材料分析与测试技术

1、2021-11-101气相色谱分析气相色谱分析2021-11-1021 色谱法概述色谱法概述2 气相色谱仪气相色谱仪4 分离条件的选择分离条件的选择3 气相色谱分析理论基础气相色谱分析理论基础5 检测器检测器6 定性定量方法定性定量方法气相色谱分析2021-11-103p色谱法是一种色谱法是一种分离技术分离技术。在分析化学。在分析化学领域中是一种新型的分离分析方法。领域中是一种新型的分离分析方法。气相色谱是色谱中普遍使用的一种。气相色谱是色谱中普遍使用的一种。1.1.色谱法概述色谱法概述2021-11-104俄国植物学家俄国植物学家Tsweet发明的方发明的方法后来被称为法后来被称为“经典液相

2、色谱经典液相色谱法法”。 （1906年）年）所使用的玻璃管称为所使用的玻璃管称为色谱柱。色谱柱。管内的碳酸钙填充物称为管内的碳酸钙填充物称为固定固定相。相。淋洗液称为淋洗液称为流动相流动相或淋洗剂或淋洗剂。混合物中的各组分被称为混合物中的各组分被称为溶质。溶质。1.1 1.1 色谱法的产生和发展色谱法的产生和发展2021-11-105v色谱法普遍用来分离无色物质，但色谱法色谱法普遍用来分离无色物质，但色谱法这个名称一直被沿用下来。这个名称一直被沿用下来。 v1941年年Martin和和Synge 发现了液发现了液-液（分配）液（分配）色谱法色谱法，阐述了，阐述了气气-固吸附色谱固吸附色谱原理，

3、提出原理，提出气气-液色谱法设想；液色谱法设想； (1952 年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖)v色谱学成为分析化学的重要分支学科，则色谱学成为分析化学的重要分支学科，则是以是以气相色谱气相色谱的产生、发展为标志。的产生、发展为标志。v1952年年Martin成功研究了气成功研究了气-液色谱法，解液色谱法，解决了脂肪酸、脂肪胺的分析，并对其理论决了脂肪酸、脂肪胺的分析，并对其理论和实践作出论述；（和实践作出论述；（起点起点）2021-11-106v1954年，年，Ray把热导池检测器用于气相把热导池检测器用于气相色谱仪，并对仪器作了重大改进，扩大色谱仪，并对仪器作了重大改进，扩大应用范围；应用范围

4、；v1956年，荷兰学者年，荷兰学者Van Deemter 提出气相提出气相色谱速率理论，奠定了理论基础；美国工色谱速率理论，奠定了理论基础；美国工程师程师Golay发明效能极高的毛细管色谱柱；发明效能极高的毛细管色谱柱；v澳大利亚学者澳大利亚学者Mcwilliam发明氢焰离子化检发明氢焰离子化检测器，使分离效能和检测器的灵敏度大大测器，使分离效能和检测器的灵敏度大大提高。提高。2021-11-1071.2 色谱法分类色谱法分类（1）按两相物理状态分类：）按两相物理状态分类：液液色谱液固色谱液相色谱气液色谱气固色谱气相色谱流动相液体气体2021-11-108（2 2）按分离过程物理化学原理分类

5、）按分离过程物理化学原理分类v吸附色谱：利用固定相对不同组分的吸附色谱：利用固定相对不同组分的吸附性吸附性能差别能差别分离；分离；v分配色谱：利用不同组分在两相中分配色谱：利用不同组分在两相中分配系数分配系数差别差别分离；分离；v离子交换色谱离子交换色谱 ：利用不同离子在离子交换固利用不同离子在离子交换固定相上的定相上的亲和力差别亲和力差别分离；分离；v凝胶色谱：利用不同组分凝胶色谱：利用不同组分分子量差别分子量差别而先后而先后被过滤进行分离；被过滤进行分离；2021-11-109（3）按样品注入色谱柱的方式和流动相的用）按样品注入色谱柱的方式和流动相的用法不同分类法不同分类v冲洗法冲洗法 (

6、elution method) 流动相连续流过，在某一瞬间从色谱柱入口加流动相连续流过，在某一瞬间从色谱柱入口加入一定量的样品，由流动相将样品带入固定相中。入一定量的样品，由流动相将样品带入固定相中。v顶替法（置换法）顶替法（置换法） 先把样品从色谱柱入口加入，再把顶替剂通入先把样品从色谱柱入口加入，再把顶替剂通入柱中，依次把样品各组分顶替出色谱柱。柱中，依次把样品各组分顶替出色谱柱。v迎头法迎头法 把样品当作流动相连续通入色谱柱中。把样品当作流动相连续通入色谱柱中。2021-11-10101.3 1.3 气相色谱法的特点气相色谱法的特点优点：优点：1.高效能：可分析沸点十分接近、组分复杂的混

7、合高效能：可分析沸点十分接近、组分复杂的混合物物2.高选择性：能分离性质极为相似的组分，如同位高选择性：能分离性质极为相似的组分，如同位素、异构体；素、异构体；3.高灵敏度：高灵敏度：10-11g物质，可检出物质，可检出ppmppb含量的组含量的组分；分；4.快速：几分快速：几分几十分钟可完成分析；几十分钟可完成分析；5.应用范围广：气体、液体、固体；应用范围广：气体、液体、固体；-196oC450oC范范围内有围内有2.72 10-41.36 10-2kg/cm2蒸汽压，热稳定蒸汽压，热稳定性良好的物质；性良好的物质；6.样品用量小。样品用量小。2021-11-1011缺点：缺点：1.1.不

8、能直接定性；不如不能直接定性；不如IR、MS等技术；等技术；2.2.不适用于分离沸点高、热稳定性差的化不适用于分离沸点高、热稳定性差的化合物，应用范围受温度限制；合物，应用范围受温度限制；3.3.定量时需要被测物的标准样品作对照。定量时需要被测物的标准样品作对照。2021-11-10122 .2 .气相色谱仪气相色谱仪2.1 2.1 基本流程和主要部件基本流程和主要部件载气系统载气系统进样系统进样系统色谱柱色谱柱检测器检测器记录、数据记录、数据处理系统处理系统框架图框架图2021-11-1013 1-载气钢瓶；载气钢瓶；2-减压阀；减压阀；3-净化干燥管；净化干燥管； 4-稳流稳流阀；阀；5-

9、转子流量计；转子流量计；6-压力表；压力表； 7-汽化器汽化器(液体液体进样进样)； 8-色谱柱；色谱柱；9-热导检测器；热导检测器； 10-放大器；放大器；11-温度控制器；温度控制器；12-记录记录仪仪2021-11-10142.2 载气系统载气系统气源、气体净化、气体流速控制和测量气源、气体净化、气体流速控制和测量1.常用的载气有：常用的载气有： 氢气、氮气、氦气；氩气氢气、氮气、氦气；氩气2. 净化干燥管净化干燥管: 活性炭、硅胶、分子筛等活性炭、硅胶、分子筛等3. 载气压力和流速控制、显示载气压力和流速控制、显示2021-11-10152.3 进样系统进样系统包括进样器包括进样器和气

10、化室和气化室（液体进样）（液体进样）2021-11-1016气体定量进样常采用气体定量进样常采用六通六通阀阀 1. 取样状态取样状态 2.进样状态进样状态2021-11-10172021-11-10182.4 色谱柱和柱箱色谱柱和柱箱填充柱：填充柱： 内装固定相，通常为用金属内装固定相，通常为用金属(钢或不锈钢钢或不锈钢)或或玻璃制成的内径玻璃制成的内径26mm、长、长0.5-10m的的U形或螺形或螺旋形的管子。旋形的管子。毛细管柱：毛细管柱： 将固定液均匀地涂敷在毛细管的内壁，内将固定液均匀地涂敷在毛细管的内壁，内径径0.10.5mm、长、长50-300m的毛细管。的毛细管。 2021-11

11、-1019填充柱毛细管柱分类内径粗 2-6mm柱长柱长 0.5-10m/常用不锈钢常用不锈钢内径细 0.1-0.5mm柱长柱长 50-300m/常用石英常用石英2021-11-1020检测器、控温装置检测器、控温装置将经色谱柱分离后的各组分按其特性及将经色谱柱分离后的各组分按其特性及含量转化为相应的电讯号。含量转化为相应的电讯号。根据检测原理不同，根据检测原理不同，浓度型浓度型、质量型质量型浓度型：浓度型：热导池热导池、电子捕获检测器、电子捕获检测器质量型：质量型：氢火焰离子化氢火焰离子化、火焰光度检测、火焰光度检测器器2021-11-1021放大器、记录仪、数据处理仪放大器、记录仪、数据处理

12、仪2021-11-1022气相色谱法是以气体为流动相，采气相色谱法是以气体为流动相，采用用冲洗法冲洗法的的柱色谱柱色谱分离技术。分离技术。分离的分离的主要依据主要依据：利用样品中各组：利用样品中各组分在色谱柱吸附力或溶解度的不同。分在色谱柱吸附力或溶解度的不同。色谱柱有色谱柱有两种两种：填充柱、毛细管柱：填充柱、毛细管柱2021-11-10233.1气气-固色谱分离原理固色谱分离原理固定相：多孔性及较大表面积的吸附剂。固定相：多孔性及较大表面积的吸附剂。反复的物理吸附反复的物理吸附- -脱附过程脱附过程。各组分性质不同，吸附能力有差异。各组分性质不同，吸附能力有差异。2021-11-10243

13、.2 气气-液色谱分离原理液色谱分离原理固定相：在化学惰性的固体微粒固定相：在化学惰性的固体微粒( (用来支用来支撑固定液的，称为撑固定液的，称为担体担体) )表面，涂上一层表面，涂上一层高沸点有机化合物的液膜。（高沸点有机化合物的液膜。（固定液固定液）各组分的分离是基于各组分的分离是基于各组分在固定液中各组分在固定液中溶解度的不同溶解度的不同 。反复的溶解、挥发过程。反复的溶解、挥发过程。 2021-11-1025气气- -液色谱分离原理液色谱分离原理 两相分配固定液载气迁移平衡固定液载气各组分在固定液中溶解能力不同溶解度大难挥发柱中停留时间长向前移动慢固定液载气各成分在固定液中溶解挥发平衡

14、分离原理溶解度(2相分配)不同2021-11-1026分配系数: 固、流两相浓度之比MSccK 2021-11-1027v物质在固定相和流动相之间发生的吸附、脱附和物质在固定相和流动相之间发生的吸附、脱附和溶解、挥发的过程称为溶解、挥发的过程称为分配过程分配过程。分配系数分配系数K 在一定温度下组分在两相之间分配达到平衡时在一定温度下组分在两相之间分配达到平衡时的浓度值比称为分配系数的浓度值比称为分配系数K。 分配系数分配系数K是溶质在两相中分布平衡性质的度是溶质在两相中分布平衡性质的度量，反映了溶质与固定相、流动相作用力的差别。量，反映了溶质与固定相、流动相作用力的差别。MSCCK组分在流动

15、相中的浓度组分在固定相中的浓度2021-11-1028K越大，tR越大，越慢出峰MSccK 分离本质，K不同K=0, 不保留, 最先出峰, tR= tM (死时间)K影响因素: 固定相，柱温同系物沸点低(分子量小),先出峰: 苯/甲苯/对二甲苯2021-11-1029一定温度下，各物质在两相之间的分配系数一定温度下，各物质在两相之间的分配系数是不同的。是不同的。气相色谱的分离原理是基于不同气相色谱的分离原理是基于不同物质在两相间具有不同的分配系数。物质在两相间具有不同的分配系数。2021-11-10301 基线：2 2 保留值保留值：试样中各组分在色谱柱中滞留时间的数值。：试样中各组分在色谱柱

16、中滞留时间的数值。t V流出曲线只有载气通过时的信号，只有载气通过时的信号，反映检测器系统噪声反映检测器系统噪声随时间变化的曲线。直线随时间变化的曲线。直线3 3 色谱峰高：色谱峰高：基线到峰顶的距离。基线到峰顶的距离。4 4 色谱峰区域宽度色谱峰区域宽度X时间色谱图Y信号2021-11-10312 保留值：以时间表示基本术语死时间tM tM=L/u空气、甲烷空气、甲烷等不被固定相吸附等不被固定相吸附或溶解的或溶解的惰性物质流经柱的时惰性物质流经柱的时间。间。保留时间tR 被测组分从进样开始到柱后出被测组分从进样开始到柱后出现浓度最大值所需的时间。现浓度最大值所需的时间。从进样到检测到信号极大

17、tR等与流速有关,载气流速越大, tR越小调整保留时间tR tR= tR-tM由于溶解或吸附于固定相，比由于溶解或吸附于固定相，比不溶解或不被吸附的组分在色不溶解或不被吸附的组分在色谱中多滞留的时间。谱中多滞留的时间。2021-11-10322 保留值：以体积表示基本术语调整保留体积 VRMR0RVVFtVR保留体积 VR 0RRFtV死体积VM 0MMFtVF0:载气的体积流速VR等与流速无关, 与tR等的区别2021-11-10333 相对保留值：r21基本术语r21 定性依据，仅与组分性质有关R1R2R1R221VVttr2种不同组分调整保留值之比优点：优点：柱温、固定相不变，柱长、柱径

18、、柱温、固定相不变，柱长、柱径、填充情况、载气流速变化，不变。填充情况、载气流速变化，不变。2021-11-10344 区域宽度基本术语标准差(高斯分布) 0.607h处峰宽的一半半峰宽Y1/2 峰高1/2处的峰宽峰底宽Y 自色谱峰两侧的转折点所作切线在自色谱峰两侧的转折点所作切线在基线上的截距基线上的截距 IJ354. 22ln222/1Y4Y2021-11-1035响应信号时 间进样峰空气峰 htR0 .6 0 7 h2Y YhtRtM基线空气峰、组分峰死时间tM保留时间tR 、调整保留时间tR 、相对保留时间r21峰高h 标准差半峰宽Y1/2峰底宽Y流出曲线12021-11-1036色谱

19、图色谱图2021-11-10371. 样品是否是纯化合物；样品是否是纯化合物；2. 色谱柱效和分离情况；色谱柱效和分离情况；3. 提供色谱定性的资料和依据；提供色谱定性的资料和依据；4.色谱图给出的各组分的峰高和峰面色谱图给出的各组分的峰高和峰面积是定量测定的依据。积是定量测定的依据。2021-11-10383.4 色谱柱效能色谱柱效能v试样在色谱柱中的分离过程的基本理论包括试样在色谱柱中的分离过程的基本理论包括两方面：两方面： 1.试样中各组分在两相间的分配情况（热力试样中各组分在两相间的分配情况（热力学因素）；学因素）；各组分在两相的分配系数各组分在两相的分配系数各物质的分子结构、性质（保

20、留值）各物质的分子结构、性质（保留值） 2.各组分在色谱柱中的运动情况（动力学因各组分在色谱柱中的运动情况（动力学因素）素） 各组分在流动相和固定相两相之间的传质阻力。各组分在流动相和固定相两相之间的传质阻力。（半峰宽度）（半峰宽度）2021-11-10394.1 总分离效能指标总分离效能指标一个混合物能否为色谱柱所分离，取决一个混合物能否为色谱柱所分离，取决于固定相与混合物中各组分子间的相互于固定相与混合物中各组分子间的相互作用大小是否有区别，但各种操作条件作用大小是否有区别，但各种操作条件的选择是否合适，对于实现分离的可能的选择是否合适，对于实现分离的可能也有很大影响。也有很大影响。分辨率

21、作为色谱柱的总分离效能指标。分辨率作为色谱柱的总分离效能指标。2021-11-1040两组分怎样才达到完全分离？两组分怎样才达到完全分离？1.色谱峰之距离相差足够大；色谱峰之距离相差足够大；2.峰窄。峰窄。2021-11-1041分辨率（分离度）分辨率（分离度）)(2121)1()2(YYttRRR2021-11-1042vR越大，相邻两组分分离得越好；保越大，相邻两组分分离得越好；保留值的差别，主要决定于固定液的热留值的差别，主要决定于固定液的热力学性质，宽窄反映了色谱过程的动力学性质，宽窄反映了色谱过程的动力学性质。力学性质。2021-11-1043分辨率（分离度）分辨率（分离度）R2R1

22、12()/ 2ttRYYR = 0.75 不完全分离不完全分离R = 1.0峰峰A中含有中含有4%的的 BRs = 1.5 分离程度可达分离程度可达99.7%；基本完全分离基本完全分离（相邻峰完全分开的标志）。（相邻峰完全分开的标志）。保留时间之差底峰宽的均值2021-11-10444.2 载气及其流速的选择载气及其流速的选择根据色谱速率理论方程，对一定的色谱柱和试样，根据色谱速率理论方程，对一定的色谱柱和试样，有一个最佳的载气流速，此时柱效最高。有一个最佳的载气流速，此时柱效最高。2021-11-1045在实际工作中，为了缩短分析时间，往往使流速在实际工作中，为了缩短分析时间，往往使流速稍高

23、于最佳流速。稍高于最佳流速。当流速较小时，分子扩散项成为色谱峰扩张的主当流速较小时，分子扩散项成为色谱峰扩张的主要因素，应采用分子量较大的载气；要因素，应采用分子量较大的载气；当流速较大时，传质项成为控制因素，宜采用低当流速较大时，传质项成为控制因素，宜采用低分子量的载气，此时组分在载气中有较大的扩散分子量的载气，此时组分在载气中有较大的扩散系数，可减少气相传质阻力，提高柱效。系数，可减少气相传质阻力，提高柱效。对于填充柱，对于填充柱，N2的最佳实用线速为的最佳实用线速为10-12cm/s,流流速为速为40-60ml/min;H2的最佳实用线速为的最佳实用线速为15-20cm/s,流速为流速为

24、60-90ml/min;2021-11-10464.3 柱温的选择柱温的选择柱温是一个重要的操作参数，直接影响分离效能和分析速度。柱温选择的原则：根据样品和固定液所允许的温度范围来选择。1.柱温不能高于固定液的最高使用范围；2.柱温高不利于分离；3.柱温太低，扩散速率减小，分配不能迅速达到平衡，峰形变宽，柱效下降。在使最难分离的组分有尽可能好的分离的前提下，尽可能采取较低的柱温，但以保留时间适宜，峰形不拖尾为度。2021-11-1047沸点范围较宽的试样，宜采用程序升温。沸点范围较宽的试样，宜采用程序升温。2021-11-10482021-11-10492021-11-10501. 线性升温线

25、性升温-恒温恒温 2. 恒温恒温-线性升温线性升温3. 恒温恒温-线性升温线性升温-恒温恒温 4. 多种速率升温多种速率升温2021-11-1051固定相对于组分的分离起着固定相对于组分的分离起着关键性关键性作用。作用。气气-固色谱的固定相固色谱的固定相: 1.具有吸附活性的多孔固体（吸附剂）具有吸附活性的多孔固体（吸附剂） 2.具有特殊吸附活性的分子筛具有特殊吸附活性的分子筛 3.高分子多孔聚合物高分子多孔聚合物4.4 固定相及其选择固定相及其选择2021-11-1052气气-液色谱固定液色谱固定相相 由固定液由固定液+担体组成；担体组成； 在担体小颗粒表面涂渍上一薄层固定液在担体小颗粒表面

26、涂渍上一薄层固定液2021-11-1053填充柱的固定相1担体(如硅藻土)固定液325%高沸点有机化合物具有化学惰性多孔性固体承载固定液热稳定化学稳定+2021-11-1054(1)固定液固定液 固定液在常温下不一定为液体，但在使用温度固定液在常温下不一定为液体，但在使用温度下下一定一定呈液体状态，固定液种类繁多，一般为高沸呈液体状态，固定液种类繁多，一般为高沸点难挥发的有机化合物。点难挥发的有机化合物。固定液固定液分类分类a. 按化学结构和官能团分：按化学结构和官能团分：烃类、醇和聚醇、酯和聚酯、聚硅氧烷、腈类等。烃类、醇和聚醇、酯和聚酯、聚硅氧烷、腈类等。b. 按照固定液相对极性分：按照固

27、定液相对极性分： 非极性、弱极性、中等极性、强极性非极性、弱极性、中等极性、强极性2021-11-10552021-11-1056对固定液的要求对固定液的要求： 挥发性小挥发性小，在操作温度下有较低蒸气压，在操作温度下有较低蒸气压，以免流失。以免流失。 热稳定性好热稳定性好，在操作温度下不发生分解。，在操作温度下不发生分解。在操作温度下呈液体状态。在操作温度下呈液体状态。 对试样各组分有适当的溶解能力对试样各组分有适当的溶解能力，否则，否则易被载气带走而起不到分配作用。易被载气带走而起不到分配作用。 具有高的选择性具有高的选择性，即对沸点相同或相近，即对沸点相同或相近的不同物质有尽可能高的分离

28、能力。的不同物质有尽可能高的分离能力。 化学稳定性好化学稳定性好，不与被测物质起化学反，不与被测物质起化学反应。应。2021-11-1057(2) 担体担体对担体的基本要求：对担体的基本要求： 载体表面孔径分布均匀，比表面积大；载体表面孔径分布均匀，比表面积大； 载体表面呈现化学、物理惰性；载体表面呈现化学、物理惰性； 热稳定性好热稳定性好,有一定的机械强度，不易破有一定的机械强度，不易破碎；碎； 粒度均匀。粒度均匀。40-60，60-80，80-100目目担体分类：担体分类： 按化学成分分为：硅藻土载体、非按化学成分分为：硅藻土载体、非硅藻土载体两大类硅藻土载体两大类。2021-11-105

29、8选择担体的大致原则为：选择担体的大致原则为：当固定液含量大于当固定液含量大于5时，可选用硅藻土时，可选用硅藻土型型(白色或红色白色或红色)担体；担体；当固定液含量小于当固定液含量小于5%时，应选用处理过时，应选用处理过的担体；的担体；对于高沸点组分，可选用玻璃微球担体；对于高沸点组分，可选用玻璃微球担体；对于强腐蚀性组分，可选用氟担体。对于强腐蚀性组分，可选用氟担体。 2021-11-1059(3) 固定液的选择固定液的选择首先选择合适使用温度范围的固定液首先选择合适使用温度范围的固定液;一般根据一般根据“结构相似结构相似”和和“相似相溶相似相溶”的原的原则，即选择固定液要与被分离组分结构相

30、似。则，即选择固定液要与被分离组分结构相似。其次是其次是“极性极性”2021-11-1060分离非极性物质：非极性固定液分离非极性物质：非极性固定液-沸点；沸点；分离极性物质：极性固定液分离极性物质：极性固定液-极性；极性；极性、非极性混合物：极性固定液极性、非极性混合物：极性固定液-非极非极性先、极性后；性先、极性后；形成氢键物质：极性或氢键型形成氢键物质：极性或氢键型-形成氢键形成氢键能力大小；能力大小；复杂难分离物质：混合固定液；复杂难分离物质：混合固定液；实际试样中组分往往比较复杂，实验选择。实际试样中组分往往比较复杂，实验选择。2021-11-1061(4) 色谱柱的制备色谱柱的制备

31、三个步骤三个步骤:固定液涂渍固定液涂渍色谱柱填充色谱柱填充色谱柱老化色谱柱老化2021-11-10624.5 其它操作条件的选择其它操作条件的选择1.柱长和柱内径的选择柱长和柱内径的选择:填充柱柱长填充柱柱长1-5m,柱内径柱内径36mm2.进样时间和进样量：小于进样时间和进样量：小于1秒秒 液体：液体：0.15 l，气体：，气体：0.110ml最大允许的进样量：应控制在峰面积（最大允许的进样量：应控制在峰面积（峰高）与进样量呈线性关系的范围内峰高）与进样量呈线性关系的范围内2021-11-10633.气化温度：气化温度： 使液体试样迅速气化。在保证试样使液体试样迅速气化。在保证试样不分解的情

32、况下，适当提高气化温度，不分解的情况下，适当提高气化温度，有利于分离和定量，一般比 柱 温 高有利于分离和定量，一般比 柱 温 高3070。2021-11-1064 作用作用：将色谱柱分离后的各组分按其特性及：将色谱柱分离后的各组分按其特性及含量转化为相应的电信号。检测器性能的好坏直含量转化为相应的电信号。检测器性能的好坏直接影响色谱分析的定性定量结果。接影响色谱分析的定性定量结果。根据检测原理不同分为：根据检测原理不同分为：浓度型检测器：浓度型检测器：测量载气中某组分测量载气中某组分浓度浓度瞬间变化。瞬间变化。 TCD、ECD质量型检测器：质量型检测器：测量载气中某组分测量载气中某组分进入检

33、测器的进入检测器的速度速度变化。变化。FID、FPD 2021-11-1065概述一个理想的检测器- 灵敏度高- 稳定性和重现性好- 对样品无损检测- 通用性好，对所有样品都有响应- 线性响应范围宽however2021-11-1066对检测器的要求：响应快、灵敏度高、对检测器的要求：响应快、灵敏度高、稳定性好、线性范围宽。稳定性好、线性范围宽。1. 灵敏度灵敏度S：单位量的物质单位量的物质通过检测器所通过检测器所给出的信号值。给出的信号值。（QR作图，作图，直线）直线）S= R/ Q 2021-11-1067浓度型检测器：浓度型检测器：WAFccSCSRCRCC021进样量与峰面积成正比（定

34、量基础）；进样量与峰面积成正比（定量基础）；进样量一定，峰面积与流速成反比进样量一定，峰面积与流速成反比 定定量分析保持载气流速恒定。量分析保持载气流速恒定。2021-11-1068进样量与峰面积成正比（定量基础）；进样量与峰面积成正比（定量基础）；进样量一定，峰面积与流速无关。进样量一定，峰面积与流速无关。质量型检测器：质量型检测器：WAccSdtdWSRdtdWRmm21602021-11-10692.检测限检测限D（敏感度）（敏感度） 检测器恰能产生和噪声相鉴别的讯检测器恰能产生和噪声相鉴别的讯号时，在单位体积或时间需向检测器进号时，在单位体积或时间需向检测器进入的物质量入的物质量(g)

35、。通常认为恰能鉴别的响。通常认为恰能鉴别的响应讯号至少应等于检测器噪声的两倍。应讯号至少应等于检测器噪声的两倍。检测限2021-11-1070式中式中N为检测器的噪声，指基线在短时间内为检测器的噪声，指基线在短时间内左右偏差的毫伏数，左右偏差的毫伏数，S为检测器的灵敏度。为检测器的灵敏度。D值越小，仪器越敏感。值越小，仪器越敏感。SND2检测限以检测限以D表示：表示：2021-11-10713. 最小检测量最小检测量Q0 检测器响应值为检测器响应值为2倍噪声水平时的试样浓倍噪声水平时的试样浓度（或质量），被定义为度（或质量），被定义为最低检测限最低检测限（或（或最小检测量最小检测量）。）。DY

36、QDFYQ2/1002/10065. 1065. 1质量型检测器：浓度型检测器： Q0 与检测器的检测限成正比，但与检测限不同，与检测器的检测限成正比，但与检测限不同，Q0不仅与检测器的性能有关，还与柱效率及操作不仅与检测器的性能有关，还与柱效率及操作条件有关。半峰宽越小，条件有关。半峰宽越小， Q0越小。越小。2021-11-10724. 线性范围线性范围 试样量与讯号之间保持线性关系的范围，试样量与讯号之间保持线性关系的范围，用最大进样量与最小检测量的比值来表示，用最大进样量与最小检测量的比值来表示，这个范围越大，越有利于准确定量这个范围越大，越有利于准确定量。0QQL2021-11-10

37、73特点：结构简单，灵敏度适宜，稳定性特点：结构简单，灵敏度适宜，稳定性较好，对所有的物质都有响应。较好，对所有的物质都有响应。最广泛、最成熟。最广泛、最成熟。5.2 热导池检测器热导池检测器2021-11-1074池体和热敏元件组成，分为双臂、四臂热导池池体和热敏元件组成，分为双臂、四臂热导池2021-11-1075基于不同物质具有不同的导热系数基于不同物质具有不同的导热系数 气气相相色色谱谱仪仪中中的的桥桥路路2021-11-1076TCD工作原理:电桥记录仪ER1R参R测R2气体热导系数之差色谱峰面积参比池仅通过载气测量池通过组分2021-11-1077TCD桥流大灵敏度高钨丝温度提高，

38、温差加大， 100-200mA基线不稳, 缩短使用寿命池体温度低灵敏度高低有利于传热不低于柱温，防止冷凝热敏元件电阻温度系数(铼-钨合金)大于钨丝2021-11-1078影响因素载气：载气与试样的导热系数相差越大，S越高； H2热导系数最大组分热导系数小小于8.010-5cal/cm.CSH2HeN2ArH2:41.6, He:34.8, N2:5.8, Ar:4.0提高灵敏度用H22021-11-1079特点：特点：对大多数有机化合物有很高的灵敏度，对大多数有机化合物有很高的灵敏度，一般比一般比TCDTCD高几个数量级，选择性也更高。高几个数量级，选择性也更高。含碳物质氢火焰中离子化，外电场

39、作用含碳物质氢火焰中离子化，外电场作用形成电流形成电流, , 与待测物质量正比。与待测物质量正比。 检测含碳化合物更通用。检测含碳化合物更通用。结构简单、灵敏度高、响应快、稳定性结构简单、灵敏度高、响应快、稳定性好。好。5.3 氢火焰离子化检测器氢火焰离子化检测器2021-11-1080离子室：不锈钢制成2021-11-1081C6H6裂 解6CH3O2+6CH+ 6e6CHO+6CHO+6H2O6CO +6H3O+2021-11-1082气体流量-载气、H2、空气 载气：N2，分离效能H2：与载气流量之比 1:1-1.5空气：氢气与空气之比 1:10极化电压：100-300V使用温度：80-200灵敏度几乎相同。2021-11-10836.6.定性定量方法定性定量方法 定性，即确定每个色谱峰代表什么物质。定性，即确定每个色谱峰代表什么物质。 定量，即测定出已知组分的含量。定量，即测定出已知组分的含量。 2021-11-1084色谱定性分析通常采用两大类方法：色谱定性分析通常采用两大类方法： 1. 1. 色谱方法定性色谱方法定性 2. 2. 与其它分析仪器联用定性与其它分析仪器联用定性2021-11-1085色谱自身定性保留值1.与已知化合物对照定性；与已知化合物对照定性；2.相对保留值相对保留值r12作为定性参数；作为定性参数；3.利