1、4:33:12第第第第第第十十十十十十章章章章章章气相色谱分析法气相色谱分析法气相色谱分析法气相色谱分析法气相色谱分析法气相色谱分析法一一、热导池检测器、热导池检测器TCDTCDthermal conductivity detector二、氢火焰离子化检测器二、氢火焰离子化检测器flame ionization detector, FID三、电子捕获检测器三、电子捕获检测器electron capture detector, ECD四、其他检测器四、其他检测器other detector第三节第三节第三节第三节第三节第三节 气相色谱检测器气相色谱检测器气相色谱检测器气相色谱检测器气相色谱检测器
2、气相色谱检测器gas chromatographic analysis, GCdetector of gas chromatograph4:33:12检测器的检测器的作用作用是将经色谱柱分离后的各组分是将经色谱柱分离后的各组分按其特性及按其特性及含量含量转换为相应的转换为相应的电讯号电讯号。浓度型检测器：浓度型检测器： 测量的是载气中通过检测器组分浓度瞬间的变化，检测测量的是载气中通过检测器组分浓度瞬间的变化，检测 信号值信号值与组分的与组分的浓度成正比浓度成正比。热导检测器，电子俘获检测器热导检测器，电子俘获检测器质量型检测器：质量型检测器： 测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测
3、测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测信号值信号值与单位时间内进入检测器组分的与单位时间内进入检测器组分的质量成正比质量成正比。如氢火焰离子化检测器，火焰光度检测器。如氢火焰离子化检测器，火焰光度检测器。广普型检测器：广普型检测器： 对所有物质有响应，热导检测器；对所有物质有响应，热导检测器；专属型检测器：专属型检测器： 对特定物质有高灵敏响应，电子俘获检测器；对特定物质有高灵敏响应，电子俘获检测器；4:33:12一、热导池检测器一、热导池检测器一、热导池检测器一、热导池检测器一、热导池检测器一、热导池检测器 thermal conductivity detector,TCDther
4、mal conductivity detector,TCDthermal conductivity detector,TCD1. 1. 热导池检测器的结构热导池检测器的结构 池体池体（一般用不锈钢制成） 热敏元件热敏元件：电阻率高、电阻温度系数大、且价廉易加工的钨丝钨丝制成。参考臂参考臂：仅允许纯载气纯载气通过，通常连接在进样装置之前。 测量臂测量臂：需要携带被分离组携带被分离组分的载气分的载气流过，则连接在紧靠近分离柱出口处。（动画）（动画）4:33:132.2.2.2.2.2.检测原理检测原理检测原理检测原理检测原理检测原理 惠斯登电桥，右下图。 不同的气体有不同的热导系数。进样前：进样前
5、：钨丝通电，加热与散热达到平衡后，两臂电阻值： R参参=R测测 ; R1=R2 则：则： R参参R2=R测测R1 无电压信号输出； 记录仪走直线（基线）。 4:33:13进样后进样后进样后进样后进样后进样后: : : 载气携带试样组分流过测量臂而这时参考臂流过的仍是载气携带试样组分流过测量臂而这时参考臂流过的仍是纯载气，使测量臂的纯载气，使测量臂的温度改变温度改变，引起电阻的变化，测量臂和，引起电阻的变化，测量臂和参考臂的电阻值不等，产生电阻差，参考臂的电阻值不等，产生电阻差，R参参R测测 则： R参参R2R测测R1 这时电桥失去平衡，这时电桥失去平衡，a、b两端存在着电位差，有电压信两端存在
6、着电位差，有电压信号输出。号输出。信号与组分浓度相关。信号与组分浓度相关。记录仪记录下组分浓度随时间记录仪记录下组分浓度随时间变化的变化的峰状图形峰状图形。4:33:133. 3. 3. 3. 3. 3. 影响影响影响影响影响影响热导池检测器灵敏度的因素热导池检测器灵敏度的因素热导池检测器灵敏度的因素热导池检测器灵敏度的因素热导池检测器灵敏度的因素热导池检测器灵敏度的因素 桥路电流桥路电流I ： I ，钨丝的温度 ，钨丝与池体之间的温差，有利于热传导，检测器灵敏度提高检测器灵敏度提高。检测器的响应值S I3，但稳定性下降但稳定性下降，基线不稳。桥路电流太高时，还可能造成钨丝烧坏。一般，一般，N
7、2作载气时为作载气时为100150mA，H2作载气时为作载气时为150200mA。 池体温度池体温度：池体温度与钨丝温度相差越大，越有利于热传导，检测器的灵敏度也就越高，但池体温度不能低于分离柱温度，以防止试样组分在检测器中冷凝。4:33:13 载气种类载气种类：载气与试样的热导系数相差越大，在检测器两臂中产生的温差和电阻差也就越大，检测灵敏度越高。载气的热导系数大，传热好，通过的桥路电流也可适当加大，则检测灵敏度进一步提高。氦气也具有较大的热导系数，但价格较高。表表 某些气体与蒸气的热导系数（某些气体与蒸气的热导系数（），），单位：单位：J / cms4:33:13二、二、二、 氢火焰离子化
8、检测器氢火焰离子化检测器氢火焰离子化检测器氢火焰离子化检测器氢火焰离子化检测器氢火焰离子化检测器 flame ionization detector, FIDflame ionization detector, FIDflame ionization detector, FID1. 1. 特点特点 简称氢焰检测器简称氢焰检测器 （FID：hydrogen flameionization detector） (1) 典型的典型的质量型检测器质量型检测器; (2) 对有机化合物具有对有机化合物具有很高的灵敏度很高的灵敏度; (3) 无机气体、水、四氯化碳等无机气体、水、四氯化碳等含氢少或不含氢的物
9、质含氢少或不含氢的物质灵敏度低或不响应灵敏度低或不响应; (4) 氢焰检测器具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、氢焰检测器具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速等特点响应迅速等特点; (5) 比热导检测器的灵敏度高出近比热导检测器的灵敏度高出近3个数量级，检测下限个数量级，检测下限可达可达10-12gg-1。（动画）（动画）4:33:132. 2. 2. 2. 2. 2. 氢焰检测器的结构氢焰检测器的结构氢焰检测器的结构氢焰检测器的结构氢焰检测器的结构氢焰检测器的结构 N2 ：载气携带试样组分； H2 ：为燃气； 空气：助燃气。 使用时需要调整三者的比使用时需要调整三者的比例关系，检测器灵敏
10、度达到最例关系，检测器灵敏度达到最佳。佳。 主要部分是一主要部分是一离子室离子室。包括气体入口，。包括气体入口，火焰喷嘴，一对电极和外罩。火焰喷嘴，一对电极和外罩。(1) 在发射极和收集极之间加有一定的直在发射极和收集极之间加有一定的直流电压（流电压（100300V）构成一个外加电场构成一个外加电场(2) 氢焰检测器需要用到三种气体：氢焰检测器需要用到三种气体：4:33:133. 3. 3. 3. 3. 3. 氢焰检测器的原理氢焰检测器的原理氢焰检测器的原理氢焰检测器的原理氢焰检测器的原理氢焰检测器的原理 被测组分被载气携带，从色被测组分被载气携带，从色谱柱流出，与氢气混合一起谱柱流出，与氢气
11、混合一起进入离子室，由毛细管喷嘴进入离子室，由毛细管喷嘴喷出。氢气在空气的助燃下喷出。氢气在空气的助燃下经引燃后进行燃烧，以燃烧经引燃后进行燃烧，以燃烧所产生的高温（约所产生的高温（约2100）火焰为能源，火焰为能源，使被测有机物质电离成正负离子使被测有机物质电离成正负离子。产生的离。产生的离子在收集极和发射极的外电场作用下子在收集极和发射极的外电场作用下定向运动形成电流定向运动形成电流。产生的产生的微电流大小与进入离子室的被测组分含量有关微电流大小与进入离子室的被测组分含量有关，含，含量愈大，产生的微电流就愈大，这二者之间存在定量关系量愈大，产生的微电流就愈大，这二者之间存在定量关系。4:3
12、3:13三、电子捕获检测器三、电子捕获检测器三、电子捕获检测器三、电子捕获检测器三、电子捕获检测器三、电子捕获检测器 electron capture detector, ECDelectron capture detector, ECDelectron capture detector, ECD 高选择性检测器，高选择性检测器， 仅对含有卤素、磷、硫、氧等电负性元素的化合物有很仅对含有卤素、磷、硫、氧等电负性元素的化合物有很高的灵敏度，高的灵敏度，检测下限检测下限1010-14 -14 g /g /mLmL， 对大多数烃类没有响应。对大多数烃类没有响应。 较多应用于农副较多应用于农副产品、食
13、品及环境中产品、食品及环境中农药残留量的测定。农药残留量的测定。4:33:13检测原理检测原理检测原理在检测池体内有一圆筒状放射在检测池体内有一圆筒状放射源源作为负极，一个不锈钢棒作为作为负极，一个不锈钢棒作为正正极，在此两极间施加一电压。极，在此两极间施加一电压。 当载气（如氮气）进入检测器时，在放射源的射当载气（如氮气）进入检测器时，在放射源的射线作用下发生电离：线作用下发生电离： N2 N2+ + e- 生成的正离子和电子，在电场的作用下向极性相生成的正离子和电子，在电场的作用下向极性相反的电极运动，形成恒定的基始电流即反的电极运动，形成恒定的基始电流即基流基流。 当当具有电负性的组分进
14、入检测器具有电负性的组分进入检测器时，它时，它俘获俘获了检了检测器中的测器中的电子电子而使而使基流降低基流降低，其，其降低值降低值与进入检测与进入检测器的电负性组分的器的电负性组分的含量成正比含量成正比。4:33:14四、其他检测器四、其他检测器四、其他检测器四、其他检测器四、其他检测器四、其他检测器 other detectorother detectorother detector1.1.火焰光度检测器火焰光度检测器( (flame photometric detector,FPDflame photometric detector,FPD) ) 化合物中硫、磷硫、磷在富氢火焰中被还原，激
15、发后，辐射出394nm、526 nm 左右的特征光谱，可被检测； 该检测器是对含硫、磷化合物的高选择性检测器；2.2.定性检测器定性检测器( (联用仪器联用仪器) ) 将两种仪器结合；色-质联用仪 (通过分子分离器连接)4:33:14内容选择内容选择内容选择结束结束结束结束结束结束第一节第一节 气相色谱仪气相色谱仪gas chromatographic instruments第二节第二节 气相色谱固定相及其选择气相色谱固定相及其选择stationary phases in gas chromatograph第三节第三节 气相色谱检测器气相色谱检测器detector of Gas chromatograph第四节第四节 分离与操作条件选择分离与操作条件选择choice of chromatographic operating condition第五节第五节 色谱定性、定量方法色谱定性、定量方法qualitative and quantitative analysis in chromatograph第六节第六节 毛细管色谱法毛细管色谱法capillary Gas chromatograph
