第十章

氣相色譜分析法一、熱導(dǎo)池檢測(cè)器TCDthermalconductivitydetector二、氫火焰離子化檢測(cè)器flameionizationdetector,FID三、電子捕獲檢測(cè)器electroncapturedetector,ECD四、其他檢測(cè)器otherdetector第三節(jié)

氣相色譜檢測(cè)器gaschromatographicanalysis,GCdetectorofgaschromatograph2025/4/8儀器分析-氣相色譜檢測(cè)器檢測(cè)器的作用是將經(jīng)色譜柱分離后的各組分按其特性及含量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電訊號(hào)。濃度型檢測(cè)器：

測(cè)量的是載氣中通過檢測(cè)器組分濃度瞬間的變化，檢測(cè)

信號(hào)值與組分的濃度成正比。熱導(dǎo)檢測(cè)器，電子俘獲檢測(cè)器質(zhì)量型檢測(cè)器：

測(cè)量的是載氣中某組分進(jìn)入檢測(cè)器的速度變化，即檢測(cè)信號(hào)值與單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入檢測(cè)器組分的質(zhì)量成正比。如氫火焰離子化檢測(cè)器，火焰光度檢測(cè)器。廣普型檢測(cè)器：

對(duì)所有物質(zhì)有響應(yīng)，熱導(dǎo)檢測(cè)器；專屬型檢測(cè)器：

對(duì)特定物質(zhì)有高靈敏響應(yīng)，電子俘獲檢測(cè)器；2025/4/8儀器分析-氣相色譜檢測(cè)器一、熱導(dǎo)池檢測(cè)器

thermalconductivitydetector,TCD1.熱導(dǎo)池檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)池體（一般用不銹鋼制成）熱敏元件：電阻率高、電阻溫度系數(shù)大、且價(jià)廉易加工的鎢絲制成。參考臂：僅允許純載氣通過，通常連接在進(jìn)樣裝置之前。測(cè)量臂：需要攜帶被分離組分的載氣流過，則連接在緊靠近分離柱出口處。（動(dòng)畫）2025/4/8儀器分析-氣相色譜檢測(cè)器2.檢測(cè)原理惠斯登電橋，右下圖。不同的氣體有不同的熱導(dǎo)系數(shù)。進(jìn)樣前：鎢絲通電，加熱與散熱達(dá)到平衡后，兩臂電阻值：

R參=R測(cè);R1=R2

則：R參·R2=R測(cè)·R1

無電壓信號(hào)輸出；記錄儀走直線（基線）。

2025/4/8儀器分析-氣相色譜檢測(cè)器進(jìn)樣后:

載氣攜帶試樣組分流過測(cè)量臂而這時(shí)參考臂流過的仍是純載氣，使測(cè)量臂的溫度改變，引起電阻的變化，測(cè)量臂和參考臂的電阻值不等，產(chǎn)生電阻差，R參≠R測(cè)

則：R參·R2≠R測(cè)·R1

這時(shí)電橋失去平衡，a、b兩端存在著電位差，有電壓信號(hào)輸出。信號(hào)與組分濃度相關(guān)。記錄儀記錄下組分濃度隨時(shí)間變化的峰狀圖形。2025/4/8儀器分析-氣相色譜檢測(cè)器3.影響熱導(dǎo)池檢測(cè)器靈敏度的因素①橋路電流I

：I

，鎢絲的溫度

，鎢絲與池體之間的溫差

，有利于熱傳導(dǎo)，檢測(cè)器靈敏度提高。檢測(cè)器的響應(yīng)值S∝I3，但穩(wěn)定性下降，基線不穩(wěn)。橋路電流太高時(shí)，還可能造成鎢絲燒壞。一般，N2作載氣時(shí)為100～150mA，H2作載氣時(shí)為150～200mA。②池體溫度：池體溫度與鎢絲溫度相差越大，越有利于熱傳導(dǎo)，檢測(cè)器的靈敏度也就越高，但池體溫度不能低于分離柱溫度，以防止試樣組分在檢測(cè)器中冷凝。2025/4/8儀器分析-氣相色譜檢測(cè)器③載氣種類：載氣與試樣的熱導(dǎo)系數(shù)相差越大，在檢測(cè)器兩臂中產(chǎn)生的溫差和電阻差也就越大，檢測(cè)靈敏度越高。載氣的熱導(dǎo)系數(shù)大，傳熱好，通過的橋路電流也可適當(dāng)加大，則檢測(cè)靈敏度進(jìn)一步提高。氦氣也具有較大的熱導(dǎo)系數(shù)，但價(jià)格較高。表某些氣體與蒸氣的熱導(dǎo)系數(shù)（λ），單位：J/cm·℃·s2025/4/8儀器分析-氣相色譜檢測(cè)器二、

氫火焰離子化檢測(cè)器

flameionizationdetector,FID1.特點(diǎn)簡(jiǎn)稱氫焰檢測(cè)器（FID：hydrogenflameionizationdetector）

(1)典型的質(zhì)量型檢測(cè)器;(2)對(duì)有機(jī)化合物具有很高的靈敏度;(3)無機(jī)氣體、水、四氯化碳等含氫少或不含氫的物質(zhì)靈敏度低或不響應(yīng);(4)氫焰檢測(cè)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、靈敏度高、響應(yīng)迅速等特點(diǎn);(5)比熱導(dǎo)檢測(cè)器的靈敏度高出近3個(gè)數(shù)量級(jí)，檢測(cè)下限可達(dá)10-12g·g-1。（動(dòng)畫）2025/4/8儀器分析-氣相色譜檢測(cè)器2.氫焰檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)N2：載氣攜帶試樣組分；

H2：為燃?xì)?；空氣：助燃?xì)狻?/p>

使用時(shí)需要調(diào)整三者的比例關(guān)系，檢測(cè)器靈敏度達(dá)到最佳。主要部分是一離子室。包括氣體入口，火焰噴嘴，一對(duì)電極和外罩。(1)在發(fā)射極和收集極之間加有一定的直流電壓（100—300V）構(gòu)成一個(gè)外加電場(chǎng)(2)氫焰檢測(cè)器需要用到三種氣體：2025/4/8儀器分析-氣相色譜檢測(cè)器3.氫焰檢測(cè)器的原理

被測(cè)組分被載氣攜帶，從色譜柱流出，與氫氣混合一起進(jìn)入離子室，由毛細(xì)管噴嘴噴出。氫氣在空氣的助燃下經(jīng)引燃后進(jìn)行燃燒，以燃燒所產(chǎn)生的高溫（約2100℃）火焰為能源，使被測(cè)有機(jī)物質(zhì)電離成正負(fù)離子。產(chǎn)生的離子在收集極和發(fā)射極的外電場(chǎng)作用下定向運(yùn)動(dòng)形成電流。產(chǎn)生的微電流大小與進(jìn)入離子室的被測(cè)組分含量有關(guān)，含量愈大，產(chǎn)生的微電流就愈大，這二者之間存在定量關(guān)系。2025/4/8儀器分析-氣相色譜檢測(cè)器三、電子捕獲檢測(cè)器

electroncapturedetector,ECD高選擇性檢測(cè)器，

僅對(duì)含有鹵素、磷、硫、氧等電負(fù)性元素的化合物有很高的靈敏度，檢測(cè)下限10-14g/mL，

對(duì)大多數(shù)烴類沒有響應(yīng)。較多應(yīng)用于農(nóng)副產(chǎn)品、食品及環(huán)境中農(nóng)藥殘留量的測(cè)定。2025/4/8儀器分析-氣相色譜檢測(cè)器檢測(cè)原理在檢測(cè)池體內(nèi)有一圓筒狀放射源作為負(fù)極，一個(gè)不銹鋼棒作為正極，在此兩極間施加一電壓。當(dāng)載氣（如氮?dú)猓┻M(jìn)入檢測(cè)器時(shí)，在放射源的射線作用下發(fā)生電離：N2→N2++e-生成的正離子和電子，在電場(chǎng)的作用下向極性相反的電極運(yùn)動(dòng)，形成恒定的基始電流即基流。當(dāng)具有電負(fù)性的組分進(jìn)入檢測(cè)器時(shí)，它俘獲了檢測(cè)器中的電子而使基流降低，其降低值與進(jìn)入檢測(cè)器的電負(fù)性組分的含量成正比。2025/4/8儀器分析-氣相色譜檢測(cè)器四、其他檢測(cè)器otherdetector1.火焰光度檢測(cè)器(flamephotometricdetector,FPD)

化合物中硫、磷在富氫火焰中被還原，激發(fā)后，輻射出394nm、526nm

左右的特征光譜，可被檢測(cè)；該檢測(cè)器是對(duì)含硫、磷化合物的高選擇性檢測(cè)器；2.定性檢測(cè)器(聯(lián)用儀器)將兩種儀器結(jié)合；色-質(zhì)聯(lián)用儀(通過分子分離器連接)2025/4/8儀器分析-氣相色譜檢測(cè)器內(nèi)容選擇結(jié)束第一節(jié)氣相色譜儀gaschromatographicinstruments第二節(jié)氣相色譜固定相及其選擇stationaryphasesingaschromatograph第三節(jié)氣相色譜檢測(cè)器detectorofGaschromatograph第四節(jié)分離與操作條件選擇choiceofchromatographi