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气相色谱法分析中的进样器和汽化室


实验室k / 2019-04-02

       (1)进样器    用气相色谱法分析气体、可挥发的液体和固体时,进入分析系统的样品用量的多少、进样时间的长短、进样量的准确度和重复性等都对气相色谱的定性、定量工作有很大影响。进样量过大、进样时间过长,都会使色谱峰变宽甚至变形。通常要求进样量要适当,进样速度要快,进样方式要简便、易行。

       a.气体样品进样

       ① 注射器进样:对气体样品常使用医用注射器(一般用0.25、1、2、5毫升等规格)进样,此法优点是使用灵活方便,缺点是进样量的重复性差(一般相对误差为2~5%)。

       ② 气体定量管进样:常用六通阀连接定量管进样,常用的六通有两种。

       一种是平面六通阀,如图15-10所示。它是目前气体定量阅中比较理想的阀件,使用温度较高、寿命长、耐腐蚀、死体积小、气密性好,可在低压下使用;缺点是阀面加工精度高,转动时驱动力较大。


       平面六通阀由座和阀盖(阀瓣)两部分组成,阀盖和阀座由弹簧压紧,以保证气密性。阀座上有六个孔,阀盖内加工有三个通道,在固定位置下阀盖内的通道将阀座上的孔两个两个地全部联通,这些孔和阀座上的接头相通,再外接管路,当转动阀盖时,就可达到气路切换的目的。

       当阀盖在位置Ⅰ时,可使气样进入定量管,即为取样位置。当阀盖转动60°达位置Ⅱ时,载气就将定量管中的样品带入色谱柱,即为进样位置。

       定量管可根据需要选用0.5、1、3、5毫升数种。SP-2304型,SP-2305型气相色谱仪就使用这种平面六通阀。

       另一种是拉杆六通阀如图15-11所示。


       拉杆六通阀由阀体和阀杆两部分组成。阀体为一圆柱筒,体上有六个孔。阀杆是一根金属棒,上有六道间隔不同的半圆槽并有相应的耐油橡胶密封圈,与阀体密封。阀杆有两个动作,推进时可完成取样操作;拉出(6毫米)时就完成进样操作。

       100型、102型气相色谱仪就使用这种拉杆六通阀。这种六通阀和用相同原理加工成的八通、十通、十二通阀,也常用在工业色谱仪上以完成多流路、多柱、反冲等流程操作。

       b.液体样品进样

       液体样品多采用微量注射器进样,常用的微量注射器有1、10、50,100微升等规格。

       液体进样后,为使其瞬间汽化,必须正确选择汽化温度。一旦样品汽化不良就使色谱峰前沿平坦,后沿陡峭,成“伸舌头”形,此时色谱峰也相应变宽。

       微量注射器如图15-12所示。


       c.固体样品进样

       固体样品通常用溶剂溶解后,用微量注射器进样。

       对高分子化合物进行裂解色谱分析时,常将少量高聚物放入专门的裂解炉中,经过电加热,高聚物分解、汽化,即可用载气将分解产物带入色谱柱进行分析。为使高聚物裂解还可使用高频加热、激光、电弧等途径。

       (2)汽化室    汽化室的作用,是将液体样品瞬间汽化为蒸汽。汽化室实际上是一个加热器。

       气相色谱分析时,对汽化室的要求很高。首先为了使样品瞬间汽化,汽化室的热容量要大,通常采用金属块作加热体。其次载气在进入汽化室与样品接触之前应当预热,以使载气温度和汽化室温度相接近,为此可将载气管路沿着加热的汽化器金属块绕成螺管,或在金属块内钻有足够长的载气通路,使载气能得到充分地预热。最后汽化室的内径和总体积应尽可能小,以防止样品扩散并减小死体积,此时用注射器针头可直接将样品注入热区。另外载气进入汽化室后,要从汽化室的前部将汽化了的样品迅速带入色谱柱,避免样品反转入冷区而引起色谱峰的扩张。

       汽化室用金属制作,如图15-13所示。


       有些汽化室内部衬有石英管如图15-13(2),使样品经石英管直接进入色谱柱,可防止样品与金属块接触引起吸附或催化作用。

       正确的选择液体样品的汽化温度十分重要,尤其对高沸点和易分解的样品,要求在汽化温度下,样品能瞬间汽化而不分解。汽化温度的选择与样品的沸点、进样量和鉴定器的灵敏度有关。汽化温度并不ー定要高于被分离物质的沸点,但应比柱温高50~100℃。

       汽化室温度的控制,常用两种方式加热:一种是用自耦变压器控制绕在汽化室金属块(或玻璃管)上电流丝两端的电压,这种方式控温精细,并能延长电热丝使用时间。另一种是用电热丝串、并联的方法,控制加热电流的大小,这种方法温度变化较大。

       汽化室温度的测量可使用温度计或热电偶(镍铬-考铜)测量,通过测温毫伏计指示出汽化室温度(注意测温毫伏计上指示的温度加上室温才是汽化室的真实温度)。


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