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第1楼2015/06/23
原因
气相分析时,很多样品不能直接进样,如工业污水中的有机挥发物,需要进行前处理后间接进样,顶空进样本质是一种净化样品的前处理方法。传统的液固萃取、液液萃取等前处理方法,都是用溶剂萃取样品组分,试剂纯度,以及样品组分可能与溶剂形成共萃物,都不可避免引入干扰因素。与之相比,顶空进样是用气体萃取样品组分,如采用高纯且不干扰实验分析的气体,能减少实验的干扰因素,一般高纯气体与高纯溶剂比相对便宜,因此也能降低实验成本。这是顶空进样之所以被广泛应用的重要原因。
静态顶空,就是将样品密封在一个容器中,在一定温度下放置一段时间使气液两相达到平衡,然后取气相部分进行gc分析。静态顶空,根据一次取样的分析结果,可测定原来样品中挥发性组分的含量,又称为一次气相萃取。如果继续取样分析,分析结果与第一次的分析结果会不同。而动态顶空,是连续气相萃取,即多次取样,直到将样品中的挥发性组分完全萃取出来。一般是在样品中连续通入惰性气体,挥发性组分即随该萃取气体从样品中逸出,然后通过一个吸附装置(捕集器)将样品浓缩,最后再将样品解吸进入gc分析。
解决方案
gc顶空进样过程分为:取样、进样、gc 分析。其中取样和进样和顶空过程有关,gc分析影响因素与其他进样方式相同。这里只讨论静态顶空进样和动态顶空进样的顶空过程。
静态顶空进样和动态顶空进样各有特点,下面分类比较。
a. 样品的基质对分析的干扰:ⅰ.静态顶空,干扰极小;ⅱ.动态顶空,可能干扰分析。
b.仪器结构:ⅰ.静态顶空仪器较简单;ⅱ.动态顶空较复杂,需要吸附装置,连接管路较多。
c.萃取效果:ⅰ.静态顶空,一次萃取,挥发性组分不会丢失,但也不能萃取完全;也可做连续萃取,得到类似动态顶空的分析结果,但是准确度差些;ⅱ.动态顶空,连续萃取,可将挥发性组分完全萃取出来,并能浓缩后进行分析,但吸附和解吸过程可能造成样品组分的丢失。
d.灵敏度:ⅰ.静态顶空稍低;ⅱ. 动态顶空较高。
e.应用范围:ⅰ.静态顶空,用于分析复杂样品中的低沸点组分;ⅱ. 动态顶空,既可用于分析低沸点组分,又可用于分析较高沸点的组分。
案例分析
在检测水中三氯甲烷的实验中,配制三氯甲烷标准溶液20μg/L。色谱条件:ECD检测器;6%氰丙基苯-94%二甲基硅氧烷石英毛细管色谱柱(60m×0.25mm×1.4μm);柱温,40℃保持5min,以8℃/min升温至100℃,再以6℃/min升温至200℃,保持10min;汽化室温度220℃;检测器温度320℃;静态顶空平衡温度60℃;分流比为20︰1。
取水样在60℃时分别平衡5 min、10 min、15 min、20 min、30 min、35 min、40min,然后取液上气样在拟定色谱条件下分析,三氯甲烷峰面积与平衡时间的关系见图1。由图1,随着平衡时间延长,响应值也增加,在30min后达到气液两相平衡,响应值已不随时间变化,因此选择平衡时间30min。
该样品如果用吹扫捕集进样,同样方法确定平衡时间,但是前处理时间会延长,而且吹扫捕集装置复杂,管路多,容易引入干扰,不利于分析。如测定沸点高的有机物,如水中的二甲苯,更适合选择吹扫捕集进样。