仪 分流无分流进样口分流无分流进样口石墨垫石墨垫- - 进样口的日常维护进样口的日常维护分析难题迎刃而解分析难题迎刃而解石墨垫的种类石墨垫的种类100%纯石墨： 软，易成型，密封性能优良，稳定，不含硫，无过度石墨蒸软，易成型，密封性能优良，稳定，不含硫，无过度石墨蒸 发，耐高温发，耐

20、高温不能用于不能用于GC/接口和接口和ECD检测器检测器Vespel石墨：石墨： （85%/15%）石墨与）石墨与Vespel混合材料的密封垫氧扩散率低，混合材料的密封垫氧扩散率低， 质地较硬，不易变形必须与不同外径的色谱柱配套使用，质地较硬，不易变形必须与不同外径的色谱柱配套使用， GCMS系统专用，不适用于系统专用，不适用于NPD检测器检测器 高温下会流失造成高温下会流失造成 收缩，经常要拧紧，防止泄漏收缩，经常要拧紧，防止泄漏30气相色谱仪气相色谱仪 分流无分流进样口分流无分流进样口- - 进样口的日常维护进样口的日常维护分析难题迎刃而解分析难题迎刃而解31气相色谱仪气相色谱仪 分流无分

21、流进样口分流无分流进样口石墨垫石墨垫- - 进样口的日常维护进样口的日常维护分析难题迎刃而解分析难题迎刃而解正确安装石墨垫，确认安装距离正确安装石墨垫，确认安装距离色谱柱在进样口中的位置不正确色谱柱在进样口中的位置不正确载气流路中有密封垫颗粒载气流路中有密封垫颗粒(溶剂峰拖尾）溶剂峰拖尾）32 液体自动进样器液体自动进样器ALS维护维护- 自动进样器的结自动进样器的结构构 正确选择 注射器 样品瓶 进样隔垫33液体自动进样器液体自动进样器ALS维护维护- 日常维护日常维护经常检查进样口隔垫清洗检查进样针清洗样品盘，机械臂上的灰尘清除样品盘周围的异物34液体自动进样器液体自动进样器ALS维护维护

22、- 常见故障常见故障1.重现性不好：样品粘度，抽样速度，排汽泡 2.样品残留：增加洗针的次数(溶剂洗针，样品洗针)3.污染和鬼峰：彻底清洗进样针，更换进样垫和衬管4.注射器故障：换针35- - 日常维护日常维护GCGC系统须注意的部分系统须注意的部分36色谱柱在不使用时要安全保存起来。安全保存中有两大要点：1. 保存柱子切勿划伤。划伤后的柱子可能由于高温加热而足以使之从划痕处断裂。2. 堵上柱子两端以保护柱子中的固定液不被氧气和其它污染物所污染。当使用熔凝硅柱时，记住这是一种玻璃材质，一定注意保护眼睛当使用熔凝硅柱时，记住这是一种玻璃材质，一定注意保护眼睛。- - 色谱柱的维护与保存色谱柱的维

23、护与保存毛细管色谱柱切割时需注意:切口要 完整完整,光滑光滑37Detector35米同内径柱去活硅管接头ColumnInjector1.如图使用保护柱如图使用保护柱Traps non-volatile sample residues通过更换较廉价的保护柱保持色谱柱的状态通过更换较廉价的保护柱保持色谱柱的状态毛细管柱进样口端较易污染毛细管柱进样口端较易污染,解决方法有解决方法有:(零死体积)- - 色谱柱的维护与保存色谱柱的维护与保存 压力压力 流量流量 进样口柱末端进样口柱末端 检测器柱末端检测器柱末端固定相（交联的硅氧相）允许我们使用溶剂淋洗柱来溶掉或移走柱上的沉积物，这样可以避免峰拖尾。

24、毛细管柱淋洗贮罐 2.通过如下图的色谱柱淋洗装置恢复色谱柱性能通过如下图的色谱柱淋洗装置恢复色谱柱性能3940隔垫隔垫衬管顶部衬管顶部O环环衬管，玻璃毛衬管，玻璃毛衬管底部密封垫衬管底部密封垫石墨垫石墨垫41什么是什么是GC检测器？检测器？GC检测器是一种感应不同于载气的化合物存在，并将这一信息转化为电信号。气相色谱仪检测器42各种气相色谱检测器各种气相色谱检测器氢火焰离子化检测器 (FID)热导检测器 (TCD)电子捕获检测器 (ECD)氮磷检测器 (NPD)火焰光度检测器 (FPD)光离子化检测器 (PID)电导率检测器 (ELCD)红外检测器 (IRD)质谱检测器 (MSD)43检测器灵

25、敏度比较检测器灵敏度比较MSDIRDPIDFPD (S)NPD (P)NPD (N) ECDFIDTCDAED10-3mg100%Sensitivity(SIM)(SCAN)ELCD(X)ELCD(S or N)10-6ug0.1%10-9ng1 ppm10-12pg1 ppb10-15fg1 ppt44FID 功能示意图功能示意图收集极喷嘴火焰检测器静电器 - 220 伏特色谱柱底座接地信号输出45FID 响应值响应值/选择性选择性H2 和尾吹气和尾吹气H2 和尾吹气和尾吹气载气和样品载气和样品空气空气H2OCHO+CHO+CHO+CHO+H2OHeHeHeHeCO2CO2空气空气N2N2N

26、2CHO+N2CH4HeCH4HeH2N2H2N2H2N2H2H2N2H2N2N2CH4HeH2H2N2HeCH4HeAirFID 空气CH4样品中的甲烷CHO+甲烷阳离子H2FID 氢气He载气H2O水N2尾吹气46FID 不能检测的化合物不能检测的化合物在 FID上产生很小响应或不响应的化全物稀有气体NH3CS2氮的氧化物H2COS硅的卤化物COO2水CO2N2全卤取代化合物HCOHHCOOH47FID 问题问题1TBBTBBBBBVVBBBBBBVBB#1#2#3#4#5#6#7#8#90.0140.0200.0220.0260.0250.0290.0350.0300.031288559

27、73858526712311010104111950.1020.1110.0240.0300.0360.03162132922227543396478TypePeakWidthPeakNo.PeakWidthAreaAreaBeforeBeforeAfterAfter典型色谱图#9#8#7#6#5#4#3#2#1问题色谱图#9#7#6#4#2#1明显的峰拖尾和峰面积丢失，保留时间变化很小。问题在于色谱柱在FID中喷嘴内壁的活性中心起作用了。48FID 问题问题2BBBBBBBVVBBBBBBVBB#1#2#3#4#5#6#7#8#90.0140.0200.0220.0260.0250.0290

28、.0350.0300.03128855973858526712311010104111950.0310.0200.0220.0260.0240.0280.0340.0300.03025950366452624011709099361075TypePeakWidthPeakNo.PeakWidthAreaAreaBeforeBeforeAfterAfter典型色谱图#9#8#7#6#5#4#3#2#1问题色谱图#9#8#7#6#5#4#3#2#1保留时间不变，峰面积值降低。问题是尾吹气或辅助气增加了，这影响了检测器中的气体比例，从而影响了检测器。49FID 流量流量气体类型气体类型流量范围流量范

29、围典型流量典型流量载气载气(H2, He, N2)填充柱10 60 ml/min30 ml/min(3mm或1/8” 柱)毛细管柱0.5 5 ml/min1.5 ml/min(0.32 mm 柱)检测器气体检测器气体氢气24 60 ml/min40 ml/min空气200 600 ml/min450 ml/min柱 + 尾吹气10 60 ml/min50 ml/min50FID 典型问题典型问题火焰吹息或点不着出刺低灵敏度噪音漂移51解决解决FID点火问题点火问题检查检测器参数设置 (面板或软件)流量(H2,Air2,尾吹气)火焰 是否已点火检测器 是否已打开点火设置 是否正常检查喷嘴 检查点

30、火器 检查柱连接检查气体供应压力检查溶剂状况52解决解决 FID 噪音问题噪音问题关闭H2 和空气还有噪音吗?检查检查/清洗清洗/更换更换:过滤器，捕集管，气体FID 喷嘴柱及其连接进样口及其消耗品检查检查/清洗清洗/更换更换:内部连接/收集极连接收集极和绝缘体检测器内部连接检测器板NoYes电路问题污染问题53FID 日常维护日常维护检测背景信号检查压力/流量清洗或更换喷嘴检查点火组件清洗收集极及组件移走，切割及重新安装柱子54总结总结 故障诊断故障诊断排除应用错误排除应用错误将问题锁定到系统中的某一部件将问题锁定到系统中的某一部件同一时该只更换一个部件同一时该只更换一个部件验证问题是否解决了（运行测试样品）验证问题是否解决了（运行测试样品）做预防性维护计划可使您的系统免于或减少停机做预防性维护计划可使您的系统免于或减少停机55谢 谢!56