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色譜儀使用探討
氣相色譜分析檢測(cè)過(guò)程中,,氣相色譜儀對(duì)所用的氣體純度有較高的要求,為即達(dá)到工作要求,,又能延長(zhǎng)儀器壽命,,所用氣體的純度要達(dá)到或略高于儀器自身對(duì)氣體純度的要求;否則,,若使用不符合要求的低純度氣體,,會(huì)造成一系列不良影響;一般情況下,,氣體純度選擇應(yīng)掌握以下原則,,即微量分析比常量分析要求高,毛細(xì)管柱分析比填充柱分析要求高,,程序升溫分析比恒溫分析要求高,,濃度型檢測(cè)器比質(zhì)量型檢測(cè)器要求高,配有甲烷裝置的FID 比單FID 要求高,,中儀器比低檔儀器要求高,。
關(guān)鍵詞:氣相色譜儀;氣體;純度
氣相色譜儀的氣路系統(tǒng),,是一個(gè)載氣連續(xù)運(yùn)行,、管路密閉的系統(tǒng)。氣路系統(tǒng)的氣密性,,載氣流速的穩(wěn)定性,,以及流量測(cè)量的準(zhǔn)確性都對(duì)色譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響,需要注意控制,。
氣相色譜中常用的載氣有:氫氣,、氮?dú)狻⒑?、氬氣和空氣?
這些氣體除空氣可由空壓機(jī)供給外,,一般都由高壓鋼瓶供給。通常都要經(jīng)過(guò)凈化,、穩(wěn)壓和控制,、測(cè)量流量。
氣相色譜儀如何選用不同氣體純度的氣源做載氣和輔助氣體,,雖然是一個(gè)老的技術(shù)問(wèn)題,,但是對(duì)于剛剛接觸氣相色譜儀的用戶,目前很難找到有關(guān)這方面的綜合資料,,所以他們總是到處詢問(wèn)究竟選擇什么樣的氣體純度的這類問(wèn)題,。
1 氣體純度的要求
根據(jù)每一家用戶具體使用的哪一類(高、中,、低檔) 儀器,,選擇什么樣純度的氣體,確實(shí)是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題,。原則上講,,選擇氣體純度時(shí),主要取決于: ①分析對(duì)象,; ②色譜柱中填充物,; ③檢測(cè)器。我們建議在滿足分析要求的前提下,,盡可能選用純度較高的氣體,。這樣不但會(huì)提高(保持) 儀器的高靈敏度,而且會(huì)延長(zhǎng)色譜柱,、色譜儀(氣路控制部件,、氣體過(guò)濾器) 的壽命,。實(shí)踐證明,,作為中儀器,長(zhǎng)期使用較低純度的氣體氣源,一旦要求分析低濃度,、高精度要求的樣品時(shí),,要想恢復(fù)儀器的高靈敏度是十分困難的。而對(duì)于低檔儀器,,作常量或半微量分析,,選用高純度的氣體,會(huì)增加運(yùn)行成本,,有時(shí)還增加了氣路的復(fù)雜性,,因此選用氣體的純度要求達(dá)到或略高于儀器自身對(duì)氣體純度的要求即可,這樣既可以達(dá)到工作要求,,又能延長(zhǎng)儀器的壽命,,還不至于增加儀器的運(yùn)行成本。
一般說(shuō)來(lái),,痕量分析或毛細(xì)管色譜的載氣純化程度,,要高于常規(guī)分析。特別是電子捕獲,、熱導(dǎo)池檢測(cè)器,,載氣純度直接影響靈敏度和穩(wěn)定性,一定要嚴(yán)格凈化,。
2 氣體純度低可能造成的不良影響
根據(jù)分析對(duì)象,,色譜柱的類型,操作儀器的檔次和具體檢測(cè)器,,若使用不合要求的低純度氣體,,不良影響有以下幾種可能:
2. 1 樣品失真或消失:如H2O 氣使氯硅樣品水解;
2. 2 色譜柱失效:H2O ,,CO2 使分子篩柱失去活性,,H2O 氣使聚脂類固定液分解,O2 使PEG固定液斷鏈,。
2. 3 有時(shí)某些氣體雜質(zhì)和固定液相互作用而產(chǎn)生假峰,;
2. 4 對(duì)柱保留特性的影響:如H2O 對(duì)聚乙二醇等親水性固定液的保留指數(shù)會(huì)有所增加,載氣中氧含量過(guò)高時(shí),,無(wú)論是極性或是非極性固定液柱的保留特性,,都會(huì)產(chǎn)生變化,使用時(shí)間越長(zhǎng)影響越大,;
2. 5 檢測(cè)器:TCD:信噪比減小,,無(wú)法調(diào)零,線性變窄,,文獻(xiàn)中的校正因子不能使用,,氧含量過(guò)大,,使元件在高溫時(shí)加速老化,減少壽命,; FID:特別是在Dt ≤1 ×10 - 11/ S 下操作時(shí),,CH4等有機(jī)雜質(zhì)會(huì)使基流激增,噪聲加大不能進(jìn)行微量分析,;
2. 6 在做程序升溫操作時(shí),,載氣中的某些雜質(zhì),在低溫時(shí)保留在色譜柱中,,當(dāng)柱溫升高時(shí)不但引起基線漂移,,還可能在譜圖上出現(xiàn)比較寬的“假峰”。
2. 7 儀器影響
2. 7. 1 各類過(guò)濾器加速失效,;
2. 7. 2 調(diào)節(jié)閥(穩(wěn)壓閥,,穩(wěn)流閥,針形閥) 被污染,,氣阻堵塞,,調(diào)節(jié)精度降低或失靈;
2. 7. 3 氣路系統(tǒng)被污染,,若要恢復(fù)儀器在高靈敏度情況下操做,,有時(shí)要吹洗很長(zhǎng)時(shí)間(可能一周以上) 污染嚴(yán)重時(shí)有時(shí)再也無(wú)法恢復(fù)。
2. 7. 4 檢測(cè)器的壽命
對(duì)于FID ,,水蒸汽會(huì)影響分析結(jié)果,,直至影響檢測(cè)器的壽命;對(duì)ECD 和TCD 的壽命zui明顯,,這點(diǎn)應(yīng)引起用戶特別注意,。
3 對(duì)氣體純度選擇的一般原則
3. 1 從分析角度講,微量分析比常量分析要求高,,也就是說(shuō),,氣體中的雜質(zhì)含量必須低于被分析組分的含量,如果用TCD分析10mL/ m3 的CO ,,則載氣中的雜質(zhì)總含量不得超過(guò)10mL/ m3 ,,因?yàn)?9. 999 %純度的氣體則含0. 001 %的雜質(zhì),相當(dāng)于10mL/ m3 所以對(duì)于10mL/ m3 的痕量分析,,載氣的純度應(yīng)高于99. 999 %,;于FID 使用氣體,碳?xì)浠衔锖勘仨毢艿?,載氣中的大量氧雜質(zhì)只要不對(duì)色譜柱造成影響,,就不影響FID 的性能,而操作ECD ,,載氣中的氧氣和水的含量必須很低等,。
3. 2 毛細(xì)管柱分析比填充柱分析要求高,;
3. 3 程序升溫分析比恒定溫度分析要求高;
3. 4 濃度型檢測(cè)器比質(zhì)量型檢測(cè)器要求高,;
3. 5 配有甲烷裝置的FID 比單FID 操作的對(duì)載氣中的微量CO ,CO2 要求要高得多,。
3. 6 從儀器壽命和保持儀器的高靈敏度講,,中儀器比低檔儀器要求高。
4 操作不同檢測(cè)器推薦使用的氣體純度
我們推薦氣體純度的技術(shù)要求,,通常用于常規(guī)分析,,對(duì)于特殊高靈敏度的痕量分析應(yīng)采用高一級(jí)純度的氣體,如果不在意色譜柱和儀器的使用壽命,,或分析樣品組分濃度很高時(shí),,也可以不使用過(guò)高純度的氣體,由于各個(gè)制氣廠設(shè)置不同,,其雜質(zhì)含量將有所不同,;為滿足不同的使用要求,選用不同廠家不同純度的氣源后,,可以通過(guò)氣體凈化處理滿足分析要求,,對(duì)于不同雜質(zhì)的氣體采用何種凈化方法和裝置,留待以后再加以討論,。
綜上所述,,新氣相色譜儀接入氣源時(shí)一定要做到心中有數(shù),決不能隨意接入,,否則會(huì)造成色譜柱失效,、檢測(cè)器壽命縮短、甲烷化裝置等的損壞,、信噪比減小得無(wú)法使用等,,zui終導(dǎo)致分析數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真,失去了分析的意義,,為工作帶來(lái)嚴(yán)重的損失,。