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怎样设置气化室的指标参数?

气相色谱(GC)

  • 气化室即进样口内的腔室,其作用是将液体样品瞬间气化,然后再送入色谱柱。
    气相色谱分析时,对气化室的要求很高。首先,载气在进入气化室与样品接触之前应当充分预热,温度应接近气化室温度。因此,一般将载气管路沿着加热的气化器金属块绕成螺管,或在金属块内钻有足够长的载气通路,使载气能得到充分的预热。
    为了减小样品扩散的,减少死体积,应保证进样器能直接将样品注入加热区,因此气化室的内径和总体积应尽可能小,另外载气进入气化室后,应将气化了的样品迅速载入色谱柱,避免样品反转入气化室引起色谱峰的扩张,因此要选择合适的载气压力和流量。
    那么,气化室有哪些指标参数?这些指标参数如何影响分离测定?该如何设置呢?
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  • titi

    第1楼2015/06/23

    原因
    气化室是保证液体样品瞬间气化的加热器腔体,腔体由不锈钢加工而成。气化室作为一个加热器,必定会涉及到气化温度。作为一个 “室”,必定有体积,也有死体积。当然,还有进样口与衬管、垫片等辅助设备。也有相应的指标参数。
    气化室的一般指标参数如下:①气化室温度的选择;②气化室的体积;③气化室的惰性;④色谱柱的初始温度;⑤隔垫吹扫功能。
    对毛细管进样口,还有分流比的设定,参看问题19。
    解决方案
    气化室温度参数的设置可参考问题8。
    ①气化室的体积
    样品注入气化室后,必须与载气充分混合,否则易导致样品分析结果失真。
    因此,气化室的体积应足够小,以保证样品各组分进入色谱柱后的峰宽尽可能窄,从而减少柱外效应。但体积太小时,又会因样品气化后膨胀而引起压力的剧烈波动,严重时会造成样品的“倒灌”,反而增大了柱外效应。常见气化室的体积为0.2mL~1mL。
    ②气化室的惰性
    气化室内壁应具有足够的惰性,不吸附样品,不催化样品的分解,不与样品发生化学反应。为避免样品与气化室金属内壁接触产生吸附或催化分解反应,在气化室的不锈钢套管中要插入衬管。衬管的内容,可参考问题16--问题18。
    ③色谱柱的初始温度
    分流进样要消除分流歧视,色谱柱的初始温度应尽可能高一些。以减少气化温度和柱温之间的差别,样品在气化室经历的温度梯度小一些,可避免气化后的样品部分冷凝。但柱温过高时,分配系数变小,不利于分离,一般通过实验选择最佳柱温。
    ④ 隔垫吹扫功能
    隔垫吹扫,主要是用于消除进样垫分解或垫子的残损物对分析影响等,如鬼峰。
    案例分析
    气相色谱法测定混合物中正己烷和甲苯的含量,苯作内标物,考察了色谱柱的初始温度和隔垫吹扫气大小对保留时间、分离度和定量结果的影响。色谱条件:柱温,初温保持5min ,15℃/min升到170℃保持1min;进样口温度,220℃;氢火焰离子化检测器温度,260℃;分流比113︰1;进样量为0.4μL。其它色谱条件不变,分别改变色谱柱初始温度和隔垫吹扫气,实验结果见表1和表2,色谱图见图1、图2。

    表1 色谱柱初始温度对保留时间和分离度的影响

    初始

    柱温/℃



    保留时间/min

    苯和环己烷的

    分离度R

    正己烷

    甲苯

    40℃

    3.740

    7.903

    1.57

    50℃

    3.227

    6.883

    1.18

    60℃

    2.873

    5.850

    0.88



    表2 隔垫吹扫气对保留时间和峰高的影响




    隔垫吹扫气/

    (mL/min)

    保留时间/min

    峰高归一化的峰高/mv

    正己烷

    甲苯

    正己烷

    甲苯

    总峰面积

    2.91

    3.740

    7.903

    106.212

    156.345

    928.906

    23.11

    3.740

    7.903

    110.616

    146.435

    941.074

    33.01

    3.743

    7.893

    86.966

    115.259

    763.288


    由表1,综合考虑对定量结果和分离效果的影响,初温选择40℃。由表2和图1、 2,隔垫吹扫气大小对该混合物的分离影响不大。通常设为2-3mL/min即可,设置高点一般对浓度高的组分影响不大,如本实验用的混合物;但是,隔垫吹扫气开的太大,检测的灵敏度低,不易检测浓度极低的组分。


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