气相色谱检测器

关于气相色谱检测器第1页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五检测器的分类：1.按照对组分的选择性分：通用型：热导检测器选择性型：电子捕获检测器火焰光度检测器第2页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五2.根据检测器的输出信号与组分含量的关系分：浓度型检测器

质量型检测器浓度型检测器：测量载气中组分浓度的瞬间变化，检测器的响应值与组分在载气中的浓度成正比，与单位时间内进入检测器的质量无关。如：

热导检测器和电子捕获检测器第3页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五检测器质量型检测器：测量载气中组分进入检测器的质量流速变化，即检测器的响应值与单位时间内进入检测器某组分的质量成正比。如氢焰离子化检测器，火焰光度检测器第4页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五

在气相色谱中，对检测器的要求主要有4方面：灵敏度高；稳定性好，噪音低；线性范围宽；死体积小，响应快。检测器性能指标：1.灵敏度2.噪音和漂移3.检测限一、检测器的性能指标第5页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五定义：灵敏度又称响应值，指单位物质的含量(质量或浓度)通过检测器时所产生的响应信号变化率。浓度型检测器灵敏度(Sc)：1ml载气携带1mg的某组分通过检测器时产生的电压，单位为mV·ml/mg灵敏度(sensitivity)第6页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五质量型检测器灵敏度(Sm):每秒钟有1g的某组分被载气携带通过检测器，所产生的电压或电流值，单位mV·s/g或A·s/g第7页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五

噪音和漂移1.噪音(noise,N)定义：

无样品通过检测器时，由仪器本身和工作条件等的偶然因素引起的基线起伏。第8页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五分类：短时噪音：指记录笔的快速小振幅抖动长时噪音：指在以分钟计的周期内的基线波动。噪音的表示和单位噪音的大小用测量基线波动的峰对峰的最大宽度来衡量。单位：mV,A第9页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五2.漂移(drift;d)指基线在单位时间内单方向缓慢变化的幅值。单位：mV/h第10页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五

检测限(detectability,D)定义：某组分的峰高恰为噪音峰高的两倍(2N)时,单位时间内载气引入检测器中该组分的质量（g/s）或单位体积载气中所含该组分的量(mg/ml)。第11页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五浓度型检测器，检出限Dc=2N/Sc

Dc的物理意义：每毫升载气中含有恰好能产生二倍于噪声信号的溶质毫克数。质量型检测器，检出限Dm=2N/SmDm的物理意义：每秒恰好能产生二倍于噪声的信号（2N）通过的溶质克数。第12页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五无论哪种检测器，检出限都与灵敏度成反比，与噪声成正比。检出限不仅决定于灵敏度，而且受限于噪声，所以它是衡量检测器性能的综合指标第13页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五最小检测量(最小检测浓度)

最小检测量或最小检测浓度：恰能产生二倍噪音或三倍噪音信号时的进样量或进样浓度。最小检测量和检测限是两个不同的概念。检测限只用来衡量检测器的性能；而最小检测量不仅与检测器性能有关，还与色谱柱效及操作条件有关第14页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五

表常用检测器的性能检测器检测对象噪音检测限线性适用载气TCD通用0.01mV10-5mg/ml104H2、HeFID含CH化合物10-4A10-10mg/s107N2ECD含电负性基团8×10-12A5×10-11mg/ml5×104N2TID含P,N化合物10-12mg/s105N2、ArFPD含S,P化合物3×10-10mg/ml105N2、He第15页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五二、热导检测器(thermalconductivitydetector,TCD)定义：利用被测组分与载气的热导率的差别来检测组分的浓度变化。优点：结构简单测定范围广(无机物，有机物)样品不被破坏缺点：灵敏度低（10-6—10-10g/s）噪音大第16页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五、热导检测器——TCD测定原理：利用被测组分与载气的热导系数不同而导致热敏元件温度变化，从而使热敏元件阻值变化，使惠斯顿电桥输出信号变化，信号的变化与被测物浓度成正比。第17页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五不通组分，电桥平衡，IG=0，R1/R2=R3/R4。有组分通过，IG≠0R1/R2≠R3/R4。第18页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五热导检测器——TCD适用于所有物质的通用型浓度型检测器，在进样量一定时，峰面积与载气流速成反比，峰高与载气流速无关。用峰面积定量时，需保持流速恒定。载气与样品的热导率相差越大，灵敏度越高常用载气的热导率与有机化合物的差值大小顺序为H2HeN2。因此在使用热导池检测器时，为了提高灵敏度，一般选用H2为载气。第19页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五热导检测器——TCD不通载气不能加桥电流，否则热导池中的热敏元件易烧坏。增加桥流可提高灵敏度，桥流增加，金属易氧化，噪音也会变大，所以在灵敏度够用的情况下，尽量采取低桥流。第20页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五三、氢焰离子化检测器(hydrogenflameionizationdetector,FID)定义：利用有机物在氢焰的作用下，化学电离而形成离子流，借测定离子流强度进行检测。优点：缺点：灵敏度高(10-12g/s)检测时样品被破坏噪音小只能测定含碳化合物死体积小第21页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五氢焰离子化检测器——FIDFID工作原理：含碳的有机化合物在氢火焰中燃烧时，产生化学电离，发生下列反应：

CH+OCHO++eCHO++H2OH3O++CO

反应产生的正离子在电场的作用下被收集到负电极上，产生微弱的电流，经放大后产生色谱信号。第22页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五氢焰离子化检测器——FID有机物的通用型质量型检测器，是目前最常用的检测器，峰高取决于单位时间引入检测器中组分的质量，在进样量一定时，峰高与载气流速成正比，用峰高定量时，需保持载气流速恒定。用峰面积定量，与载气流速无关。灵敏度高（小于10-12

），对碳有很高的灵敏度；对在氢火焰中不电离的无机化合物如NH3等不能检测。第23页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五氢焰离子化检测器——FID载气为氮气，燃气为氢气，助燃气为空气。氮气：氢气：空气=1：1～1.5：10，检测器的温度应大于120℃第24页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五四、电子捕获检测器(electroncapturedetector,ECD)定义：只对含有卤素、硫、氮等电负性强的化合物有响应的检测器。特点：高选择性(痕量电负性有机物)高灵敏度(10-14g/cm3)第25页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五电子捕获检测器——ECD结构和工作原理：检测器是一个有放射源63Ni或氚(3H)的离子化检测器，当载气通过检测器，受放射源射出的射线的激发与电离，产生一定数量的电子和正离子，

N2N2++e第26页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五电子捕获检测器——ECD基流：生成的正离子和电子在电场作用下分别向两极运动形成恒定的电流。电负性强的被测组分进入检测器就会捕获电子，

AB+e-AB-+EAB-和N2+生成中性化合物，被带出检测室。使检测室的基流减小，减小的程度与载气的浓度成正比,产生负信号，形成倒峰。组分浓度越高，倒峰越大。第27页，共29页，2022年，5月20日，4点36分，星期五电子捕获检测器——