1、前言
氣象色譜儀是一種應(yīng)用十分廣泛的有機(jī)多組分化學(xué)分析儀器。它具有分離效能高，分析速度快，樣品用量少，可進(jìn)行多組分測量等優(yōu)點。在化工分析中占有十分重要的地位，近80%的原料中控及產(chǎn)品分析任務(wù)是由氣相色譜分析來完成的。但是由于人員素質(zhì)樣品的性質(zhì)以及儀器本身等方面的原因，常常出現(xiàn)這樣那樣的分析故障嚴(yán)重影響了正常的生產(chǎn)分析。
所以掌握一種準(zhǔn)確、快速的排除儀器故障的方法非常重要。
2、色譜儀的構(gòu)成
對一位色譜分析工作者來說，熟練掌握色譜儀的結(jié)構(gòu)原理及各部分的作用是很重要的。一般氣相色譜儀是由氣路部分和電路部分組成，主要包括：氣體發(fā)生器進(jìn)樣系統(tǒng)分離系統(tǒng)檢測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
3、氣相色譜儀的常見故障及排除方法
3.1分離不完全
①幾個峰重疊，分離不開。處理方法:降低載氣流速，減少進(jìn)樣量，降低柱溫。對于原來能完全分離，使用一段時間后便不能完全分離的，表明固定液已流失，色譜柱壽命已終，需要更換固定液。
?、诜蛛x時間太長使晚餾出的峰扁平。處理方法:可以通過提高柱溫來解決。
?、蹤z測器靈敏度太低，使含量少的組分檢測不出來。處理方法:可以通過加大進(jìn)樣量，提高檢測器靈敏度來解決。
3.2峰形不規(guī)則
?、俪霈F(xiàn)拖尾峰。處理方法：采用強(qiáng)極性固定液，消除擔(dān)體活性以及提高柱溫來解決。
?、诔霈F(xiàn)平頂形或鋸齒形峰。處理方法:通過減少進(jìn)樣量、提高柱溫和載氣流速來解決。另外當(dāng)放大器輸入飽和時也會形成平頂峰。
3.3檢測器造成的影響，以TCD為例
熱導(dǎo)檢測器TCD利用載氣和被測氣體的熱導(dǎo)率不同，檢測橋路中產(chǎn)生的不平衡電壓與被測組分濃度成正比，以實現(xiàn)被測組分的測量。①TCD檢測器被污染會造成基線漂移或出現(xiàn)階型基線，并可能出現(xiàn)高噪音。②TCD熱阻絲被燒斷，基線降為零點。③TCD電源供應(yīng)不穩(wěn)定，出現(xiàn)不規(guī)則脈沖干擾峰。
3.4載氣的影響
載氣攜帶分析樣品流過固定相，分離后的氣體隨時間先后逐一被載氣攜帶出色譜柱，送往檢測部分檢測。載氣的流量、載氣的性質(zhì)及載氣壓力的影響等操作條件會影響色譜分離效能。①載氣流量偏低，會引起保留時間增長，靈敏度降低或出現(xiàn)圓頂峰、拖尾峰。②載氣流量偏高，會引起高噪音或組分分離不開。③載氣控制不穩(wěn)，造成不規(guī)則基線漂移或波狀基線漂移。
以上情況應(yīng)檢查減壓閥是否超過使用范圍，必要時應(yīng)更換減壓閥，然后再檢查載氣是否存在漏氣等。
3.5電路問題
電路故障一般較容易判斷，如電源不啟動，檢測器、進(jìn)樣口不加熱，恒溫箱不能恒溫等。若基線出現(xiàn)周期性正弦波，則是由于放大電路故障引起；處理方法一般更換損壞的電子元件。
3.6其他
在日常分析中還會碰到上述不曾討論的問題，如氫焰檢測器點不著火，首先要確定是否已開氫氣和空氣，然后確認(rèn)點火線圈是否好用，若這3個條件都具備還是點不著火，則可能是檢測器與色譜柱接頭處漏氣；對于出現(xiàn)倒峰的情況可能是主機(jī)或處理機(jī)的極性接反了，遇到這種情況，可先檢查儀器的極性；對出現(xiàn)進(jìn)樣量與積分面積不符的情況，則很可能把輸出信號線連接錯了。
4、結(jié)束語
以上討論的是氣相色譜分析中常見的幾種故障及其排除方法，但在具體工作中常出現(xiàn)幾種故障并存的復(fù)雜情況，這就需要根據(jù)故障的癥狀認(rèn)真分析和判斷，然后利用上述方法逐一排除故障，使儀器恢復(fù)正常。
氣相的氣路系統(tǒng)，是一個載氣連續(xù)運(yùn)行、管路密閉的系統(tǒng)。氣路系統(tǒng)的氣密性，載氣流速的穩(wěn)定性，以及流量測量的準(zhǔn)確性都對色譜實驗結(jié)果有影響，需要注意控制。
氣相色譜分析檢測過程中，氣相色譜儀對所用的氣體純度有較高的要求，為即達(dá)到工作要求，又能延長壽命，所用氣體的純度要達(dá)到或略高于儀器自身對氣體純度的要求；否則，若使用不符合要求的低純度氣體，會造成一系列不良影響；一般情況下，氣體純度選擇應(yīng)掌握以下原則，即微量分析比常量分析要求高，毛細(xì)管柱分析比填充柱分析要求高，程序升溫分析比恒溫分析要求高，濃度型檢測器比質(zhì)量型檢測器要求高，配有甲烷裝置的FID比單FID要求高，中高檔儀器比低檔儀器要求高。 氣相色譜中常用的載氣有：氫氣、氮氣、氦氣、氬氣和空氣。 這些氣體除空氣可由空壓機(jī)供給外，一般都由高壓鋼瓶供給。通常都要經(jīng)過凈化、穩(wěn)壓和控制、測量流量。
氣相色譜儀如何選用不同氣體純度的氣源做載氣和輔助氣體，雖然是一個老的技術(shù)問題，但是對于剛剛接觸氣相色譜儀的用戶，目前很難找到有關(guān)這方面的綜合資料，所以他們總是到處詢問究竟選擇什么樣的氣體純度可以的這類問題。
1、氣體純度的要求
根據(jù)每一家用戶具體使用的哪一類（高、中、低檔）儀器，選擇什么樣純度的氣體，確實是一個比較復(fù)雜的問題。原則上講，選擇氣體純度時，主要取決于：①分析對象；②色譜柱中填充物；③檢測器。我們建議在滿足分析要求的前提下，盡可能選用純度較高的氣體。這樣不但會提高（保持）儀器的高靈敏度，而且會延長色譜柱、色譜儀（氣路控制部件、氣體過濾器）的壽命。實踐證明，作為中高檔儀器，長期使用較低純度的氣體氣源，一旦要求分析低濃度、高精度要求的樣品時，要想恢復(fù)儀器的高靈敏度是十分困難的。而對于低檔儀器，作常量或半微量分析，選用高純度的氣體，會增加運(yùn)行成本，有時還增加了氣路的復(fù)雜性，因此選用氣體的純度要求達(dá)到或略高于儀器自身對氣體純度的要求即可，這樣既可以達(dá)到工作要求，又能延長儀器的壽命，還不至于增加儀器的運(yùn)行成本。
一般說來，痕量分析或毛細(xì)管色譜的載氣純化程度，要高于常規(guī)分析。特別是電子捕獲、熱導(dǎo)池檢測器，載氣純度直接影響靈敏度和穩(wěn)定性，一定要嚴(yán)格凈化。
2、氣體純度低可能造成的不良影響
根據(jù)分析對象，色譜柱的類型，操作儀器的檔次和具體檢測器，若使用不合要求的低純度氣體，不良影響有以下幾種可能：
2.1樣品失真或消失：如H2O氣使氯硅樣品水解；
2.2色譜柱失效：H2O，CO2使分子篩柱失去活性，H2O氣使聚脂類固定液分解，O2使PEG固定液斷鏈。
2.3有時某些氣體雜質(zhì)和固定液相互作用而產(chǎn)生假峰；
2.4對柱保留特性的影響：如H2O對聚乙二醇等親水性固定液的保留指數(shù)會有所增加，載氣中氧含量過高時，無論是極性或是非極性固定液柱的保留特性，都會產(chǎn)生變化，使用時間越長影響越大；
2.5檢測器：TCD：信噪比減小，無法調(diào)零，線性變窄，文獻(xiàn)中的校正因子不能使用，氧含量過大，使元件在高溫時加速老化，減少壽命；FID：特別是在Dt≤1×10-11/S下操作時，CH4等有機(jī)雜質(zhì)會使基流激增，噪聲加大不能進(jìn)行微量分析；
2.6在做程序升溫操作時，載氣中的某些雜質(zhì)，在低溫時保留在色譜柱中，當(dāng)柱溫升高時不但引起基線漂移，還可能在譜圖上出現(xiàn)比較寬的“假峰”。
2.7影響
2.7.1各類過濾器加速失效；
2.7.2調(diào)節(jié)閥（穩(wěn)壓閥，穩(wěn)流閥，針形閥）被污染，氣阻堵塞，調(diào)節(jié)精度降低或失靈；
2.7.3氣路系統(tǒng)被污染，若要恢復(fù)儀器在高靈敏度情況下操做，有時要吹洗很長時間（可能一周以上）污染嚴(yán)重時有時再也無法恢復(fù)。
2.7.4檢測器的壽命
對于FID，水蒸汽會影響分析結(jié)果，直至影響檢測器的壽命；對ECD和TCD的壽命最明顯，這點應(yīng)引起用戶特別注意。
3、對氣體純度選擇的一般原則
3.1從分析角度講，微量分析比常量分析要求高，也就是說，氣體中的雜質(zhì)含量必須低于被分析組分的含量，如果用TCD分析10mL/m3的CO，則載氣中的雜質(zhì)總含量不得超過10mL/m3，因為99.999%純度的氣體則含0.001%的雜質(zhì)，相當(dāng)于10mL/m3所以對于10mL/m3的痕量分析，載氣的純度應(yīng)高于99.999%；于FID使用氣體，碳?xì)浠衔锖勘仨毢艿停d氣中的大量氧雜質(zhì)只要不對色譜柱造成影響，就不影響FID的性能，而操作ECD，載氣中的氧氣和水的含量必須很低等。
3.2毛細(xì)管柱分析比填充柱分析要求高；
3.3程序升溫分析比恒定溫度分析要求高；
3.4濃度型檢測器比質(zhì)量型檢測器要求高；
3.5配有甲烷裝置的FID比單FID操作的對載氣中的微量CO，CO2要求要高得多。
3.6從儀器壽命和保持儀器的高靈敏度講，中高檔儀器比低檔儀器要求高。
4、操作不同檢測器推薦使用的氣體純度
我們推薦氣體純度的技術(shù)要求，通常用于常規(guī)分析，對于特殊高靈敏度的痕量分析應(yīng)采用高一級純度的氣體，如果不在意色譜柱和儀器的使用壽命，或分析樣品組分濃度很高時，也可以不使用過高純度的氣體，由于各個制氣廠設(shè)置不同，其雜質(zhì)含量將有所不同；為滿足不同的使用要求，選用不同廠家不同純度的氣源后，可以通過氣體凈化處理滿足分析要求，對于不同雜質(zhì)的氣體采用何種凈化方法和裝置，留待以后再加以討論。
綜上所述，新氣相接入氣源時一定要做到心中有數(shù)，決不能隨意接入，否則會造成色譜柱失效、檢測器壽命縮短、甲烷化裝置等的損壞、信噪比減小得無法使用等，最終導(dǎo)致分析數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真，失去了分析的意義，為工作帶來嚴(yán)重的損失。
氣相色譜分析的分離原理：
如果把色譜柱比作一個分餾塔，那么色譜柱就是由許多的塔板構(gòu)成。一部分空間被涂在擔(dān)體上的液相占據(jù)，另一部分空間充滿著載氣（氣相），基于不同物質(zhì)在兩相間具有不同的分配系數(shù)，當(dāng)兩相作相對運(yùn)動時，試樣中的各組分就在兩相中進(jìn)行反復(fù)多次的分配，使得原來分配系數(shù)只有微小差異的各組分產(chǎn)生很大的分離效果，從而各組分彼此分離開來。
結(jié)果分析
1.出現(xiàn)拖尾峰
分析原因：
有可能汽化室的溫度低；汽化室污染；進(jìn)樣操作不當(dāng)；色譜柱不合適；柱子溫度低。
2.色譜峰出現(xiàn)前沿現(xiàn)象
分析原因：
有可能是進(jìn)樣量過多色譜柱超載；
試樣在系統(tǒng)內(nèi)部凝聚。
3.出現(xiàn)峰尾偏向負(fù)測
分析原因：
可能是檢測器污染。
4.升溫時基線也會上升
分析原因：
載氣流量沒有調(diào)整好；色譜柱污染；
5.升溫時基線發(fā)生不規(guī)則變動
分析原因：
柱子未老化好；載氣流量未調(diào)整好；色譜柱污染。
6.基線不能回零，峰呈平頂狀
分析原因：
有可能是裝置接地不良。
7.本底噪聲大
分析原因：
有可能是色譜柱污染；也有可能是載氣污染；汽化室污染；色譜柱和檢測器的連接導(dǎo)管污染；檢測器污染；空氣或者氫氣污染。
小結(jié)
無論是酒樣上機(jī)過程，還是結(jié)果分析過程，都需要注意細(xì)節(jié)，馬虎不得，不然，可是會鑄成大錯的哦！
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