十通阀用法之进样反吹 单十通阀分析氯气中氢气氧气氮气的方案
概述:十通阀 进样反吹 GC
用户想要分析电解碱产生的氯气中氢气,浓度范围大概在1-0.1%左右,这个浓度范围的无机气体样品分析,首先容易想到的是使用GC-TCD。
不过氯气具有较强的氧化性和腐蚀性,不太适合进入TCD检测器,会造成TCD热丝的加速消耗,降低TCD使用寿命。于是采用了十通阀进样反吹的办法。
GC选用了Shimadzu 的GC2014CPT主机,氩气做载气,可以同时检测氢气氧气氮气。使用氩气,氧气氮气的灵敏度会降低,但是0.1%的检测能力还是足够的,而且兼顾了氢气的分析。如果使用He做载气,H2的分析可能会不太理想。
选用了VICI的惰性阀,连接原理如下图。
即系统处于待机状态时,载气和样品的流向:
载气1,进入预柱中,载气由下向上流动,然后放空。
载气2,进入分析柱,连接到TCD入口。
样品气由8、9号口进入十通阀,灌满定量环。
然后,启动进样操作,十通阀旋转36度。阀系统改变为进样状态。
十通阀旋转,原先导通的相邻接头阻断,阻断的接头导通。
载气1 推动定量环中的样品进入预柱,样品在预柱上预分离成氧氮氢和氯气两部分,氢氧氮合峰在前,氯气保留较强。当氢氧氮进入分析柱中,十通阀再次切换,进入到反吹状态(流路和待机状态完全相同)。注意预柱中载气的流向,虚线箭头所示。
载气2推动氢氧氮在分析柱上被分离,进入TCD,依次出峰。
载气1推动氯气,在预柱中反向流动,如图中虚线箭头所示,最后放空。
色谱图如下
要点:氯气的强氧化和腐蚀性,要求阀和管路的惰性良好,本例选用了四氟乙烯管路。
切换时间的选择比较重要,如果时间过短,会损失氧气氮气;如果时间过长,会使得氯气进入分析柱或者检测器,造成伤害。
切换点示意图:
假设样品在预柱中的保留状态如下图所示,则箭头所示位置为切换点。
小结:简单的十通阀进样加反吹的用法,分析氯气中氢氧氮。