重庆煤科院 PPT课件

气相色谱仪 原子吸收分光光度计 原子荧光光谱仪培训姜晓妍北京北分瑞利分析仪器 集团 有限公司国家分析仪器产品质量监督检测中心2015年10月 2020 4 7 1 报告的主要内容 公司简介基本概念 分析仪器和仪器分析气相色谱仪的应用 分析流程 实验室要求 常见问题原子吸收分光光度计的应用 分析流程 实验室要求 常见问题原子荧光的应用 分析流程 实验室要求 常见问题我们的服务 2020 4 7 2 北京北分瑞利分析仪器 集团 有限责任公司 是由原国有大型企业北京分析仪器厂 中国第一家分析仪器厂 北京瑞利分析仪器公司 北京第二光学仪器厂 组建而成的集团公司 共有10余个分公司 子公司 2个中外合资公司 是中国规模最大的分析仪器专业制造商 色谱领域已有50年光辉历史 光谱领域也经过40年卓越发展 累计为国民经济各行各业提供了几十万台的分析仪器 2020 4 7 3 我国第一批商品化质谱 红外 气相色谱仪和原子吸收仪器的诞生地 目前主要生产色谱 光谱 过程分析仪器 有毒有害物质报警监测系列 水质和烟气分析等系列产品和标准气 氦气等气体产品 原子吸收 GB T21187 2007 原子荧光 GB T21191 2007 傅里叶红外光谱等国家标准起草单位 发展至今 拥有员工1100余人 2012年销售业绩达到近十亿 2020 4 7 4 2020 4 7 5 实验室分析仪器 2020 4 7 6 实验室分析仪器 2020 4 7 7 实验室分析仪器 2020 4 7 8 实验室分析仪器 2020 4 7 9 实验室分析仪器 2020 4 7 10 基本概念 气相色谱仪 原子吸收分光光度计 原子荧光光谱仪均属于非常经典 常见的分析仪器 仪器 指科学技术上用于实验 计量 观测 检验 绘图等的器具或装置 分析仪器 是用来获得物质在相对时空内的组成 结构和性质信息的仪器 人们一直有分析物质组成的需求近代 原始的方法不能满足人们分析物质组成的需要 20世纪初 开始有了分析化学这门科学分析化学分类 化学分析和仪器分析分析仪器应用在仪器分析领域中 2020 4 7 11 基本概念 一般的说 仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备 通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成 成分含量及化学结构等信息的一类方法 分析仪器 是用来获得物质在相对时空内的组成 结构和性质信息的仪器 2020 4 7 12 分析仪器的学习方法 清楚明了方法原理弄懂记得基本概念知晓分清仪器装置着重熟悉关键部件理解方法理论公式熟练使用重点公式 2020 4 7 13 色谱起源 1903年 俄国植物学家茨威特 Tswett 首次发现 碳酸钙颗粒 植物色素提取液 石油醚 2020 4 7 14 气相色谱仪的应用 检测目标是化合物或单质样品是混合物测定化合物易挥发 低沸点 大约沸点低于450摄氏度 测定化合物达到沸点时化学性质稳定例如 甜蜜素 过氧化苯甲酰 三氯丙醇 溶剂残留 增塑剂 环氧乙烷 矿井气全分析 苯系物 有机磷 有机氯 汽油中的氧化物等 2020 4 7 15 常见分析项目 质检和疾控系统 农药残留 白酒卫生指标 脂肪酸组成 六号溶剂残留 防腐剂 添加剂 石油化工系统 产品纯度分析 汽油主组成 汽油中含氧化合物 天然气 液化石油气 矿井气 煤气 精制甲醇项目 多晶硅项目 苯加氢项目 碳酸二甲酯项目 动火气等等 空气质量和水体质量检测 TVOC 苯系物 三氯甲烷 四氯化碳 车间空气 药厂 酒厂 卷烟厂 油漆厂 食品厂 溶剂残留 农药残留 白酒风味分析 添加剂 防腐剂 司法鉴定中心 公安局 血中酒 某些毒品 2020 4 7 16 气相色谱法分析特点 应用范围广 能分析气体 液体和固体灵敏度高 可测定痕量物质 可进行ppm ppb级的定量分析 进样量可在1 L以下 分析速度快 仅用几分钟至几十分钟就可完成一次分析 操作简单 选择性高 可分离性能相近物质和多组分混合物 2020 4 7 17 气相色谱法原理图 2020 4 7 18 色谱柱 流量控制器 稳压器 空气 氢气 载气 分子筛 活性炭 固定 进样口 检测器 色谱采集单元 PC 限流器 典型的气相色谱 2020 4 7 19 气相色谱法分析流程 气体分析 用气袋 铝箔袋 钢瓶或者束管按照要求采集气体 同时 打开气瓶或发生器给仪器供气开启仪器电源 建议分析方法 预热半小时 点火 当仪器状态就绪后 观察基线 进入空白样品分析 通入标准气体进行分析和计算将样品气体通入气相色谱仪 样品批量较大时 需要一个批次分析一次标准样品 另外根据质量要求安排双样等 电脑采集数据使用专用软件分析谱图 计算结果样品分析结束后 空白样品分析 关闭仪器电源和辅助气仪器冷却后 关闭载气气源 2020 4 7 20 气相色谱仪实验室的要求 实验台至少80cm宽 100cm长电压不稳定地区需要稳压电源通风可以根据样品情况安排气源 气瓶 使用时应注意要在指定部门购买 气瓶不要放在房间内 远离明火 忌日晒 高温 要用铜或镀铜的扳手 氢气瓶用反扣螺母 注意密封 注意 每天检查气瓶压力情况 泄露以及防止断气 2020 4 7 21 气相色谱仪实验室的要求 色谱柱的维护和老化 填充柱 收到色谱柱后 看固定相名称 长度 内径 老化温度 最高使用温度日常使用中注意 不能断气 不能超过使用温度 日常使用中的老化 出现峰形变化 基线不稳定 出现异常鼓包等现象 长时间未使用老化 老化温度 比最高使用温度低20 30度 色谱柱标牌上有相应的老化温度 老化时间 根据柱子长度 大约在4 8小时 老化时注意柱箱中的其他色谱柱 如果老化温度高于某根色谱柱的最高使用温度 则必须把这根色谱柱拆掉 色谱柱保存 填充柱用胶帽将其两端封住 2020 4 7 22 故障处理 灵敏度低 柱失效衰减及量程是否准确分流过大隔垫漏气注样器堵 2020 4 7 23 故障处理 基线不稳噪声大 色谱柱脏气源不好衰减量程不正确放大器板故障 2020 4 7 24 故障处理 总结 检查实验室气源检查仪器气密性 打开色谱柱箱 把色谱柱拆下 将注样器出口堵死 然后开启载气 调节钢瓶输出压力为0 4MPa 打开主机面板上的载气旋钮 调节至0 3MPa以上 待稳定数分钟后关闭载气旋钮 半小时内其柱前压指示值不应下降超过0 01MPa 检查仪器污染状况检查仪器条件的更改报修 2020 4 7 25 故障处理 FID点不着火 氢气 空气气流比例不正确喷嘴堵尾吹气 补充气 流量过大点火线圈是否在喷嘴上方点火线圈损坏放大器板故障 2020 4 7 26 实验室用水 GB6682 2000规定 实验室用水分为三个级别 一级水 用于要求严格的分析 如液相色谱分析用水二级水 用于无机痕量分析等三级水 一般分析实验 2020 4 7 27 化学试剂的分类 根据GB15346 1994化学试剂包装及标志一般试剂 1 一级品 优级纯 符号GR 标志颜色绿色 用于精密科学研究和痕量测定工作 2 二级品 分析纯 符号AR 标志颜色红色 一般科学研究和检验工作 3 三级品 化学纯 符号CP 标志颜色蓝色 一般工业产品检验 4 四级品 实验试剂 符号LR 标志颜色咖啡色 辅助工作 洗液等 2020 4 7 28 化学试剂的分类 标准试剂 基准试剂 符号PT 标志颜色浅绿色 可用来配置标准溶液 也可校正或者标定其它化学试剂专用试剂 用于特定用途 标志颜色不统一 如 SP光谱纯试剂 GC色谱纯试剂 BR生物试剂 2020 4 7 29 原子吸收的历史 原子吸收光谱的研究起源于对太阳光的观测 1802年渥拉斯通发现太阳光谱中存在许多黑线 以后弗兰霍夫详细研究了这些现象 但未阐明原因 1860年柯尔希霍夫解释了产生黑线的原因 由于大气层中的蒸气组分吸收了太阳辐射的某些波长的电磁波所造成的 2020 4 7 30 2020 4 7 31 原子吸收光谱仪 2020 4 7 32 2020 4 7 33 原子吸收分光光度计应用 主要用于元素分析主要用于定量分析分析灵敏度高 最适用于微量及痕量元素的分析火焰法一般分析含量为mg kg的物质 石墨炉法分析含量为ug kg的物质 分析速度快 火焰法几秒钟一个样品 石墨炉法1分钟左右一个样品 2020 4 7 34 原子吸收主要组成部分 2020 4 7 35 原子吸收分析流程 火焰法 将采集的样品进行消解 制备成为澄清透明的溶液 消解 去除干扰 定容 安装元素灯 打开空气压缩机电源 打开仪器电源打开乙炔气源 点火用超纯水调零 分析溶剂空白和标准溶液分析样品 按照要求进行质控过程 计算机软件分析数据关闭乙炔气关闭仪器电源 关闭空气压缩机电源 2020 4 7 36 原子吸收分析流程 石墨炉 将采集的样品进行消解 制备成为澄清透明的溶液 消解 去除干扰 定容 安装元素灯 打开冷却循环水机 打开氩气气源 打开仪器电源空烧 稳定后 分析溶剂空白和标准溶液分析样品 按照要求进行质控过程 计算机软件分析数据关闭仪器电源 关闭冷却循环水机和氩气气源 2020 4 7 37 白酒中铅的测定 火焰原子吸收光谱法 38 试样处理 取在水浴上蒸去酒精的白酒试样20 0ml于烧杯中 于电热板上先蒸发至一定体积后 加入混合酸消化完全后 转移 定容于50ml容量瓶中 40 萃取分离 吸取25 0ml 50 0ml上述制备的样液及空白液 分别置于分液漏斗中 补加水至60ml 加2ml柠檬酸铵溶液 溴百里酚蓝水溶液3 5滴 41 萃取分离 用氨水调pH至溶液由黄变蓝 加硫酸氨溶液10 0ml DDTC溶液10ml 摇匀 放置5min左右 加入10 0mlMIBK 剧烈振摇提取1min 静置分层后 弃去水层 将MIBK层放入10ml带塞刻度管中 备用 42 标准曲线的测定 分别吸取铅标准使用液0 00ml 0 25ml 0 50ml 1 00ml 1 50ml 2 00ml 相当于0 0 g 2 5 g 5 0 g 10 0 g 15 0 g 20 0 g铅 于分液漏斗中 与试样同方法萃取 43 标准曲线的测定 44 原子吸收实验室注意事项 实验台 至少宽80cm 长150cm按照仪器安装要求安装通风 注意 钢制通风罩 有石墨炉时 单独接线空开D63 6000瓦气源要注意可燃气体报警 乙炔纯度99 6 氩气高纯 2020 4 7 45 原子吸收使用注意事项 使用火焰法测定时排放废液管必须有水封装置 要特别注意防止回火 特别注意点火和熄火时的操作顺序 点火时一定要先打开助燃气 然后再开燃气 熄火时必须先关闭燃气 待火熄灭后再关助燃气 新安装的仪器和长时间未用的仪器 千万不要忘记在点火之前检查气路是否有泄露现象使用石墨炉时 要特别注意先接通冷却水和氩气 确认冷却水和氩气正常后再开始工作应保持空心阴极灯灯窗清洁 不小心被沾污时 可用酒精 乙醚 1 3 擦拭 空心阴极灯用完 冷却后 放好 定期检查供气路是否漏气 检查时可在可疑处涂一些肥皂水 看是否有气泡产生 千万不能用明火检查漏气 2020 4 7 46 原子吸收使用注意事项 在空气压缩机的送气管道上 应安装气水分离器 经常排放分离器中集存的冷凝水 冷凝水进入仪器管道会引起喷雾不稳定 进入雾化器会直接影响测定结果 经常保持雾室内清洁 排液通畅 测定结束后应继续喷水5 10min 将残存的试样溶液冲洗出去 燃烧器缝口积存盐类 会使火焰分叉 影响测定结果 遇到这种情况应熄灭 火焰冷却后用滤纸插入缝口擦拭 也可以用薄刀片插入缝口刮除 必要时也可用水冲洗 长期不便用的仪器应保持其干燥 潮湿季节应定期通电 2020 4 7 47 紧急情况处理 工作中如遇突然停电 应迅速熄灭火焰 用石墨炉分析 应迅速关断电源 然后将仪器的各部分恢复到停机状态 待恢复供电后再重新后在重新启用 进行石墨炉分析时 如遇突然停水 应迅速停止石墨炉工作 以免烧坏石墨炉 进行火焰法测定时 万一发生回火 千万不要慌张 首先要迅速关闭燃气和助燃气 切断仪器的电源 如果回火引燃了供气管道和其它易燃物品 应立即用二氧化碳灭火器灭火 发生回火后 一定要查明回火原因 排除引起回火的故障 在未查明回火原因之前 不要轻易再次点火 在重新点火之前 切记检查水封是否有效 雾化室防爆膜是否完好 2020 4 7 48 原子荧光的应用和特点 As 砷 Sb 锑 Bi 铋 Hg 汞 Se 硒 Te 碲 Pb 铅 Sn 锡 Ge 锗 Cd 镉 Zn 锌 Au 金 检出限低 精密度高 仪器结构简单 选择性好 分析速度快 操作简单广泛的应用于环境监测 农业环境 临床医学 冶金钢铁 药检和商检等领域 2020 4 7 49 原子荧光发展史 150年前Kirchhoff就发现了荧光现象 开始了原子荧光理论的研究 1975年Thompson将NaBH4 酸体系应用到HG ND AFS中 从而提出了测定As Sb Se和Te的分析方法 1981 1983年由郭小伟 张锦茂 地矿部物化探研究所 两个科研小组合作研制成功了 WYD 2型双道蒸气发生 原子荧光光谱仪 从1996年开始张锦茂与北京瑞利公司科技人员 对VG AFS中一些关键技术进行了深入研究和全面改进 其中 喷流型三级气液分离器 红外加热原子化器 等最新技术 先后获得多项国家专利 使其成为智能化全自动操作的新一代原子荧光光谱仪 2020 4 7 50 AF 640A原子荧光光谱仪 2020 4 7 51 应用行业 食品及饮用水安全领域 食品及饮用水中的砷 汞等重金属的检测 生物 药品安全领域 生物材料中的铅的测定 环境保护领域 饮用水 海水 湖水等水体中砷 汞污染的测定 大气 固体废弃物中重金属元素的测定 轻工 化妆品领域 汞 铅等可导致人体中毒的禁用物质的检测 岩矿 土壤及冶金领域 用于地质勘探 开矿 以及冶金领域中各种元素的测定 石油 化工领域 广泛的应用于化工产品中各种元素的检测 2020 4 7 52 质子 中子 As 2885 能量 荧光 E0 E1 E2 E3 原子荧光的基本原理 2020 4 7 53 原子荧光的基本原理 郎伯 比尔定律 低浓度下 K AC 2020 4 7 54 原子荧光光谱仪基本原理 样品 KBH4 H2O H 气态氢化物 H2 2020 4 7 55 原子荧光光谱仪系列产品 2020 4 7 56 AF 640A原子荧光光谱仪 2020 4 7 57 原子荧光分析流程 将采集的样品进行消解 制备成为澄清透明的溶液 消解 去除干扰 定容 安装元素灯 打开氩气气源 打开仪器电源用超纯水冲洗系统 稳定后 分析溶剂空白和标准溶液分析样品 按照要求进行质控过程 计算机软件分析数据冲洗系统关闭仪器电源 关闭氩气电源 2020 4 7 58 原子荧光实验室注意事项 实验台 至少宽80cm 长150cm按照仪器安装要求安装通风最好有稳压电源气源 氩气高纯 2020 4 7 59 世界上第一台环保型原子荧光光谱仪保护使用者的身体健康 汞在蒸气发生 原子荧光分析方法中 是最容易被还原成汞原子蒸气的元素 由于密度较大 很难被排风系统抽出实验室 最终造成实验室汞污染 危害操作人员身体健康 瑞利公司经过近三年的攻关 解决了这一关键性问题 并用于目前的所有型号的原子荧光仪器 专利号 ZL200520000097 2 2020 4 7 60 2020 4 7 61 分析中的注意事项 尽量选择优级纯或电子级的酸高纯氩气99 999 使用正规厂家生产的硼氢化钾 氢氧化钾 硫脲等使用二次去离子水所有使用的器皿都需要在酸缸中浸泡24小时以上测汞时要开启除汞装置 仪器严禁与极谱在同一楼层 严格控制环境中的汞污染 汞灯要放在B道避免设备被酸腐蚀泵管维护 2020 4 7 62 简单故障的排除 峰型不好 载气流量 酸度控制 载流空白值偏高气泡太多稳定性不好 更换泵管 稳压电源 点火线圈不红或红度不正常点不着火荧光值很低元素灯不亮 2020 4 7 63 我们的增值服务 下设国家级分析仪器监督检测中心 可以进行各种分析仪器的校准服务 帮助客户完成溯源过程国家质检总局总局化学检验员和食品检验员的实训基地 可以开展化学检验员和食品检验员国家职业资格培训 发初级 中级 高级证书 2020 4 7 64 样品前处理中酸的选择 2020 4 7 65 将样品引入无机元素分析仪器的通则 最广泛 最优先考虑的是将液体引入无机元素分析仪器优点 元素以离子状态存在于溶液中 消除了元素赋存状态 物理特性所引起的测量误差 各种元素的蒸发性质趋于一致 改善了分析的准确度和精密度 为多元素测定提供条件 缺点 需要前处理 需要一定的专业知识 降低了元素在样品中的绝对测定灵敏度 化学处理中 可能引入杂质 2020 4 7 66 无机酸的选用 通常用来分解样品的无机酸有硝酸 盐酸 氢氟酸 高氯酸 硫酸 磷酸等 硫酸和磷酸戒指的粘滞性会在样品的传输中产生影响 且他们的沸点比较高 难以除去 他们虽然具有很强的分解能力 能分解一些矿物 合金 陶瓷等物质 但是他们主要用于常规化学分析中 在痕量无机元素分析时尽量避免使用 在痕量分析时常用硝酸 盐酸 氢氟酸 高氯酸 和各种混酸 最常用的有盐酸和硝酸 3 1 的混合物王水 2020 4 7 67 硝酸 含量65 69 的硝酸称为浓硝酸 含量高于69 的硝酸称为 发烟硝酸 实验室常用的硝酸为16mol L 68 它是一种强氧化剂 它可以将样品中的许多痕量元素溶解出来转化为溶解度很高的硝酸盐 通常用硝酸来分解各种金属 合金及消解有机物 但对于某些金属及矿石等地质样品 通常还需要加入盐酸和氢氟酸以增加分解样品的能力 硝酸能与许多硫化物其反应 但往往不能将硫化物完全氧化 往往会产生硫化氢 以硫化物形式存在的硫即使使用发烟硝酸也不能完全转化为硫酸盐 2020 4 7 68 盐酸 浓盐酸 12mol L 36 是分解许多氧化物及其氧化还原电位低于氢的金属的一种最常用的一种试剂 与硝酸不同 盐酸是一种弱还原剂 一般不用来分解有机物质 在采用盐酸时应估计到一些易挥发金属氯化物 砷 硒 锑 汞等 潜在挥发损失 2020 4 7 69 氢氟酸 在市场上可以够到38 40 W W 和约48 W W 的HF 38 3 的HF 22mol L 的沸点为112 由于较低的沸点和酸的高蒸气压使得它很容易挥发 HF是唯一能够分解以硅为基质的样品的无机酸 用HF分解硅酸盐时 硅酸盐将被转化为挥发性的SiF4 在敞开的容器中它将在加热过程中被挥发 这一特性在分析硅酸盐类的样品时是很有用的 如各类地质样品 矿石 水系沉积物 土壤 石英岩等等 用HF分析样品可除去样品中大量的Si 可有效的降低样品溶液中的溶解性总固体 B As Sb和Ge 根据他们不同的价态 也将挥发 2020 4 7 70 氢氟酸 HF将腐蚀玻璃 硅酸盐 因此 在分解HF分解样品时不能用玻璃 石英 陶瓷等器皿 经典的是采用铂金器皿 近年来大量应用塑料为材料的器皿 目前实验室最常用的是聚四氟乙烯 PTFE 为材料的烧杯 坩埚等器皿 其最高使用温度为250 当温度升