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气相色谱技术

标签: 气相色谱 分离系统 色谱柱 填充柱 毛细管

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气相色谱的特点与应用编辑本段回目录

    气相色谱法是一种很重要的,以气体为流动相,以液体或固体为固定相的色谱方法,气相色谱法(GC)有以下特点:
    (1)高选择性   GC能够分离分析性质极为相近的物质。如氢的同位素,有机物的异构体。
    (2)高效   GC可在较短的时间内同时分离分析极其复杂的混合物。如用空心毛细管柱一次可以分析轻油中的200个组分。
    (3)高灵敏度  由于使用了高灵敏度的检测器,可以检测10-11-10-13克物质。检测浓度可达到ppt级。
   (4)分析速度快  GC一般只要几到几十分钟的分析时间,某些快速分析,一秒可以分析十几个组分。 
    GC法的应用相当广泛,在一千万个化合物中,大约有20%的物质可以用GC方法进行分析,如:
生物化学分析:GC一开始就是用于生物化学领域,气-液GC的创始人Martin首先进行了脂肪酸和脂肪胺的分析。
石油化工分析:用200m的毛细管GC法一次可以分析200个化合物。
环境分析:如水中有机物分析。
食品分析:如粮食中残留农药的分析。
药物临床分析:氨基酸、兴奋剂的分析。
法庭分析:各种物证鉴定。
空间分析:如飞船中气氛分析。
军工分析:如火药、炸药分析。

气相色谱的方法编辑本段回目录

定性方法编辑本段回目录

   1.利用保留值定性
   2.利用相对保留值和保留指数定性
   3.该方法一定要严格按照文献方法操作,其准确度才高。
   4.利用调整保留值与碳数的关系定性
   烷烃类、烯烃类、酮类、醛类、醇类等在确定的条件下,其调整保留值VR’与碳数ni存在如下关系,
      lgVR’=Ani+B      
   5.沸点规律
   具有相同碳数的同族同分异构体的比保留体积Vg和沸点Tb之间存在如下关系,
        lgVg=aTb+b     

定量方法编辑本段回目录

   1.定量分析中的有关问题
  (1)峰面积测量
   峰高乘半峰宽:适用与对称和准对称高斯峰,误差约为2.5%,是计算不完全分离峰面积的有效方法。
   峰高乘平均峰宽:即,
   A=1.605h(W0.15+W0.85)/2  
W0.15、W0.85分别是峰高0.15和0.85处的峰宽,适用于不对称峰面积的计算。
     (2)峰高定量
     当色谱条件相当稳定,进样量远小于允许的最大进样量时,可以认为峰高与组分量成正比。
     (3)定量校正因子fi
      fi=Wi/Ai           
Wi、Ai  分别是组分的量和面积。
     (4)相对定量校正因子f ’
      f ’= fi / fs = As Wi/AI Ws 
Ws、As  分别是标准物质的量和面积,由于f ’与色谱条件无关,所以可以用文献公布的数据,但必须注意所用的检测器和载气种类。
   2.痕量分析
   进行痕量分析时,要从两个方面考虑,即使用灵敏度高选择性好的检测器,尽量减低背景基线噪音。从色谱分离角度考虑,使用柱效高的分离柱,使用的固定液要满足k’较小的条件,这样可以使痕量组分
    3.定量分析的误差来源的峰出在主成分之前,避免主成分的干扰。
   (1)样品制备、进样误差
   (3)分离度
   (4)容量因子、柱效
   (2)检测器的线性范围

气相色谱仪的分离系统编辑本段回目录

分离系统主要由气路系统、进样系统和色谱柱组成,其核心为色谱柱。
    1.气路系统
气路系统指流动相载气流经的部分,它是一个密闭管路系统,必须严格控制管路的气密性,载气的惰性及流速的稳定性,同时流量测量必须准确,才能保证结果的准确性。载气通常用N2,He,H2,Ar等。
    2.进样系统
进样系统包括进样装置和气化室。气体样品可以用注射器进样,也可用旋转式六通阀进样。气化室必须预热至设定温度。
3.色谱柱
GC中常用的色谱柱有两种。一种是填充柱,有不锈钢、铜、玻璃等材料制成,可制成不同的形状,装填不同的填料,如担体(红色担体,白色担体,非硅藻土型担体)、固定液(角鲨烷,硅油,聚乙二醇,聚苯醚等)。另一种是毛细管柱,其材料多为石英,规格为内径0.1-0.5mm,柱长为10-300m, 其内壁可涂上固定液。空心毛细管柱渗透性能好,分离效率高。


气相色谱柱编辑本段回目录

    气相色谱柱有两大类,一种是填充柱,一种是毛细管柱。大多数填充柱的内径为3-5mm,主要用不锈钢制成。毛细管柱为200-500微米内径的弹性石英制成,它分为空心和填充两种,空心柱的内壁被均匀地涂上了固定液来实现高效分离。
1. 担体
   气液色谱的固定相是由担体和固定液组成,担体是承担固定液的支架,又称为载体。担体一般要求比表面积大,有良好的缝隙结构(分布均匀),固定液能均匀地展成液膜;担体必须具有化学惰性,不与分离组分发生作用,不参与分配平衡;粒度均匀,成球型。
  (1)常用的担体
   硅藻土类:  红色担体是用硅藻土粉碎后,经900度煅烧制成的,其主要成分为硅忽然铝的氧化物,其中的氧化铁使其成为红色。其比表面积为4 m2/g,平均孔径为1微米。其表面活性中心和催化性较强,使得色谱峰容易拖尾。商品化的产品有201、201、6201系列,美国的C-22、Chromosorb P、Gas Chrom R系列等。白色担体中因含有铁硅酸钠而成白色。其比表面积为1 m2/g,平均孔径为8-9微米,其表面活性中心较少,适合分析极性组分。商品化的产品有101、102系列,美国的Chromosorb 、Gas Chrom A、P、Q、S、Z系列等。
   非硅藻土类:玻璃微珠、四氟乙烯微球等,她们的特点是耐腐蚀,涂布不匀,柱效低。
   (2)担体的处理
   由于硅藻土上含有类似硅醇基等氢键活性点,因此常常需要处理后应用。一般可采用酸洗、碱洗、硅烷化、釉化处理等。
    在担体的选择上,酸性样品选择酸性担体,碱性样品选择碱性担体,对化学活性较强和极性较强的样品最好选择聚四氟乙烯担体。

2. 固定液
好的固定液要满足热稳定、化学稳定、选择性好等条件。
   (1)固定液分类
    烃类:角鲨烷(相对极性最小)、阿皮松真空酯类(Apezon 混合非极性)、芳烃类(苄基联苯)等。  
聚硅氧烷类:稳定性好,可以在很宽的范围内使用。对大多数化合物都有很好的溶解度,而且这类化合物中的硅原子上可以引入各种基团,使其相对极性随之改变,从而得到各种不同极性的固定液。常见的品种有甲基硅油、硅橡胶、低、中、高苯基含量聚硅氧烷、氟、氰基聚硅氧烷等。
聚二醇类:含有羟基,易与醇、胺、酸、酚、酮、酯、醚类物质生成氢键,它的选择性主要考虑的就是氢键。常见的品种有PEG400、600、800、1500、4000、6000、20000等,使用温度在100-200度之间。
    聚酯类:由多元酸、醇聚合而成,中等极性,它的选择性主要基于氢键作用,对醇、胺、酸、酚、酮、酯、醚类物质有较高的分离能力。
    氰类:强极性固定液,与角鲨烷相对应,腈醚中的,-氧二丙腈是强极性标准固定液,对极性物质或易极化的物质有很高的选择性。
特殊种类的固定液:有机硅藻土、液晶等,液晶的平行分子排列有序,对组分分子有定向响应,对于能适合其形状的组分有特别的溶解度,对异构体有很好的分离效果。
    另一种常见的分类方法是相对极性法。1959年Rohrschneider 提出用相对极性来表示固定液的分离特性,它规定角鲨烷的极性为0,,-氧二丙腈的极性为100,并选定正丁烷和丁二烯为确定极性大小的分离物质对,分别测定它们在这两种固定液和选定固定液上的相对保留值,并进行比较,得到被研究固定液的相对极性落在0-100之间。用这种方法将固定液分成5级,每增加20增加一个等级,用+表示。只用正丁烷和丁二烯这两个非极性物质作为测定标准,只考虑了固定液与组分间的色散力与诱导力的作用,忽略了其他力的作用,因而这种方法存在一定的缺陷。因此1966年Rohrschneider又提出了改进,用苯( 键)、乙醇(质子给体,氢键)、甲乙酮(质子受体,氢键)、硝基甲烷(质子受体,特殊氢键)、吡啶(质子受体,大 键,)为确定极性大小的分离物质,用保留指数之差I表示相对极性的大小。I越大,表示固定液与组分之间的作用力越强,用下式表示,
          Ii=Ip+Is=aX                          (3-10)  
式中Ip、Is分别是给定5种样品中的一个在所研究的固定液和参比固定液(角鲨烷)上的保留指数,X表示固定液的极性,a=100,因此,
          X= Ii /100                          (3-11)
例如,苯在SE-30上的Ii是15,那么,X=0.15;苯在PEG-4000上的Ii是325,那么,X=3.25。后者的极性比前者强。
当然,也可将5种的保留指数之差I相加,得到固定液的总极性指标It,
        It =aX+bY+cZ+dU+eS                 (3-12)
X、Y、Z、U、S分别是规定的5种物质在所研究固定液的极性,a、b、c、d、e分别为常数100。
1974年McReynolds 用丁醇、2-戊酮、硝基丙烷代替乙醇、甲乙酮、硝基甲烷,并增加了五种新标准物质即2-甲基-2-戊基-2-戊醇、碘丁烷、2-辛炔、二氧六烷、顺八氢化茚。
固定液的选择原则如下:
 1.相似性原则 
   根据相似相溶的原则,为了获得较大的容量因子及较大的保留时间,对极性组分采用极性固定液,对非极性组分采用非极性固定液为宜。
 2.混合固定液方法
   将两种极性不同的固定液混合,可以混合制成极性范围很宽的固定液,可以使性质相近的组分实现高效分离。
 3. 按照样品类型选择固定液   
   如醇类可用PEG、SE-30固定液;
醛类用PEG类固定液;
烃类可用角鲨烷类、硅胶、氧化铝、邻苯二甲酯类固定液;
甾类、氨基酸、生物碱可用硅油、OV-1、OV-17、SE-30等固定液。

3. 气固色谱固定相
    实际上是吸附GC,它的固定相是吸附剂,常用的吸附剂有以下碳黑、硅胶、氧化铝等几种。
   1.碳黑:将碳黑在2000-3000度高温煅烧,使表面均匀化,有稳定的表面性质,重复性极好,对烷烃、脂肪酸、胺、酚有很好的分离效果。
   2.分子筛:比表面积大,一般为内面积700-800m2/g,外面积1-3 m2/g,常用的有4A、5A和13X,对永久性和烃类气体有很好的分离效果。它的缺点是对二氧化碳和水产生不可逆失活。
   3.高分子小球:GDX、Porapak和Chromosorb系列,组分的峰形好。
   4.硅胶:比表面积大约100-200m2/g,活性点多,峰易拖尾。
   5.氧化铝:主要用于气体和低级烃类的分离。

4. 色谱柱的制备
按照组分分离的需要,选好固定液后即可制备色谱柱,对气固色谱来说,可将担体直接装入色谱柱,对气液色谱而言,还需将固定液涂布后才能装柱。
   1.固定液涂布:担体应过筛,使其颗粒均匀,选好适当的溶剂,按照固定液的配比称取固定液溶解,溶剂以刚好没过担体为度,为涂布均匀可先用真空泵将载体抽空,将气体排除,涂布后再脱气。干燥已涂布的固定液时,给热量要小,速度要慢。
   2.色谱柱的装填:采用手工操作,抽空或轻微震动方可装填致密均匀。
   3.色谱柱的老化:色谱柱装入GC仪后,按固定相的要求,在高于色谱操作温度下,通入载气,空载运行数小时,除去溶剂和杂质,使固定液液膜进一步均匀化。


气相色谱操作条件优化编辑本段回目录

   色谱分离的目的就是要将组分分开,对定量分析来说至少要将难分离物质对分离到半峰宽以下,要达到该目的,固定相的选择性和柱效率要足够高,才能实现分离目标。
   1.色谱柱及其长度
除了要按难分裂物质对选择固定相和使柱子具有足够的理论板数之外,还要注意色谱柱装填的情况和色谱柱管所用的材料。
   一般用途的色谱柱管用不锈钢制成。不锈钢对大多数样品有足够的惰性。对含有杂原子的有机化合物,需要用玻璃柱管,以减少金属表面的催化和吸附。在做痕量分析时,玻璃柱管应该首先硅作硅烷化处理,硅烷化处理过程按对载体处理的要求进行,以避免玻璃表面的硅醇基的影响。最好使用石英玻璃柱管,尽管聚四氟乙烯管对某些气体有渗透性,但在分析痕量含硫气体时仍然得到应用。
    为了获得最好的分离分析效果,色谱柱长应以最难分离的物质对能达到所需的分离度为准(分离度与柱长平方根成正比)。过长的柱子一方面保留时间不必要地加长, 峰形和峰高也会受到损失,并且对微量分析不利。
    色谱柱的直径要与定性定量分析所需的样品量相适应。尽可能采用小内径柱管。小内径柱管的色谱柱有较高的线速有利于快速分析,适应高灵敏度检测器的分析,而且,在程序升温色谱分析时,柱温容易达到程序升温平衡。
    2.载体及其粒度
   载体在使用前应该过筛,使其颗粒度尽量均匀。选用的载体要和固定液匹配。普通色谱柱的载体一般为60-80目,球型的为100-120目,内径为2mm。
   3.固定液配比
   固定液的配比对分离度的影响较大,它决定的组分的k’,也决定了分析组分的大小。高配比,吸附性小,k’大,保留分析时间长,。低配比,吸附性大,k’小,保留分析时间短,色谱峰可能拖尾。合适的配比以获得合适的k’(2-8)为宜,一般配比为2-5%。
    4.柱温
    柱温主要影响K和k’、Dm、Ds等,降低T,K增加,Dm减小,保留时间增加;增加T,柱效会降低。柱温要根据固定液配比确定,配比高,则T要较高。
    5.载气与流速
   载气的选择要适合检测器和分析对象的需要,在流速较低时,分子扩散是柱效的控制因素,此时选择分子量较大的载气如N2可以提高柱效;在流速较高时,传质阻力是柱效的控制因素,此时选择分子量较小的载气如Ar可以提高柱效。
    6.样品量 0.1-1%
    样品量的大小决定了原始带宽,样品量越小,峰越对称,分离度越高,样品量增加,色谱峰易发生歧变,保留时间变小。
    色谱柱的最大样品量定义为,
    Vmax=a n1/2(VG+KVL) 
Vmax是样品气化后,包括载气在内的样品体积,a为常数,VG、VL分别为一块塔板上气相和液相的体积,即一块塔板的体积。因VG、VL的计算不易,所以用另一个公式计算Vmax,
    Vmax0.5 n-1/2(VR)    
VR为第一个组分的保留值。
    7.气化温度
气化温度要比组分的沸点高,组分的气化时间影响组分的峰宽,气化时间越短,峰越窄,柱效越高。样品体积较小时,气化的温度对柱效的影响较小。

气相色谱仪的检测系统编辑本段回目录

检测系统主要为检测器,检测器将色谱流出物转变为电信号,由数据记录部分将图谱记录下来,然后进行数据处理。气相色谱检测器研究过的有20多种,但常用的商品化的仅有6种。

表 常用GC检测器的性能比较
   检测器   响应特性 敏感度,  g/s 响应时间, s 最小检测量, g
    TCD 浓度型 10-6-10-10g/ml   1 10-6
    FID 质量型 2×10-12   0.1  5×10-13
    ECD 浓度型 10-14g/ml   1 10-14
    FPD P,质量;S,浓度平方 P: 10-12;
S:10-11   0.1   10-10
    TID 质量型 N:10-13;P:10-14   1 10-13
    PID 质量型 10-13   0.1 10-11
热导检测器(TCD);氢火焰离子化检测器(FID);电子捕获检测器(ECD);    火焰光度检测器(FPD);热离子检测器(TID):光离子化检测器(PID)。

检测器的分类如下:
(1)微分型和积分型
根据检测器输出信号的变化与组分在色谱流出物中含量之间的关系,检测器可以分为微分型和积分型两种。从前者得到的色谱图了反映组分流出色谱柱时的分布曲线,由一系列峰组成;从后者得到的曲线是阶梯型曲线。
(2)浓度型和质量型
检测器是利用组分的物理化学性质将组分的量与电量相关联的装置,所得到的电信号反映了组分的量。反映浓度与信号关系的检测器是浓度型检测器。例如利用物质的介电常数、气体密度、热导率、电极电位、电负性、光吸收和发射等性质进行分析的检测器就形成了浓度型检测器。
质量型检测器是根据组分与质量有关的物理化学性质而设计的,例如利用物质的质量、电离电流、震荡频率、热电子发射、质谱、C原子个数等原理设计的叫质量型检测器。载气的流速增加,峰高增加。
    (3)通用型和专用型
     通用型指对所有组分都有响应的检测器,如热导、氢火焰离子化检测器等。选择专用型指对专有组分才有响应的检测器,如电子捕获检测器、火焰光度检测器、光离子化检测器等。
     (4)破坏型和非破坏型
     热导是非破坏型、氢火焰离子化检测器是破坏型的典型代表。
检测器的一般要求如下:
检测器一般都要求灵敏度高、检测限低、死体积小、响应快、线性范围宽、稳定性好。
(1) 线性范围
线性范围是指仪器能检测到组分最大、最小量之比,在这个范围内,信号与浓度成正比,它表明了对样品准确定量的能力。氢火焰离子化检测器的线性范围高达107,电子捕获检测器为103,热导为103。
(2) 稳定性
    用基线噪音和漂移来表示,它包括了检测器本身、柱子状态、流动相的纯度等因素。
(3) 响应时间、时间常数
色谱系统的响应时间主要由信号测量的电子系统和检测器本身的时间常数组成,现代电子系统的时间常数可以方便的做到毫秒级的水平,但传统的笔式记录仪的时间常数通常为1秒,它可用于填充色谱柱分离中,不能满足毛细管气相色谱的记录。
检测器本身的时间常数主要来源于死体积,它可以引起峰变宽,使检测器不能对组分量的变化作出快速响应。热导检测器的死体积通常为800微升,氢火焰离子化检测器的为0。检测器的时间常数
=V0(1-e-1)/F
式中V0是死体积,F是流量。假设V0是0.5 ml,F为60ml/min,则
时间常数为0.3秒。一般要求检测器的 / 小于0.1,为标准高斯峰的标准偏差。
 

毛细管气相色谱编辑本段回目录

1958年Golay从理论与实践上提出了毛细管气相色谱法,它的柱内径为0.1-0.5mm,柱长为10-50m,固定液液膜厚度为0.3-1微米,柱效极高,达到100000。分为填充和空心柱两种。空心的又分为3种,即,
   (1)涂壁空心柱(WCOT):直接在内壁涂敷固定液。
   (2)涂渍载体空心柱(SCOT):在内壁沉积载体,再在载体上涂敷固定液。
   (3)多孔层空心柱(PLOT):内壁因生成晶状沉积物或熔融石英而使内表面积增大,涂渍后形成多孔层固定相,其最大进样量Vmax得到提高。

毛细管柱速率理论方程编辑本段回目录

   由于毛细管柱是空心的,所以其不存在涡流扩散项,即A=0,固定相对组分扩散的阻碍因子=1,由此,
   H=2Dm/u + [(1+6k’+11k’2)/24(k’+1)2] r2u/Dm +(1/6 K2)[(k’3/(k’+1)2 )] r2u/Ds)
   Desty 对上式做了进一步的改进,结果,
      k’=2Kdf/r             
代入式(3-13)后,
      H=2Dm/u + [(1+6k’+11k’2)/24(k’+1)2] r2u/Dm +[(k’/3(k’+1)2 )] df u/Ds
这就是著名的Van Deemter-Goay方程。式中,df是液膜厚度。

毛细管气相色谱最佳操作条件
    (1)最佳流速
     因为Cs《Cm,通过一些公式变换,
      uopt=(4Dm/r)[24(k’+1)2/(1+6k’+11k’2)]1/2 
uopt=10-15cm/s,相当于1-2ml/min。实际的流速要比该最佳流速大一些。
    (2)理论塔板高度
    同样地,因为Cs《Cm,通过一些公式变换,
      Hmin=r[(1+6k’+11k’2) /24(k’+1)2]1/2   = c’’r   
结果表明柱内径越小,柱效越高。当k’=0时,Hmin =0.58r;当k’= 时,Hmin =1.9r。
    (3)柱长
    载气流过色谱柱时所受到的阻力可以间接地用渗透率KF来表示,
    KF =2p0u0T(pi2-p02)      
式中pi、p0、u0、T、分别为进口、出口压力、流动相线速度、总孔隙率。对于规则装填,柱直径与粒径dp之比大于10,
    KF =dp22/180(1-)2      
对填充柱而言, 一般为0.42,因此,
KF = dp2/1000         
毛细管空心柱的KF 为,
     KF = r2/8             
   毛细管空心柱的渗透率比填充柱的大100倍,因此毛细管空心柱的柱长可以很长。
    (4)液膜厚度
一般为0.2-0.5微米,大于0.5微米,液膜不能稳定地附着在管内壁上。
    (5)尾吹
    毛细管柱出口与检测器间连接的死体积是影响柱效降低和峰拖尾的重要因素,因此常常在柱的出口处补充额外的载气,叫尾吹。这种方法只适用于质量检测器。

毛细管气相色谱柱制备编辑本段回目录

   1.柱材料
   常用的是熔融石英。在组分经过的管路中,应避免组分与石英以外的材料相接触,防止发生吸附、催化、分解等过程。密封材料通常为柔性石墨垫。
   2.表面改性
  (1)表面粗糙化
   用HCl气体在350度处理几个小时,处理后的玻璃表面形成一层均匀的氯化钠结晶,增大了表面积。
   用HF气体刻蚀:用HF气体或2-氯-1,1,2-三氟乙基甲醚在加热条件下产生的HF气体刻蚀玻璃,另外也可用5%的NH4HF2的甲醇溶液在450度下加热处理几个小时,处理后的玻璃表面呈乳白色,SiO2呈毛刷状,有更大的表面积。
    表面沉积固体颗粒:将多孔材料沉积与玻璃管内,然后拉制成毛细管,最后在拉制毛细管内载体上涂上固定液即制成了SCOT柱。
   (2)表面减活或硅烷化
在柱内表面涂硅烷化试剂在120度下处理、涂PEG在280度处理。
    3.固定液涂渍
   经清洗和内壁改性的毛细管可以进行固定液涂渍,常采用动态和静态两种方法涂渍。前者适于50m以上的毛细管,后者适于分子量较大的固定液涂渍。
   (1)气吹动态法:用N2以0.2-1cm/s的线速度将固定液溶液推入毛细管内后,再用通气3-4小时即可。
   (2)静态压力法:用压力将固定液溶液推入毛细管,然后用封胶封死一头,置于恒温器中,温度低于溶剂沸点10-15度为宜,另一端用机械泵抽气,将溶剂缓慢抽出(0.4-0.6m/h)。溶剂挥发后,老化处理。
    4.柱老化
   在低速氮气流中,将柱缓慢升温(1-2度/min),直到固定相的最高温度,保持数小时,然后自然冷却到室温即可。

毛细管气相色谱分流进样编辑本段回目录

    由于毛细管空心柱的最大进样量较小,因此要将均匀挥发的样品进行比例分割,将样品的几十分之一进入毛细管柱,其余被放空。进行分流时应注意:
    (1)分流点应处于高流速区。
    (2)分流比不能小于1/100-1/200。
    (3)分离器的温度要由组分的最高沸点决定。
    (4)样品在分流器气化后应立即与载气混合。
    (5)流器放空口应有活性炭过滤器,然后接限流阀放空。

气相色谱定性和定量分析编辑本段回目录

一、实验名称
气相色谱定性和定量分析
二、实验原理
气相色谱是一种强有力的分离技术,但其定性鉴定能力相对较弱。一般检测器只能“看到”有物质从色谱中流出,而不能直接识别其为何物。若与强有力的鉴定技术如质谱及傅里叶变换红外光谱等联用,则能大大提高气相色谱的定性能力。
在实际工作中,有时遇到的样品其成分是大体已知的,或者是可以根据样品来源等信息进行推测的。这时利用简单的气相色谱定性方法往往能解决问题。气相色谱定性方法主要有以下几种:
 (1)标准样品对照定性;
 (2)相对保留值定性;
 (3)利用调整保留时间与同系物碳数的线性关系定性;
 (4)利用调整保留时间与同系物沸点的线性关系定性;
 (5)利用Kovats保留指数定性;
 (6)双柱定性或多柱定性。
 (7)仪器联用定性,如用质谱、红外光谱及原子发射光谱检测器。
本实验采用标准样品对照和相对保留值定性方法。
气相色谱在定量分析方面是一种强有力的手段。常用的定量方法有峰面积百分比法、内部归一化法、内标法和外标法等。峰面积百分比法适合于分析响应因子十分接近的组分的含量,它要求样品中所有组分都出峰。内部归一化法定时准确,但它不仅要求样品中所有组分都出峰,而且要求具备所有组分的标准品,以便测定校正因子。内标法是精度最高的色谱定量方法,但要选择一个或几个合适的内标物并不总是易事,而且在分析样品之前必须将内标物加入样品中。外标法简便易行,但定量精度相对较低,且对操作条件的重现性要求较严。
只要用标准物求得有关被测物的fm或S’值,再由待测样品测得峰面积,便可得到定量结果。A的求法可用近似计算法,也可用手动积分仪。还可用剪纸称重法,但误差较大。目前最好的方法是用计算机色谱数据处理软件。
若用峰高h代替上述归一化公式中的峰面积A,即所谓峰高归一化法。此时也用h来求fm或S’值。峰高归一化法可简化计算手续,但因基于h的fm或S’值会随实验参数的波动而变化,故其定量精度往往比峰面积法稍差一些。
三、仪器和试剂
1、仪器 GC-9790型气相色谱仪;氢火焰检测器
色谱柱:30m×0.32mm×0.25μm 毛细管柱:SGE OV-17
2、试剂 环已烷,苯,甲苯(均为分析纯)。试样:环已烷,苯和甲苯的混合物(1+1+1)
四、实验步骤
1、打开三气发生器的空气开关,待空气压力达到0.4Mpa后,再打开氢气、氮气开关。待三者表压稳定后,打开氮气阀门及气体净化器开关,使色谱柱内的氮气压力稳定到0.12Mpa。
2、启动色谱仪,设置实验条件如下:柱温度70℃,气化室温度150℃,检测器温度130℃。氮气为载气,流速自定,衰减自选。
3、t0的测定
待仪器稳定后,注入1µL甲烷,记录其保留时间,即死时间t0。
4、 的测定
分别吸取0.2µL的环已烷、甲苯和苯的标准样品进样,记录各自完整的色谱图。
5、 的测定
分别移取0.5mL环已烷、甲苯和苯于具塞试管中混合均匀,吸取0.5µL的标准混合液进样,记录完整的色谱图。重复一次。
6、吸取0.5µL的未知试样进样,记录完整的色谱图。重复一次。
五、结果处理
1、记录下各实验条件和进样量。
2、求出三种标准物质的 值,并计算相邻两峰的相对保留值,以便对未知试样中各物质进行定性分析。
3、以苯为基准物,计算各物资的 。
4、未知试样中各组分 计算。
六、注意事项
 1、点燃氢火焰时,应先将氢气流量开大,以保证顺利点燃。确认氢火焰已点燃后,再将氢气流量缓慢地降至规定值。氢气降得过快,会熄火。
2、为保证实验结果的准确性,本实验每次操作都应重复进样三次,取平均值计算。
3、由于混合样品中各组分的沸点不同,所以挥发度亦不同。为此,在实验过程中一定要避免样品的挥发。不要将样品放在温度高的地方,少开瓶盖,进样快速。

HP-5890A气相色谱仪操作规程编辑本段回目录

一、开机
1、 首先打开氮气钢瓶总阀门、调节减压阀压力为0.5~0.6Mpa
2、 打开HP5890A的电源开关,当屏幕上显示出Passed Selftes后,即可设测试参数,设定柱温时,一定要注意柱子的最高使用温度。
3、 当温度达到设定温度时,打开空气压缩机开关,氢气钢瓶阀门调节氢气分压表为0.3~0.4Mpa。再打开仪器面板上空气、氢气开关,用点火器点火,稳定大约30min后,待HP-5890面板上Not-Ready灯熄灭后,即可测定。
4、 数据处理机HP-3392内容的设定,最小峰面积一般200。去掉倒信号:InT01 8 Time 0 纸速:一般设CHT  SP 0.2~0.3
二、测试条件的设定:
色谱条件的设定要根据不同化合物的不同性质选择柱子,一般情况极性化合物选则极性柱。非极性化合物选择非极性柱。色谱柱柱温的确定主要由样品的复杂程度决定。对于混合物一般采用程序升温法。柱温的设定要同时兼顾高低沸点或溶点化合物。以下提供几种方法,仅供参考。
1、柱温  60~80℃  恒温5min  升温速率10~15℃/min  最终温度  200℃
进口温度  200℃  检测温度  220℃
2、柱温  100~160℃  速率不变  最终温度230℃
进样口温度  250℃  检测器温度  250℃
3、对于高沸点(高溶点)的化合物可采用  柱温200℃
升至240℃  进样口温度  250℃  检测温度260℃
以上条件可根据不同的化合物任意改动,其目的要达到在最短的时间里,使每个化合物的组份完全分离。
一般测试化合物有两种测试方法:
①毛细管柱分流法:样品被直接进入色谱柱,不需稀释进样量要少于0.1μl。若为固体化合物,则尽可能用少量溶剂稀释,进样量为0.2~0.4μl
②大口径毛细管法不分流:
无论固体或液体,一定要稀释后,方可进样进样量为0.2~0.4μl(1ml/mg)
我组目前备有30米HP-1毛细管柱 5米 HP-1、10米HP-1、30米 HP-5、10米 HP-17
每个测试者可根据自己化合物的性质选择合适的柱子,需要说明的交若需管理员换柱子,所用时间均计为使用机时。
三、注意事项:
1、 检测器温度不能低于进样口温度,否则会污染检测器 进样口温度应高于柱温的最高值,同时化合物在此温度下不分解。
2、 含酸、碱、盐、水、金属离子的化合物不能分析,要经过处理方可进行。
3、 进样器所取样品要避免带有气泡以保证进样重现性。
4、 取样前用溶剂反复洗针,再用要分析的样品至少洗2-5次以避免样品间的相互干拢。
5、 需直接进样品,要将注射器洗净后,将针筒抽干避免外来杂质的干拢。

GC7890系列气相色谱仪的操作规程编辑本段回目录

一、 开机准备:
1、 检查所有电路、气路是否正常。
2、 打开载气(N2)钢瓶主阀,然后用检漏液检漏,确保气密性良好,调节载气流量为适当值(0.02—0.05MPa)。
二、 分析条件设定及测定:
1、 打开电源开关,根据分析物质需要设置柱温,进样温度和检测器温度。
2、 打开空气、氢气发生器开关,分别调节其流量为合适值。
3、 待检测器温度升高到100℃以上,按[点火]键,点燃检测器的火焰。
4、 量程分为10、9、8、7四档可,一般设为8,衰减设为0。
5、 打开微机中的在线工作站,点击通道1或2,点基线查看,如基线走得平稳,打开基线查看,可进样0.2—0.5微升,迅速点击样品采集进行测定。每测完一个样后,点击停止或放弃。打印后继续进行下一个样的测定。
6、 进样后如出现反峰,将信号线叉形焊片的正负位置对调。
三、 关机:
   先将氢气和空气发生器关闭,放掉剩余气体,将火焰熄灭,然后降温,在柱箱温度降至60℃以下才能关闭载气和电源。
四、 注意事项:
1、 检测器用氢气作燃气,如果氢气气路是打开的,而且色谱柱没有连接在检测器上,这时氢气就会泄露在柱箱内,如果柱箱升温就有爆炸的危险。因此在色谱柱与检测器没有连接时,氢气气路必须关掉。
2、 在检测器温度低于100℃时点火,会造成检测器内积水而影响检测器的基线稳定性。
3、 检测器排出的废气必须接到室外,防止意外事故的发生。

GC—14A气相色谱仪操作规程编辑本段回目录

一、 开机准备:
1、 检查所有电路、气路是否正常。
2、 打开载气(N2或H2)的钢瓶主阀,调节减压阀使出口压力为7—8kg/cm2
3、 调节流量控制器右侧的载气压力调节旋钮CARRIER(P)使压力表为5—6kg/cm2。
4、 调节流量控制器右侧的两个载气质量流量控制旋钮CARRIER(M),使载气以40—60ml/min的流量通过检测器。
5、 检查所有开关旋钮是否都处于OFF位置。
二、 开机:
1、 使用氢火焰检测器(FID)时:
(1) 开启主机电源开关,“POWER”置“ON”。
(2) 设置进样口、检测器及柱箱温度INJ ***ENT、DET∙T *** ENT、COL 、INIT TEMP * * * ENT。输入完毕后,按下加热开关和START键,进样口、检测器、柱箱的温度开始上升。
(3) 打开氢气和空气钢瓶主阀,调节减压阀使出口压力都为2.5—3kg/cm2。
(4) 根据流量—压力校正曲线,将空气和氢气的压力调至工作压力,使流速比为Air:H2=10:1 。
(5) 按住流量控制器上IGNIT按钮,用点火器在FID检测器的顶空点火,当听到轻微的爆鸣声,表示火已点着,也可用一小镊子检验是否有水蒸气形成。
(6) 设置FID的量程,将检测器开关转向ON,然后按DET ∙ 1 ∙ ENT。
(7) 设置FID的极性POL  1  ENT,此时流路1进样出正峰。
(8) 当主机控制显示器上READY灯亮时,表明进样口、柱箱和检测器的温度已达到设定值。打开记录仪,开始记录基线,待基线稳定后方可进样。
2、 使用热导池检测器(TCD)时:
(1) 开启主机电源开关。
(2) 设置进样口、检测器、及柱箱温度INJ *** ENT、SHIFT DOWN  TCD∙T*** ENT、COL   INIT TEMP *** ENT、DET∙T *** ENT,然后按下加热开关和START键,升温开始。
(3) 真正确认TCE VENT中有载气排出后,才可设置桥电流,按DET 4 CURR *** ENT。
(4) 当试样注射到进样口1时,输入POL 1 ENT 。这时它的信号记录方向是正方向。
(5) 大开监测键,当温度上升到设定值时,打开记录仪,开始记录基线,旋钮TCD控制器面板上的两个旋钮可以调节基线零点,基线稳定后,可以进样分析。
三、 样品分析:
1、 等待仪器进入稳定状态。
2、 进样时同时按动 C—R6A上的START键。
3、 样品分析结束后按STOP键。
四、 关机:
1、 使用TCE检测器时,分析完毕后将桥电流置0,切断TCD的ON/OFF开关。使用FID时,分析完毕将氢气和空气钢瓶主阀关掉。
2、 将全部温度设置为室温,当柱箱温度下降接近室温,进样口和检测器温度降至100—150℃时关上主机电源。
3、 关掉载气钢瓶主阀,让残余载气慢慢流完。

SP—3420型气相色谱仪的操作规程编辑本段回目录

一、 开机准备:
1、 检查所有电路、气路是否正常。
2、 打开载气(N2)钢瓶主阀,然后检查是否漏气,保证仪器的气密性良好,调节载气流量为适当值(0.02—0.05MPa)。
二、 开机和建立色谱条件配置表
1、 接通电源,电源开关在仪器背面左上方,向上拨,仪器电源接通,向下拨,仪器电源关断。
2、 接BUILD/MODIFY和GC CONFIGURE(色谱配置表),显示表中第一条内容:SET  TIMFS  OR  DATE  NO色谱配置表共分七节,每节分成若干条,每次显示一条,通过按ENTER键,可以主条显示如下:
SET  TIMS  OR  DATE?  NO  SET  TEMP  LIMTS?  YES 
SET  CHECKS  FOR  GC  RFADY? YES
WAIT  FOR  INJ  TEMP  READY? YES
WAIT  FOR  AUX  TEMP  READY?  YES
TURN  HARDWARE  ON—OFF?  YES
DETECTOR  B  ON?  YES
GC  CONFIGURE  TABLE  COMPLTE 色谱配置表完成。
三、建立方法表:
本仪器有四个方法,其形式和初始内容完全一致。每个方法有三个必需部分(柱箱、注样器和检测器),每一部分都是由测试时的操作条件组成的。建立方法就是用对话的方式将您的操作条件或要求输到要建的方法中去。
1、 按BUILD/MODIEY和METHOD 1
INITIAL  CDUMN  TEMP(      )
INJECTOR  EMP(      )
INITIAL  AUX  TEMP:
DETECTOR  TEMP(      )
DETECTOR  AORB?  B
FID  B  AUTOZERO  ON?  YES
METHOD  COMPLETE  END  20  方法完成。
2、 按STATUS和ENTER
COL(     )℃   INJ(     )℃   DET(     )℃   RUX(     )℃
四、 样品测定:
1、 按住SHIFT和B键点火后,确定火着后,等READY灯亮开始进样分析,注入样品后,立即按START键,仪器进入运行状态,此时RUN灯亮,自动调停止。所用方法或表中的时间程序进入运行状态。按RESET可以停止运行,所有参数恢复到初始值。
2、 打开计算机,点击CH工作站和方法编辑,B通,EXIT数据采集,B通道,覆盖,开始采集。
3、 按Ctrl+F10停止采集,点确定、报告、打印报告、横向、确定。
五、 关机:
先将氢气和空气发生器关闭,放掉剩余气体,将火焰熄灭,然后按BUILD和METHOD1,按ENTER调进样器、柱箱、检测器温度为50℃,按STATUS键,使柱箱温度降到70℃以下方可关闭电源和载气阀。
六、 注意事项:
1、 没有载气流量时,不得打开主机电源,关机时应先关电源后再关载气。
2、 色谱柱未经老化时不得接到TCD入口。
3、 ECD温度在任何时候都应高于柱温。升温时应先加热ECD,待温度达到设定植后,再使柱箱升温。

9001型气相色谱仪操作规程编辑本段回目录

一、准备工作:
     1、检查电路和气路是否正常。
     2、开启N2钢瓶和空气钢瓶的总阀,将减压表调至所需压力,用肥皂液检查是否漏气。
2、开启气相色谱仪开关
3、开启计算机系统电源
 二、调压力控制:
      1、按“PRESS PROG”键
      2、按“ON YES”键
3、按“NEXT”键,显示   L  INL  PRESSURE  5.00
      4、按“NEXT”键,显示   L  INL  SURGE  OFF  TIME
 1.00
      5、按“NEXT”键,显示   L  INL  柱内径(mm) 0.53
      6、按“NEXT”键,显示   L  INL  柱长(m) 25
      7、按“NEXT”键,显示   L  INL  恒定线速度(cm/s) 17.5
      8、按“NEXT”键,显示   L  INL  载气   2=N2
 三、调温度控制:(FID直接升温)
      1、按“TEMP ZONE”键
      2、按“ON YES”键,显示  OVEN TEMP (输入所需柱温度)
      3、按“NEXT”键,显示   L  INLET  TEMP(输入所需左进样口温度)
      4、按“NEXT”键,显示   R  INLET  
      5、按“NEXT”键,显示   L  FID  TEMP (输入所需检测器温度)
      6、按“NEXT”键,显示   R  TCD  TEMP
      7、按“NEXT”键,显示   OVEN  MAX(125)
      8、按“NEXT”键,显示   L  INLET  NO  CONFIRM
      9、按“NEXT”键,显示   R  INLET  NO  CONFIRM
      10、按“NEXT”键,显示   L  FID  NO  CONFIRM
      11、按“NEXT”键,显示   R  TCD  NO  CONFIRM
      12、按“NEXT”键,显示   OVEN  TEMPERATURE
      待各项温度升到所设温度时再调检测器。
 四、调检测器DETECTOR
      1、按“DETECT”键
      2、按“ON YES”键,显示  L  FID  范围
                                 1=1
      3、按“NEXT”键,显示   L  FID  zero  enABLel
      4、按“NEXT”键,显示   L  FID 零点设置
      5、按“NEXT”键,显示   自动零点(设置)结束
                                L  FID  FILTER
      6、按“NEXT”键,显示   L  FID  IGNITER  OFF
         该点火了
      7、开启H2瓶总阀,开启减压表阀,调压力指示为2.5kg/cm2。(待15分钟)
8、点火:按“ENTER”键,待听到“噗”的鸣声后,并看到显示数字增大即可松手。
9、试是否点着火了。
10、打开色谱工作站→采集→A通道→实验设置→参数设置→实验时间设置→确定
11、进样
 五、数据处理:
      1、存谱图
        待样品出峰完毕后击“输出”→存谱图
      2、找标有保留时间的谱图:
        击“后处理”→峰检测
      3、打印谱图:
        击“文件”→打印谱图→确定
  六、关机:
      1、关掉氢气钢瓶和空气钢瓶总阀,熄灭火焰,放掉余气,再将柱温降至40℃、进样口温度、和检测器温度降至70℃以下,关闭主机电源后再关N2钢瓶总阀。

气相色谱分析操作注意事项编辑本段回目录

一 载气钢瓶的使用规程
1 钢瓶必须分类保管,直立因定,远离热源,避免暴晒及强烈震动,氢气室内存放量不得超过二瓶。
2 氧气瓶及专用工具严禁与油类接触。
3 钢瓶上的氧气表要专用,安装时螺扣要上紧。
4 操作时严禁敲打,发现漏气须立即修好。
5 用后气瓶的剩余残压不应少于980 kPa。
6 氢气压力表系反螺纹,安装拆卸时应注意防止损坏螺纹。
二 减压阀的使用及注意事项器仪表同
1在气相色谱分析中,钢瓶供气压力在9.8-14.7 MPa。
2 减压阀与钢瓶配套使用,不同气体钢瓶所用的减压阀是不同的。氢气减压阀接头为反向螺纹,安装时需小心。使用时需缓慢调节手轮,使用完后必须旋松调节手轮和关闭钢瓶阀门。
3 关闭气源时,先关闭减压阀,后关闭钢瓶阀门,再开启减压阀,排出减压阀内气体,最后松开调节螺杆。
三 热导池检测器的使用及注意事项
1 开启热导电源前,必须先通载气,实验结束时,把桥电流调到最小值,再关闭热导电源,最后关闭载气。
2 稳压阀,针形阀的调节须缓慢进行。稳压阀不工作时,必须放松调节手柄。针形阀不工作时,应将阀门处于“开”的状态。
3 各室升温要缓慢,防止超温(现在的气相色谱仪一般采用程序自动控制升温)。
4 更换汽化室密封垫片时,应将热导电源关闭。若流量计浮子突然下落到底,也应首先关闭该电源。
5 桥电流不得超过允许值。
四 氢火焰检测器的使用及注意事项
1 通氢气后,待管道中残余气体排出后,应及时点火,并保证火焰是点着的。
2 使用FID时,离子室外罩须罩住,以保证良好的屏蔽和防止空气侵入。如果离子室积木,可将端盖取下,待离子室温度较高时再盖上。工作状态下,取下检测器罩盖,不能触及极化极,以防触电。
3 离子室温度应大于100℃,待层析室温度稳定后,再点火,否则离子室易积水,影响电极绝缘而使基线不稳。
五 微量注射器的使用及注意事项
1 微量注射器是易碎器械,而且常用的一般是容积为1μl的注射器,使用时应多加小心,不用时要洗净放入合内,不要随便玩弄,来回空抽,否则会严重磨损,损坏气密性,降低准确度。
2 微量注射器在使用前后都须用丙酮或丁酮等溶剂清洗,而且不同种类试剂要有不同的微量注射器分开取样,切不可混合使用,否则会导致试剂被污染,最后检测结果不准确。
3 对10µl -100µl的注射器,如遇针尖堵塞,宜用直径为0.1 mm的细钢丝耐心穿通(工具箱中备有),不能用火烧的方法。
4 硅橡胶垫在长时间进样后,容易老化漏气,因此需及时更换。
5 用微量注射器取液体试样,应先用少量试样洗涤多次,再慢慢抽入试样,并稍多于需要量。如内有气泡则将针头朝上,使气泡上升至完全排出,再将过量的试样排出,用泸纸吸去针尖外所沾试样。注意切勿使针头内的试样流失。
6 取好样后应立即进样,进样时,注射器应与进样口垂直,针尖刺穿硅橡胶垫圈,插到底后迅速注入试样,完成后立即拔出注射器,同时迅速按下色谱数据工作站的数据采集开关,整个动作应进行得稳当,连贯,迅速。针尖在进样器中的位置,插入速度,停留时间和拔出速度等都会影响进样的重复性。
      手不要直接接触注射器的针头和有样品部位、不要有气泡(吸样时要慢、快速排出再慢吸,反复几次,10ul注射器 金属针头部分体积0.6ul,有气泡也比较难看到,多吸1-2ul把注射器针尖朝上气泡上走到顶部再推动针杆排除气泡,(指10ul注射器,带芯子注射器平感觉)进样速度要快(但不易特快),每次进样保持相同速度,针尖到汽化室中部开始注射样品。
7 必须在本次实验完全结束才能进样继续进行下一个实验。
六 热导池检测器的使用及注意事项
1 开启热导电源前,必须先通载气,实验结束时,把桥电流调到最小值,再关闭热导电源,最后关闭载气。
2 稳压阀,针形阀的调节须缓慢进行。稳压阀不工作时,必须放松调节手柄。针形阀不工作时,应将阀门处于“开”的状态。
3 各室升温要缓慢,防止超温;2061C气相色谱仪采用程序控制自动升温,精确度达0.1℃,因此可以防止超温现象的发生。正常情况柱温:60℃。汽化室温度:200℃。
七 氢火焰检测器的使用及注意事项
1检测恒温箱操作温度>100℃,以防结水,影响电极绝缘而使基线不稳。实际温度一般应高于柱温30℃~50℃,在启动仪器加热升温过程中后,应先升检测器温度后升色谱柱箱温度,待升温过程基本完成,温度稳定,最后再开H2点火,并保证火焰是点着的。氢气和空气的比例应1:10,当氢气比例过大时FID检测器的灵敏度会急剧下降,在使用色谱时别的条件不变的情况下,灵敏度下降要检查一下氢气和空气流速。氢气和空气有一种气体不足点火时发出“砰”的一声,随后就灭火,一般当你点火电着就灭,再点还着随后又灭是氢气量不足。
本仪器所用检测器氢火焰点火为引燃式,只要点火线圈安装正确无需再调节气流比,若点火困难,应检查气流比是否合适,一般讲过大的N2和空气流量点燃火焰均有一定困难,为了方便可适当调大H2或减少空气流量,氢火焰点火,点火时的气流比和方法如前所述,建议放大器量程调到“10”,点着火后再调回到所需量程。待点着火后再调回到原先气流比。
2如何判断FID检测器是否点着火?
不同的仪器判断方法不同,2061C用带抛光面的扳手凑近检测器出口,观察其表面有无水汽凝结 。有水气则说明点火成功,反之点火失败。检查点火后查看基线稳定性,正常点火稳定时间T≤2小时,检验时若达不到技术要求,允许再次热清洗一段时间。
八 怎样防止进样针不弯?
很多做色谱分析工作的新手常常会不小心把注射器的针头和注射器杆弄弯,原因是:
     1.进样口拧的太紧,室温下拧的太紧当汽化室温度升高时硅胶密封垫膨胀后会更紧,这时注射器很难扎进去。
     2.位置找不好针扎在进样口金属部位。
     3.注射器杆弯是进样时用力太猛,进口色谱带一个进样器架,用进样器架进样就不会把注射器杆弄弯。
     4.因为注射器内壁有污染,注射时将针杆推弯。注射器用一段时间就会发现针管内靠近顶部有一小段黑的东西,这时吸样注射感到吃力。清洗方法将针杆拔出,注入一点丁酮,将针杆插到有污染的位置反复推拉,然后再注入水直到将污染物弄掉,这时你会看到注射器的内壁污染物已清除,将针杆拔出用滤纸擦一下,再用酒精洗几次。分析的样品为溶剂溶解的固体样时,进完样要及时用溶剂洗注射器。
     5.进样时一定要稳重,急于求快会把注射器弄弯的,只要你进样熟练了自然就快了。这样检测出来的结果就会比较准确。

气相色谱仪器故障排除方法(气路系统)编辑本段回目录

    对于气路部分来说,按其容易发生的故障的现象可以分为三大类:(1)流量调节故障;(2)气路泄漏故障;(3)气路堵塞与污染故障。在气相色谱仪出现的各种故障中,有相当大的一部分都与气路有关,因此,了解和熟悉气路故障是十分必要的。
一、 流量的调节
1、流量调不上去
  (1) 直观检查:首先检查仪器系统是否有明显的漏气声。在仪器系统气路有较大的泄漏发生时,很可能导致流量调不上去。如果听不到漏气声则转入(3)进行。
  (2)查漏:听到有漏气声之后,可依照声音发出的方向而逐步定位。此时可利用皂液的涂抹进一步确定漏气的发生处。找到原因后及时堵漏。
  (3)柱前压观察:观察柱前压指示表的数值大小,可迅速判断是气源引起的故障,还是仪器内部气路堵塞及损伤造成的。如果是柱前压太低(精确地说是比正常流量操作时的预定压力值低),则说明气源需要检查;如果柱前压正常则需要检查仪器的内部气路。
  (4)钢瓶高压检查:打开钢瓶阀后,观察高压表指示,压力应在1~15MPa之间。如果压力在1MPa以下,停用该钢瓶,换气;如压力值在合适的范围内,说明钢瓶压力正常。
  (5)减压阀上低压输出检查:调节减压阀看钢瓶上低压表指示能否调到0.25~0.6MPa之间。如果正常,可怀疑气路过滤接头有堵塞或者是仪器上的稳定阀有问题,此时应按照(6)来进行;如低压值不正常,则说明减压阀有问题,需进行(7)的修理。
  (6)过滤器堵塞及稳压阀检查:将过滤器出口到仪器气源入口处的接头缓缓旋开,观察是否有较强的气流从接头处跑出。如有,则说明过滤器不堵塞,稳压阀可能有问题。在确定稳压阀不出气后,可进行阀拆卸与清洗,这可能是稳压阀内阀针与阀座间堵塞所致。如清洗后阀仍不能正常工作,最好换一个新阀;在上面试验中若无较强气流从旋开的接头中流出,需要检查过滤器入口前后可能堵塞之处;当然中间管线的堵塞也是可能的,但发生率甚小。
  (7)减压阀修理:在明了减压阀的结构之后,可拆卸修理减压阀。由于该减压阀入口一侧有高压,因此如无修理经验最好不要盲目拆卸。有条件的,建议换用新阀;换阀时必须注意到,氢气表或氧气表应与其它气源表所用减压阀分开使用,减压阀上应标明其专用的气源名称。
  (8)停用,换气:在钢瓶的压力太小时,应立即停用、换新瓶或充气。在过小的压力下,不但气源输出不稳,而且气源中杂质浓度将明显增大,这对高灵敏度的分析是特别不利的。另一个必须要注意的问题,是钢瓶中的余气,特别是氢气钢瓶的余气不能随便排放。
  (9)拆下柱入口气路:将柱子入口处气接头拆下,观察流量计中的转子是否能升到最上端。如果能升到最上端,说明柱前气路正常,转入(10)作进一步检查;如果转子达不到最上端说明柱前气路有堵塞,需进行(13)检查。
  (10)拆下柱出端:将柱子入口接回原气路中后,再将柱出口侧接头拆下,此时观察流量计中的转子能否调到预定值。如果可以,将判断柱后管路及检测器有堵塞,需按(11)进行处理;如果转子仍调不上来,则可以认为柱填充过紧,需按(12)进行。
  (11)堵塞检查与排除:在判断为柱后管路或检测器堵塞时应进行排队和清洗。
  (12)柱填充物太紧:柱填充过紧的主要原因是载体目数太大,造成过大的气阻所引起。在适当采用目数小一些的载体或减短色谱柱的长度后可以使流量上调到预定值。
  (13)拆下流量计出口气接头:将转子流量计出口端气路旋开后,观察转子能否升到最高端。如果可以,则判定进样、汽化器气路堵塞,按(14)处理;如果转子仍不能升到最高端,可认为流量阀损坏或流量计入口管路有堵塞,此时按(15)进行。
  (14)进样口堵塞:进样器的堵塞可按注射器的清洗步骤进行。
  (15)流量阀与管路堵塞:用分段试堵将很快判定是否流量管路产生了堵塞。如有,按气路管路的清洗进行;如流量计前管路正常,可拆卸流量控制阀进行清洗。
2、流量太大调不小
    如果气体流量一直很大而不能调小,可以认为是气路控制系统的一种故障。产生此类故障的原因有三种:第一,是流量计后气路有泄漏;第二,是气路气阻太小;第三,是流量控制阀件损坏。其检查方法如下:首先堵住检测器的气路出口,观察流量计中的转子是否可下降到零位。如不能降为零,需要考虑对漏气处进行检查,具体方法见气路泄漏的检查与排除;如转子可降到零位说明系统不漏气。此时应观察一下流量调节阀转动时,流量是否有较大的变动,若有变动可适当增加气路气阻;若无变动则应怀疑阀件本身有问题,按照阀件的清洗部分处理。处理后的阀件应再装回原气路中进行控制试验。
二、 气路泄漏检查
1、气路渠漏检查
    按照其对气路密闭性的严格程度,检查气路是否泄漏的方法分为A、B、C三级。
A级试漏:
    对气路严重泄漏的最粗略观察。通常在气源打开并稳定之后,不应听到气路流经的各管路及阀件接头处有丝丝的跑气声,如听到明显的漏气声,说明系统有大漏!必须依据漏气声,追查出泄漏处,并加以排除。引起系统大漏的常见原因是:气路接头没上紧,气路中管路开裂及没加合适的垫片等。查找气路的严重泄漏,也可在流路的流量开到最大时,用肥皂水在各接头逐步测试有无气泡出现而加以证实。
B级试漏:
    对气路中轻微漏气的检查。方法是堵住气路出口,观察气路中流量计内的转子。如果能缓缓下降为零,即可认为此气路B级试漏合格。如转子不能降到零,可用肥皂水在各接头处仔细观察。直到找到泄漏处为止。
C级试漏:
    对气路中极小漏气的检查。方法是堵住气路出口,观察系统压力表,不得在半小时之内有5kPa(相当于0.05kgf/cm2)以上的下降。此时系统压力应在0.25MPa(相当于2.5kgf/cm2)以上。必要时可在系统出口处外接一个0.5级标准压力表来读取压力变化数。
    在证实气路系统有泄漏时,可用分段堵住或关闭气路的方法来缩小漏气发生的范围。
    绝大多数的漏气点都发生于气路接头处,而气路阀件内部的泄漏也时有发生,至于管路中间的泄漏,除了急转弯处以外是很少见的。
2、气路接头漏气故障的排除
    发现接头有泄漏时,首先对所用接头做如下检查:
  (1) 接头配合垫片是否合适,退火及无伤痕;
  (2) 接头密合处是否干净平滑无污物;
  (3) 接头配合装配时,是否相互对准对正;
  (4)能否先用手将接头大体上紧。
    如上述检查无异常,再用扳手(一般为两把)将接头上紧。上紧时应注意压力要适当,对于有塑料、橡胶、聚四氟垫片的接头压力不宜过大,一般能密封后再上紧一点即可;对于有金属垫片的接头,压力可适当加大,但也应以不漏气为界限。

毛细管色谱分析应注意点编辑本段回目录

1. 根据不同毛细管内径、柱长按下列要求设定柱前压:
表格1:推荐使用的载气纯度
        氮气:99.9995%
氦气:99.9995%
        氢气:99.9995%
表格2:典型的柱前压(氦气为载气:20cm/秒;氢气为载气:40cm/秒)
                                柱内径

       柱内径
柱长 0.1mm 0.2mm 0.25mm 0.32mm o.53mm
 Psig(KPa) Psig(KPa) Psig(KPa) Psig(KPa) Psig(KPa)
10 24.7(172) 5.9(40.5) 3.74(25.8) 2.28(15.7) 0.93(6.42)
15 38.7(267) 8.9(61.2) 5.63(38.8) 3.42(23.6) 1.40(9.63)
25 67.6(466) 15.1(208) 9.49(65.4) 5.73(39.5) 2.33(16.1)
30 82.5(569) 18.3(126) 11.5(79) 6.90(47.6) 2.80(19.3)
50  31.8(219) 19.6(135) 11.7(80.5) 4.68(32.3)
60  38.7(267) 23.8(164) 14.2(97.2) 5.63(38.8)
表格3:死时间和毛细管色谱柱长度的关系
柱长(m) 氢气:(40cm/秒) 氦气:(20cm/秒)
10 25秒 50秒
15 38秒 1分15秒
25 30秒 2分05秒
30 1分15秒 2分30秒
50 2分05秒 4分10秒
60 2分30秒 5分
2. 柱的老化
只连接毛细管汽化进样口,不接检测器,放空老化
3. 除去受污染的柱入口部分(进口及出口处)
当毛细管柱伸出石墨垫圈后应用刀片切掉10mm左右。(有专用毛细管切割刀具)
4. 应严格按仪器说明书安装毛细管,如汽化室应伸入多少,到检测器(FID)应进多少长。
5. 一定要测定毛细柱内线速度及柱内流速,再进一步求分流比,不同载气有不一样的最佳线速度,如N2为载气:12-13cm/秒;H2为载气:40cm/秒;He为载气:25cm/秒。
载气线速度和流量的测定:
线速度:   ū=L/Lm(cm/s)
L:柱长
Lm:为不保留组分的保留时间以秒计,可采用低碳烃如甲烷的保留时间。
柱内流量: Fc=π×r2×ū×60
           式中r为毛细管柱内半径,(cm)
6. 由于载气在毛细管流出流量小0.5-5ml/min,大口径7-10ml/min,则要求死体积小,同时柱出口要加尾吹保持到FID的流量达30ml/分,一般最好先进CH4样(或沸点最低的非极性液体样)看一下,峰是否有拖尾,同时再可测其线速度。
7. 一般分流进样应注意组分的失真,最好自配标样做一下,若测其中微量杂质,最好不要分流,可用不分流方式进样来分析。
8. 汽化室温度的设定,应比样品中最高沸点再高一点,检测室应比汽化室温度设定再高一点。
9. 无分流进样,进样速度要慢,溶剂沸点要低,开阀时间一般2-3分后再分流,同时应结合柱箱程序升温来测试为好。
10. 对毛细管要4-5个月老化一次,放置太久要变质。
11. 一般做毛细管柱分析,进样量要小(0.2-0.3μl),注射器(一般用10μl)要保证干净。 

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