小中大对气体纯度选择的一般原则
1. 从分析角度讲,微量分析比常量分析要求高,也就是说,气体中的杂质含量必须低于被分析组分的含量,如果用TCD分析10ppm的CO,则载气中的杂质总含量不得超过10ppm,因为99.999%纯度的气体则含0.001%的杂质,相当于10ppm所以对于10ppm的痕量分析,载气的纯度应高于99.999%;对于FID使用气体,碳氢化合物含量必须很低,载气中的大量氧杂质只要不对色谱柱造成影响,就不影响FID的性能,而操作ECD,载气中的氧气和水的含量必须很低等.
2. 毛细管柱分析比填充柱分析要求高;
3. 程序升温分析比恒定温度分析要求高;
4. 浓度型检测器比质量型检测器要求高;
5. 配有甲烷装置的FID比单FID操作的对载气中的微量CO,CO2要求要高的多.
6. 从仪器寿命和保持仪器的高灵敏度讲,中高档仪器比低当仪器要求高。
操作不同检测器推荐使用的气体纯度
我们推荐气体纯度的技术要求,通常用于常规分析,对于特殊高灵敏度的痕量分析应采用高一级纯度的气体,如果不在意色谱柱和仪器的使用寿命,或分析样品组分浓度很高时,也可以不使用过高纯度的气体,由于各个制气厂设置不同,其杂质含量将有所不同;为满足不同的使用要求,选用不同厂家不同纯度的气源后,可以通过气体净化处理满足分析要求,对于不同杂质的气体采用何种净化方法和装置有机会在加以讨论.
综上所述,新气相色谱仪接入气源时一定要做到心中有数,决不能随意接入,否则会造成ECD,甲烷化装置等的损坏,信噪比减小的无法使用,下表给出了用于常规分析时,推荐使用的气体纯度
气象色谱时,气体纯度的选择:
1.从分析角度讲,微量分析比常量分析要求高,也就是说,气体中的杂质含量必须低于被分析组分的含量,如果用TCD分析10ppm的CO,则载气中的杂质总含量不得超过10ppm,因为99.999%纯度的气体则含0.001%的杂质,相当于10ppm所以对于10ppm的痕量分析,载气的纯度应高于99.999%;对于FID使用气体,碳氢化合物含量必须很低,载气中的大量氧杂质只要不对色谱柱造成影响,就不影响FID的性能,而操作ECD,载气中的氧气和水的含量必须很低等.
2. 毛细管柱分析比填充柱分析要求高;
3. 程序升温分析比恒定温度分析要求高;
4. 浓度型检测器比质量型检测器要求高;
5. 配有甲烷装置的FID比单FID操作的对载气中的微量CO,CO2要求要高的多.
6. 从仪器寿命和保持仪器的高灵敏度讲,中高档仪器比低当仪器要求高。
气相色谱柱长,口径的选择:
1.柱长的选择:
由于分辨率与柱长的平方根成正比。柱子长,则提高分辨率。
15m的短柱用于快速分离较简单的样品,也适于 快速成分扫描分析;
30m的色谱柱是最常用的柱长,大多数分析在此长度的柱子上完成;
50m、60m或更长的色谱柱用于分离比较复杂的样品。
2.口径的选择:
柱径直接影响柱子的效率、保留特性和样品容量。小口径柱比大口径柱有更高柱效,但柱容量更小。
0.25mm:具有较高的柱效,柱容量较低。分离复杂样品较好。
0.32mm:柱效稍低于0.25mm的色谱柱,但柱容量约高60%。
0.53mm:具有类似于填充柱的柱容量,可用于分流进样,也可用于不分流进样,当柱容量是主要考虑因素时(如痕量分析),选择大口径毛细管柱较为合适。 专家认为,对于普通用户,可选30米或50米长的毛细管,口径选0.32mm较为便利。
相色谱分离操作时载气种类及流速的选择
1.对于确定的色谱柱和试样,有一个最佳的载气流速,此时柱效最高,根据公式:H = A+B/U+C
用在不同流速下测得的塔板高度H对流速u作图,得H-u曲线图。在曲线的最低点,塔板高度H最小(H最小)。此时柱效最高。
2.对于填充柱,N2的最佳实用线速为10~12cm/s;H2为15~20cm/s。通常载气的流速习惯上用柱前的体积流速(mL/s)来表示,用转子流量计测量;也可通过皂膜流量计在柱后进行测定。若色谱柱内径为3mm,N2的流速一般为40~60L/min,H2的流速为60-90mL/min。
气相色谱分离操作条件的选择
气相色谱条件主要受载气种类、流速、柱温、汽化温度、柱长、柱内径、进样时间和进样量等因素影响。
根据范第姆特方程,流速是影响塔板高度的重要因素,通常选择稍高于最佳流速的载气流速;载气流速大时,应选择相对分子量小,扩散系数大的H2,Ne等作载气,反之选择相对分子量大,扩散系数小的N2,Ar等作载气;
提高柱温可以提高传质速率,提高柱效,但柱温过高又会使组分间分离度减小。采用较低的柱温,减少固定相的用量和适当增加载气的流速,可在短时间内获得良好的分离效果;
汽化温度应以能使试样迅速汽化而不产生分解为准,通常比柱温高20-70℃,柱温应比试样中各组分的平均沸点低20-30℃, 对于沸点范围较宽的试样,宜采用程序升温;
增加柱长会提高分离度,但分析时间增长,因此,一般在满足一定分离度的条件下尽可能用短柱子;
进样应在1秒以内完成,以减小峰变宽;
最大允许的进样量应该控制在使峰面积或峰高与进样量呈线性关系的范围内。
气相色谱分离操作时柱温的选择
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。首先要考虑到每种固定液都有一定的使用温度。柱温不能高于固定液的最高使用温度,否则固定液挥发流失。
柱温对组分分离的影响较大,(1)提高柱温使各组分的挥发靠拢,不利于分离, 所以,从分离的角度考虑,宜采用较低的柱温。(2)柱温太低,被测组分在两相中的扩散速率大为减少,分配不能迅速达到平衡,峰形变宽,柱效也会下降,并会延长分析时间。
柱温的选择原则是:应使难分离的两组分达到预期的分离效果,峰形正常的前提下,尽可能采用较高的柱温。一般柱温应比试样中各组分的平均沸点低20~30℃,具体的选择可通过试验决定。