《色谱仪及检测器》PPT课件.ppt

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) 浓度型

2、Det RC C - 浓度信号R R= 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/ml V 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25cm u2 - 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

3、样时在det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M S N D越小越敏感 因此性能好的

4、Det,不但灵敏度高 而且噪声要小 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 R

5、1R2R3R4 是阻值相等 的热敏电阻 组成 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

6、愈高 H2及He N2 最好用H2 He作载气 (2)桥电流 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 , 110150mA H2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 H2 N2,流速,桥电流mA,200 100,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

7、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Det,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

8、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要高于Tc 2050C c. 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

9、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-+E AB-+N2+ AB+N2,射线,3.工作条件: (1)载气纯度,用高纯N2(99.999%) 含O210 PPm 若用普通N2(含O2 100 PPm) 则必须净化除氧,水等 O2是电负性物质,可使基流降低很多 载气流量40100ml/min,(2) 极化电压:在50 mv 以内, 通常2050V 极化电压过高使电子能量过大,不易被组分捕获 不能直接供电,而用脉冲供电,使电子能量较小,易捕获 灵敏度提高,4.特点 (1)是选择性Det,对卤素及S,P,O,N等化合物响应大 对烃类无响应，对CCl4响应值比正己烷大108倍 可与FID组合定性 (2)灵敏度高,最低检测限度很低 但线形范围窄,约104 (3)浓度型Det,峰高定量为宜,二 FPD 火焰光度检测器也叫硫磷Det,1.结构:由氢火焰和光度计二部分组成,2.原理: 含S,P化合物在富氢焰中燃烧产生激发态S2*或 发光HPO* 同时发射出不同波长的特征光谱 S2*的特征光谱为 394nm HPO*的特征光谱为 526nm 此光谱经干涉滤光片选择,将特定波长