氣相色譜儀是將液相或固相樣品置于一個(gè)恒溫密閉的頂空樣品瓶中,使其中的揮發(fā)性成分逸出,在達(dá)到氣液或氣固平衡后,定量采集蒸氣相進(jìn)行氣相色譜分析,主要用于在200℃以下可揮發(fā)樣品和比較難前處理樣品的分析。
氣相色譜儀進(jìn)樣模式有頂空氣體直接進(jìn)樣、平衡加壓采樣進(jìn)樣和加壓定容采樣進(jìn)樣等。
一、頂空氣體直接進(jìn)樣:
由氣體進(jìn)樣針取樣。一般在氣體取樣針的外部套有溫度控制裝置。
具有適用性廣和易清洗的特點(diǎn)。
適合香精香料和煙草等揮發(fā)性含量較大的樣品的分析。
加熱條件下頂空氣的壓力太大時(shí),會(huì)在注射器拔出頂空瓶的瞬間造成揮發(fā)性成分的損失,因此在定量分析上存在一定的不足。為了減少揮發(fā)性物質(zhì)在注射器中的冷凝,應(yīng)該將注射器加熱到合適的溫度,并且在每次進(jìn)樣前用氣體清洗進(jìn)樣器,盡可能地消除系統(tǒng)的記憶效應(yīng)。
二、平衡加壓采樣進(jìn)樣:
由壓力控制閥和氣體進(jìn)樣針組成,待樣品中的揮發(fā)性物質(zhì)達(dá)到分配平衡時(shí)對頂空瓶內(nèi)施加一定的氣壓將頂空氣體直接壓入到載氣流中。
平衡加壓采樣進(jìn)樣的系統(tǒng)死體積小。
這種進(jìn)樣模式靠時(shí)間程序來控制分析過程,很難計(jì)算出具體的進(jìn)樣量,進(jìn)樣誤差較大。為了減少揮發(fā)性物質(zhì)在管壁和注射器中的冷凝,應(yīng)該將管壁和注射器加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋以诿看芜M(jìn)樣前用氣體清洗進(jìn)樣針。
三、加壓定容采樣進(jìn)樣:
由氣體定量環(huán)、壓力控制閥和氣體傳輸管路組成,靠對頂空瓶內(nèi)施加一定的氣壓將頂空氣壓入到六通閥的定量環(huán)中,然后用載氣將定量環(huán)中的頂空成分進(jìn)到色譜柱中。
具有很好的重現(xiàn)性,適合定量分析。
由于系統(tǒng)管路較長揮發(fā)性物質(zhì)易在管壁上吸附,因此一般將管路和注射器加熱到較高的溫度。
有時(shí)必須進(jìn)行大體積的氣體進(jìn)樣,樣品的蒸氣體積過大,揮發(fā)性物質(zhì)的色譜峰的初始展寬較大,會(huì)影響分離效能。特別對于組成復(fù)雜的樣品,限制了高效毛細(xì)管色譜儀的使用,蒸氣中大量水分也往往有損于色譜柱。
如果樣品中待分析組分的含量不是很低,較少的氣體進(jìn)樣量可以滿足分析需要,水分又不是很高時(shí),氣相色譜儀仍是一種非常簡便而有效的分析工具。
隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)和國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,汽油中烯烴、芳烴和苯含量已成為汽油規(guī)格中重要的質(zhì)量指標(biāo)。因此測定汽油中的飽和烴、烯烴、芳烴和苯的體積分?jǐn)?shù)和質(zhì)量分?jǐn)?shù)對監(jiān)測有關(guān)煉油裝置的工藝狀況提供了重要的手段。對確定汽油的調(diào)和比例,了解不同汽油的質(zhì)量特性非常重要。
為了適應(yīng)發(fā)展和打破國外儀器廠商對該行業(yè)的壟斷,組織分析儀器行業(yè)專家和教授、以及在石油化工行業(yè)工作多年的高級工程師在GC-9310氣相色譜儀的基礎(chǔ)上二次研究開發(fā)了TZGC-9310-DW氣相色譜儀,專門用于汽油中的烴族組成分析,該儀器性能穩(wěn)定,分析結(jié)果精度高,操作簡單易于維護(hù),分析時(shí)間較短更有利于生產(chǎn)控制。
適用范圍:
適用于測定汽油以及終餾點(diǎn)205℃以下的石油餾分中飽和烴、烯烴、芳烴和苯的含量;不適用于測定除苯以外的各烴族中單體組分含量。
含量測定范圍:
烯烴5%~65%(體積分?jǐn)?shù))、芳烴5%~50%(體積分?jǐn)?shù))、苯含量0.3%~50%(體積分?jǐn)?shù))
醇和醚對測定結(jié)果的影響:
對含有醇和醚等含氧化合物組分的汽油樣品,醇和醚將隨特定的烴族出峰,應(yīng)對結(jié)果進(jìn)行校正。
工作原理:
該儀器利于不同極性色譜柱和專用的烯烴吸附阱對汽油樣品按族選擇性保留的特點(diǎn),通過適當(dāng)?shù)闹y連接流程,實(shí)現(xiàn)對樣品的族組成分析。
當(dāng)汽油樣品經(jīng)汽化后經(jīng)過六通閥進(jìn)入極性分離柱,芳烴組分于飽和烴、烯烴組分在此柱中分離。當(dāng)飽和烴、烯烴經(jīng)過烯烴吸附阱時(shí),此時(shí)烯烴吸附阱處于低溫吸附狀態(tài),烯烴組分被選擇性保留,飽和烴則通過烯烴吸附阱,進(jìn)入檢測器檢測;待飽和烴組分流出后切換六通閥,使烯烴吸附阱脫離載氣流路,此時(shí)吸附阱溫度開始上升至脫附溫度,而芳烴中的苯由極性分離柱經(jīng)過平衡柱后進(jìn)入檢測器;為了縮短分析時(shí)間,使其它芳烴組分快速出峰,切換另外一只六通閥,則極性分離柱成反吹狀態(tài),經(jīng)平衡柱進(jìn)入檢測器檢測;當(dāng)吸附阱溫度達(dá)到設(shè)定溫度后,切換六通閥使烯烴吸附阱反吹狀態(tài)接入載氣流路,烯烴脫附并流入檢測器檢測,整個(gè)分析過程結(jié)束。
國產(chǎn)或日產(chǎn)TCD檢測器清洗:
儀器停機(jī)后,將TCD的氣路進(jìn)口拆下,用50ml注射器依次將丙酮(或甲苯,可根據(jù)樣品的化學(xué)性質(zhì)選用不同的溶劑)無水乙醇、蒸餾水從進(jìn)氣口反復(fù)注入5~10次,用吸爾球從進(jìn)氣口處緩慢吹氣,吹出雜質(zhì)和殘余液體,然后重新安裝好進(jìn)氣接頭,開機(jī)后將柱溫升到200℃,檢測器溫度升到250℃,通入比分析操作氣流大1~2倍的載氣,直到基線穩(wěn)定為止。
對于嚴(yán)重污染,可將出氣口用死堵堵死,從進(jìn)氣口注滿丙酮(或甲苯,可根據(jù)樣品的化學(xué)性質(zhì)選用不同的溶劑),保持8h左右,排出廢液,然后按上述方法處理。
FID檢測器的清洗:
FID檢測器在使用中穩(wěn)定性好,對使用要求相對較低,使用普遍,但在長時(shí)間使用過程中,容易出現(xiàn)檢測器噴嘴和收集極積炭等問題,或有機(jī)物在噴嘴或收集極處沉積等情況。
對FID積炭或有機(jī)物沉積等問題,可以先對檢測器噴嘴和收集極用丙酮、甲苯、甲醇等有機(jī)溶劑進(jìn)行清洗。當(dāng)積炭較厚不能清洗干凈的時(shí)候,可以對檢測器積炭較厚的部分用細(xì)砂紙小心打磨。注意在打磨過程中不要對檢測器造成損傷。初步打磨完成后,對污染部分進(jìn)一步用軟布進(jìn)行擦拭,再用有機(jī)溶劑最后進(jìn)行清洗,一般即可消除。種類有:氮?dú)?N2)、氫氣(H2)、氦氣(He)等。
常用的輔助氣體有:空氣(Air)、氧氣(O2)和氫氣(H2)等。
在一般實(shí)驗(yàn)室中,氣體大多由高壓鋼瓶供給。為了安全的需要,鋼瓶應(yīng)按規(guī)定涂上表示所貯氣體種類的標(biāo)記顏色和字樣;常用氣瓶的標(biāo)記顏色和字樣。
根據(jù)分析的要求,所用的氣體種類尚需作具體選擇,一般分析中均需對所用氣體進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬艋幚怼?/p>