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進(jìn)行氣相色譜分析時(shí)要使用作為流動(dòng)相的載氣和用于檢測(cè)器的燃?xì)夂椭細(xì)狻?/span>
1.載氣
氮?dú)?、氦氣、氫氣、氬氣都可用作氣相色譜的流動(dòng)相，常稱作載氣。
常用載氣的性質(zhì)見(jiàn)表1。
表1常用載氣物性表
注：1.密度在0℃測(cè)定;黏度在20℃測(cè)定;熱導(dǎo)率在100℃測(cè)定。
2.IP=0.1Pa·s，1cal=4.18J，下同。
3.TCD-熱導(dǎo)池檢測(cè)器;FID-氫火焰離子化檢測(cè)器;FPD-火焰光度檢測(cè)器;ECD-電子捕獲檢測(cè)器;TID-熱離子化檢測(cè)器;HID-氦離子化檢測(cè)器;ArID-氬離子化檢測(cè)器。下同。
2.燃?xì)夂椭細(xì)?/strong>
氣相色譜分析中，檢測(cè)器常用的燃?xì)鉃闅錃?，常用的助燃?xì)鉃檠鯕夂涂諝?。?為燃?xì)夂椭細(xì)獾奈镄浴?/span>
表2氣相色譜檢測(cè)器使用的燃?xì)夂椭細(xì)馕镄?/span>
氣體的凈化
1.載氣含有的雜質(zhì)對(duì)氣相色譜分析的影響
(1)使色譜柱的使用壽命縮短。
(2)使柱分離效率降低。
(3)使檢測(cè)器的靈敏度下降，使微量組分測(cè)定不準(zhǔn)確。
2.載氣的凈化要求
載氣雜質(zhì)對(duì)分析的影響是很大的。因此，載氣在使用前要經(jīng)過(guò)一定的凈化。凈化要求的程度主要取決于分析的要求、使用色譜柱的種類及檢測(cè)器正確使用的條件。
在氣相色譜分析中選擇氣體純度時(shí)一般應(yīng)注意以下原則：
(1)微量分析比常量分析要求氣體純度高。如用TCD分析含量為10×10-6的痕量一氧化碳，則所用載氣中雜質(zhì)的總含量應(yīng)小于10×10-6此時(shí)即使用純度99.999%載氣，其含有0.001%的雜質(zhì)，即相當(dāng)于10×10-6，因此對(duì)含量為10×10-5的痕量分析，所用載氣純度應(yīng)高于99.999%。FID要求使用氣體中烴類化合物含量必須很低，對(duì)使用甲烷轉(zhuǎn)化裝置的FID，載氣中CO和CO2的含量要求比一般FID更低。對(duì)ECD必須使用超純氮?dú)狻?/span>
(2)毛細(xì)管柱分析比填充柱分析要求氣體純度高。
(3)程序升溫分析比恒溫分析要求氣體純度高。
(4)濃度型檢測(cè)器比質(zhì)量型檢測(cè)器要求氣體純度高。
(5)中、儀器比低檔儀器要求氣體純度高。
高純氣體的純度見(jiàn)表3。
表3高純氣體的純度
3.載氣的凈化方法
(1)除水：采用吸附法除水，對(duì)載氣中高含量水分，可用預(yù)先在105～120℃活化的硅膠(藍(lán)色)吸附，再用4A或分子篩吸附低含量水分，分子篩應(yīng)預(yù)先在350℃灼燒，活化。在低溫(如干冰-酒精溫度)下用3A或分子篩除水可使水含量降至30×10-6以下。如凈化溫度低于-70℃，則還能有效地除去載氣中的氧、氮、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等雜質(zhì)。
(2)除低級(jí)烴：載氣中微量烴類氣體，可用活性炭在低溫下吸附除去;空氣中微量輕組分烴類氣體可用高溫氧化亞銅(270℃以上)氧化為CO2，H2O。然后用堿或堿石棉吸收除去。
(3)除O2：常用的是銅屑吸收法，用經(jīng)過(guò)加熱至300～500℃的銅屑(或銅絲)來(lái)捕集載氣中微量氧。其反應(yīng)如下：2Cu+O2→2CuO，生成的CuO，可再通入H2加熱還原，進(jìn)行反應(yīng)為：CuO+H2→Cu+H2O，還原生成的銅可反復(fù)使用。
載氣流速的控制
為了保持氣相色譜分析的準(zhǔn)確度，載氣的流量要求恒定，其變化小于1%，通常使用減壓閥、穩(wěn)壓閥、針形閥等，來(lái)控制氣流的穩(wěn)定性。
1.減壓閥
減壓閥俗稱氧氣表，裝在高壓氣瓶的出口，用來(lái)將高壓氣體調(diào)節(jié)到較小的工作壓力，通常將10～15MPa壓力減小到0.1～0.5MPa。
由于氣相色譜中所用載氣流量較小，一般在100mL/min以下，所以單靠減壓閥來(lái)控制流速是比較困難的，通常在減壓閥輸出氣體的管線中還要串聯(lián)穩(wěn)壓閥或針形閥，以地控制氣體的流速。
2.穩(wěn)壓閥
穩(wěn)壓閥用以穩(wěn)定載氣(或燃?xì)?的壓力，常用的是波紋管雙腔式穩(wěn)壓閥。使用這種穩(wěn)壓閥時(shí)進(jìn)氣口壓力不得超過(guò)0.6MPa，出氣口壓力一般在0.1～0.3 MPa時(shí)穩(wěn)壓效果。使用時(shí)氣源壓力應(yīng)高于輸出壓力0.05MPa。穩(wěn)壓閥不工作時(shí)，應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)放松調(diào)節(jié)手柄，使閥關(guān)閉，以防止波紋管、壓簧長(zhǎng)期受力疲勞而失效。使用時(shí)進(jìn)氣口和出氣口不要接反，以免損壞波紋管。所用氣源應(yīng)干燥，無(wú)腐蝕性，無(wú)機(jī)械雜質(zhì)。
3.針形閥
針形閥是用來(lái)調(diào)節(jié)載氣流量，也有些儀器用它來(lái)控制燃?xì)夂涂諝獾牧髁?。由于針形閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，當(dāng)進(jìn)口壓力發(fā)生變化時(shí)，處干同一位置的閥針，其出口的流量也發(fā)生變化，所以用針形閥不能地調(diào)節(jié)流量。針形閥常安裝于空氣的氣路中，用以調(diào)節(jié)空氣的流量。
4.穩(wěn)流閥
當(dāng)用程序升溫進(jìn)行色譜分析時(shí)，由于色譜柱溫不斷升高引起色譜柱阻力不斷增加，也會(huì)使載氣流量發(fā)生變化。為了在氣體阻力發(fā)生變化時(shí)，也能維持載氣流速的穩(wěn)定，需要使用穩(wěn)流閥，來(lái)自動(dòng)控制載氣的穩(wěn)定流速。穩(wěn)流閥可看作是由流量控制器和針形閥兩個(gè)部分組合而成。
流量控制器是由閥芯(球形或碟形閥針)、橡皮隔膜(隔膜上為A腔，隔膜下為B腔)、壓簧構(gòu)成。流量控制器與針形閥，上游反饋管線組成一個(gè)閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。由于流量控制器的作用使載氣通過(guò)針形閥的入口壓力和出口壓力有恒定的壓力差，從而使穩(wěn)壓閥輸出流量保持不變。
穩(wěn)流閥的輸入壓力為0.03～0.3MPa，輸出壓力為0.01～0.25MPa，輸出流量為5～400mL/min,當(dāng)柱溫從50℃升至300℃時(shí)，若流量為40mL/min，此時(shí)的流量變化可小于±1%。
使用穩(wěn)流閥時(shí)，應(yīng)使其針形閥處于“開(kāi)”的狀態(tài)，從大流量調(diào)至小流量。氣體的進(jìn)、出口不要反接，以免損壞流量控制器。
載氣流速的測(cè)量
載氣流速是氣相色譜分析的一個(gè)重要操作條件，正確地選擇載氣流速，可提高色譜柱的分離效能，縮短分析時(shí)間。由于氣相色譜分析中所用氣體流速較小，一般不超過(guò)100mL/min，作為氫焰檢測(cè)器助燃?xì)獾目諝?，其流速也不過(guò)幾百毫升/分鐘，所以常用下述方法測(cè)量流速。
1.電子氣路控制(EPC)系統(tǒng)
現(xiàn)在許多新型氣相色譜儀已不使用轉(zhuǎn)子流量計(jì)，而采用電子壓力傳感器或電子流量傳感器來(lái)準(zhǔn)確控制和調(diào)節(jié)載氣、燃?xì)馀c助燃?xì)獾牧髁?。用于載氣控制的電子壓力傳感器和電子流量傳感器的技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表4。
表4電子壓力傳感器和電子流量傳感器的技術(shù)指標(biāo)
使用此技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是：
?、俨捎肊PC后，氣體流量控制準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好，因載氣流量變化引起的保留時(shí)間測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于0.02%。
?、诓捎肊PC后，由儀器的液晶屏顯示氣體的壓力和流量，可省略壓力表和部分流量調(diào)節(jié)閥，簡(jiǎn)化了儀器結(jié)構(gòu)。
?、厶岣吡藘x器的自動(dòng)化程度。它可按操作人員預(yù)先設(shè)定的壓力、流量參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行;并自動(dòng)記錄運(yùn)行過(guò)程的壓力、流量變化;當(dāng)不進(jìn)樣時(shí)可自動(dòng)降低載氣流速以節(jié)省貴重載氣(如He);可自動(dòng)檢查氣相色譜系統(tǒng)是否漏氣，保證了操作過(guò)程的安全。
④便于實(shí)現(xiàn)載氣的多模式操作，如恒定流速操作、恒定壓力操作和程序升壓操作。尤其是程序升壓操作為儀器提供了除程序升溫操作以外的另一種優(yōu)化分離條件的方法。
此技術(shù)應(yīng)用的局限性在于成本較高，并需定期進(jìn)行壓力、流量示值的校正，此技術(shù)多用于通過(guò)計(jì)算機(jī)控制操作參數(shù)的氣相色譜儀中。
2.皂膜流速計(jì)
皂膜流速計(jì)是目前用于測(cè)量氣體流速的基準(zhǔn)儀器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如圖1所示。皂膜流速計(jì)由一根帶有氣體進(jìn)口的量氣管和橡皮滴頭組成。使用時(shí)先向橡皮滴頭中注入肥皂水，擠動(dòng)橡皮滴頭就有皂膜進(jìn)入量氣管。當(dāng)氣體自流量計(jì)底部進(jìn)入時(shí)，就頂著皂膜沿管壁自下而上移動(dòng)，用秒表測(cè)定皂膜移動(dòng)一定體積時(shí)所需的時(shí)間，就可計(jì)算出氣體的流速(ML/min),測(cè)量精度可達(dá)1%。
在毛細(xì)管柱氣相色譜儀中，除可使用皂膜流速計(jì)測(cè)量氣體流速外，還使用電子壓力控制器(EPC)來(lái)自動(dòng)控制分流進(jìn)樣器、檢測(cè)器中載氣的流速。
現(xiàn)在許多色譜儀中還使用數(shù)字顯示壓力表來(lái)指示載氣進(jìn)入色譜柱前的壓力，即柱前壓。
圖1皂膜流速計(jì)
(a)填充柱使用;(b)毛細(xì)管柱和填充柱使用
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