认识和选择气相色谱检测器

认识和选择气相色谱检测器主讲教师：中山职业技术学院赵冬梅气相色谱分析技术

一、检测器的分类1.浓度型检测器：响应信号正比于物质在流动相中的浓度。

热导池检测器、电子捕获检测器2.质量型检测器：响应信号正比于单位时间内通过检测器物质的质量。

氢火焰离子化检测器、火焰光度检测器

二、检测器的性能指标1.灵敏度(响应值、应答值)一定量组分通过检测器时所给出信号的大小。2.敏感度(检测限)

检测器恰好产生能够检测的电信号时，在单位时间或单位体积内进入检测器的组分的数量。

最小检测量：检测器产生的电信号是噪声的3倍时，单位时间或单位体积内进入检测器的组分的数量。3.响应时间

从进样开始至到达记录仪最终指示的90%处所需要的时间。4.线性范围响应信号与待测组分浓度或质量成直线关系的范围。()1.根据响应特点的不同，气相色谱检测器可分为浓度型和质量型两大类。

()2.热导池检测器属于质量型检测器。×()3.检测器的主要性能指标有：灵敏度、敏感度、响应时间和线性范围。

()4.组分通过检测器时所给出信号的大小称为检测器的灵敏度。×()5.检测器恰好能够检测到电信号时，在单位时间和单位体积内进入检测器的组分数量称为检测器的灵敏度。×()6.响应时间是指从进样开始至到达记录仪最终指示的90%处所需要的时间。

()7.线性范围是指响应信号与待测组分浓度或质量成直线关系的范围。

()8.常用于表示气相色谱检测器检测限的方式是

A.噪声与灵敏度的比值

B.最小检测量或最小检测浓度

C.噪声与灵敏度的比值的两倍

D.最小进样量或最小进样浓度BD

三、热导池检测器(TCD)工作原理：基于不同气体具有不同的热导率(导热系数)。热导池由池体和热敏元件构成，有双臂热导池和四臂热导池两种。影响热导池检测器灵敏度的因素主要有：桥路电流、载气性质、池体温度和热敏元件材料及性质。分析边柱出口参考边柱出口A|一B|BC|CD|D到数据处理器直流电压加在A和B之间，当载气流量固定时,每根电热丝保持一固定的温度，C和D之间有一个固定的电压。化合物从分析边的柱出口流出。→电热丝的温度温度上升（假设化合物的导热系数比载气小)阻值变化

。→

C和

D之间的电压发生变化TCD(热导检测器)影响TCD灵敏度的因素：1）桥电流i：i增加——热敏元件温度增加——元件与池体间温差增加——气体热传导增加——灵敏度增加。但i过大，热敏元件寿命下降。电流通常选择在100~200mA之间(N2作载气，100~150mA；H2作载气，150~200mA)。2）池体温度：池体温度低，与热敏元件间温差大，灵敏度提高。但温度过低，可使试样凝结于检测器中。通常池体温度应高于柱温。3）载气种类：载气与试样的热导系数相差越大，则灵敏度越高。通常选择热导系数大的H2和He作载气。用Ar作载气，热导系数较大的试样(如甲烷)可出现倒峰。4）热敏元件阻值：阻值高、电阻温度系数

大（随温度改变，阻值改变大，或者说热敏性好）的热敏元件，其灵敏度高。

综述：较大的桥电流、较低的池体温度、低分子量的载气以及具有大的电阻温度系数的热敏元件可获得较高的灵敏度。1）增大桥路电流，可提高检测器的灵敏度。2）选择H2作载气，检测器的灵敏度高。()1.热导池是由池体和热敏元件组成的，分为双臂热导池和四臂热导池两种。

()2.使用热导池时常选用N2作载气。×()3.影响热导池检测灵敏度的因素主要有：桥路电流、载气性质、池体温度和热敏元件材料及性质。

()4.为了保护热丝，在使用热导池检测器时必须在有载气通过热导池的情况下，才能对桥电路供电。在关闭气相色谱仪时，一定要先关载气，后停电。×()5.对一台日常使用的气相色谱仪，我们在实际操作中为提高热导池检测器的灵敏度，主要采取的措施是

A.改变热导池的热丝电阻

B.改变载气的类型

C.改变桥路电流

D.改变热导池的结构AC

四、氢火焰离子化检测器(FID)氢焰检测器对大多数有机化合物有很高的灵敏度，灵敏度比热导池检测器高102~104倍。载气：氮气燃气：氢气助燃气：空气最佳流量比，氮气:氢气:空气=1:1:10FID(火焰离子化检测器／氢火焰检测器)空气氢气（+补充气（尾吹气））柱出口石英喷嘴氢火焰收集极高电极几个ppm的有机化合物在氢火焰燃烧变成下列的离子。CHCHO++e-氧化(O)当离子被收集极收集时产生了电流到数据处理器CNNO++CO+e-氧化2(O)以苯为例：

C6H6---CH·自由基

CH·+O---CHO++eCHO++H2O---H3O++CO在电场作用下，正离子和电子被收集到两极，产生电流。工作过程：来自色谱柱的有机物与H2-Air混合并燃烧，产生电子和离子碎片，这些带电粒子在火焰和收集极间的电场作用下（几百伏）形成电流，经放大后测量电流信号（10-12A）。FID(火焰离子化检测器)

对大多数的有机化合物（含碳）有响应

<特例>羰基或羧基中的碳是没有响应的

(C=O).(CO,CO2,HCHO,HCOOH,等)

主要应用于有机化合物。HCHO(甲醛)无响应CH3CHO(乙醛)有响应H-C-HOCH3-C-HO影响FID灵敏度的因素：1）载气和氢气流速：2）空气流速：流速越大。灵敏度越大，到一定值时，空气流速对灵敏度影响不大。一般地，H2:Air=1:10。3）极化电压：在50V以下时，电压越高，灵敏度越高。但在50V以上，则灵敏度增加不明显。通常选择

100～

300V的极化电压。4）操作温度：比柱的最高允许使用温度低约50oC(防止固定液流失及基线漂移)FID特点：1）灵敏度高(～10-13g/s)；2）线性范围宽(～107数量级)；3）噪声低；4）耐用且易于使用；5）为质量型检测器，色谱峰高取决于单位时间内引入检测器中组分的质量。在样品量一定时，峰高与载气流速成正比。因此在用峰高定量时，应控制流速恒定！6）对无机物、永久性气体和水基本无响应，因此FID特别适于水中和大气中痕量有机物分析或受水、N和S的氧化物污染的有机物分析。7）对含羰基、羟基、卤代基和胺基的有机物灵敏度很低或根本无响应。8）样品受到破坏。FID的使用维护()1.氢火焰离子化检测器是一种质量型检测器。

()2.氢火焰离子化检测器灵敏度比热导池检测器高102~104倍。

()3.氢火焰离子化检测器特别适宜测定痕量无机物，而对有机物不产生信号。×()4.氢焰检测器一般使用氮气为载气、氢气为燃气、空气为助燃气。

()5.使用氢焰检测器时，载气、燃气、助燃气的流量比一般为1:1:10。

()6.气液色谱中，火焰离子化检测器优于热导检测器的原因是

A.用较短的柱能完成同样的分离

B.更灵敏

C.可检出更多的有机化合物

D.装置简单B五、电子捕获检测器六、火焰光度检测器选择性检测器具有电负性的物质，如含有卤素、硫、磷等。3.电子捕获检测器(ECD)ECD主要对含有较大电负性原子的化合物响应。它特别适合于环境样品中卤代农药和多氯联苯等微量污染物的分析。4.火焰光度检测器（FPD）

FPD是对含S、P化合物具有高选择性和高灵敏度的检测器。因此，也称硫磷检测器。主要用于SO2、H2S、石油精馏物的含硫量、有机硫、有机磷的农药残留物分析等。5.氮磷检测器（NPD）氮磷检测器也叫热离子检测器（TID）。NPD的结构与FID类似，只是在H2-Air焰中燃烧的低温热气再被一硅酸铷电热头加热至600~800℃，从而使含有N或P的化合物产生更多的离子。产生离子的机理目前仍不清楚。NPD的特点：1）对含N、P化合物的具有选择性：对P的响应是对N的响应的10倍，是对C原子的104-106倍。2）灵敏度高：与FID对P、N的检测灵敏度相比，NPD分别是FID的500倍(对P)；50倍(对N)。()2.气相色谱分析中，载气种类的选择主要取决于

A.检测器的种类B.被测物质的状态

C.被测物的种类