氣相色譜儀使用氣體的純度和選擇原則

氣相色譜儀的氣路系統(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(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響，需要注意控制。氣相色譜中常用的載氣有：氫氣、氮?dú)?、氦氣、氬氣和空氣。通常都要?jīng)過凈化、穩(wěn)壓和控制、測量流量。

操作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最好的這類問題。 根據(jù)每一家用戶具體使用的那一類（高，中，抵擋）儀器，選擇什么樣純度的氣體，確實(shí)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，整臺儀器（氣路控制部件，氣體過濾器）的壽命。實(shí)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的樣品時， 要想恢復(fù)儀器的高靈敏度有時十分困難。對于低檔儀器，作常量或半微量分析，選用高純度的氣體，不但增加了運(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達(dá)到或略高于儀器自身對氣體的純度的要求即可，這樣既可以達(dá)到工作要求，以能延長儀器的壽命，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。

一． 氣體純度低的不良影響

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：

1） 樣品失真或消失：如H 2 O氣使氯硅樣品水解；

2） 色譜柱失效：H2O，CO 2使分子篩柱失去活性，H 2 O氣使聚脂類固定液分解，O 2 使PEG固定液斷鏈。

3） 有時某些氣體雜質(zhì)和固定液相互作用而產(chǎn)生假峰；

4） 對柱保留特性的影響：

如：H 2 O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。

5） 檢測器：

TCD：信噪比減小，無法調(diào)另，線性變窄，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≤1Ⅹ10ˉ⒒/ 秒下操做時，CH 4 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。

    ECD：載氣中的氧和水對檢測器的正常工作影響最大，在不同的供電工作方式中，脈沖供電比直流電壓供電影響大，固定基流脈沖調(diào)制式供電比脈沖供電影響大。這就是為什么目前諸多在操作固定基流脈沖調(diào)制式 ECD時，在載氣純度低時必須把載氣純度選擇開關(guān)從“標(biāo)準(zhǔn)氮”撥到“一般氮”位置的原因。大家會發(fā)現(xiàn)在此情況下操作，不但靈敏度變低，而且線性亦變窄了。實(shí)踐證明：在操作 ECD時，載氣中的水含量低于 0.02ppm, 氧低于 1ppm時可達(dá)到較理想的性能。值得指出的是 , 我們多次發(fā)現(xiàn)由于儀器的調(diào)節(jié)氣路系統(tǒng)被污染而造成的對載氣的二次污染至使 ECD基頻大幅度增加使信燥比減小。

    FPD和 NPD等常用檢測器 , 由于他們屬于選擇性檢測器 , 操做時要根據(jù)分析要求 , 特別注意被測敏感物質(zhì)中雜質(zhì)的去除。

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 "。

7）儀器影響

a. 各類過濾器加速失效 ；

b. 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；

c. 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)。

d. 檢測器的壽命 , 實(shí)踐表明 , 對 ECD和 TCD的壽命影響最明顯，應(yīng)引起用戶特別注意。

二、對氣體純度選擇的一般原則

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10ppm的 CO,則載氣中的雜質(zhì)總含量不得超過10ppm，因?yàn)?99.999%純度的氣體則含0.001%的雜質(zhì) , 相當(dāng)于10ppm所以對于10ppm的痕量分析 ,載氣的純度應(yīng)高于 99.999%；對于 FID 使用氣體 , 碳?xì)浠衔锖勘仨毢艿?, 載氣中的大量氧雜質(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。

2. 毛細(xì)管柱分析比填充柱分析要求高；

3. 程序升溫分析比恒定溫度分析要求高；

4. 濃度型檢測器比質(zhì)量型檢測器要求高；

5. 配有甲烷裝置的 FID 比單 FID 操作的對載氣中的微量 CO,CO2要求要高的多。

6. 從儀器壽命和保持儀器的高靈敏度講 , 中高檔儀器比低當(dāng)儀器要求高。

三、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 , 對于要求高靈敏度的痕量分析時 , 也可以使用更高純度的氣體。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。

綜上所述 , 新購氣相色譜儀接入氣源時，一定要做到心中有數(shù) , 決不能隨意接入 , 否則會造成 ECD，甲烷化裝置等的損傷 , 信噪比減小的無法使用 , 下面給出了用于常規(guī)分析時 ,推薦使用的氣體純度 ( 僅供參考 ) ：

TCD 氦做載氣：至少純度為 99.995%。雜質(zhì)含量分別為：氖＜ 10ppm; 氮 ＜10ppm；氧＜ 2.5 ppm; 氬＜ 0.1 ppm; 二氧化碳＜ 0.25 ppm 。

氫做載氣：至少純度為 99.995%。 雜質(zhì)含量分別為： 氮＜ 1 ppm; 氧＜ 5 ppm； 二氧化碳＜ 1 ppm; 水＜ 5 ppm; 總烴＜ 1 ppm。

FID 氮做載氣：至少純度為 99.998%。雜質(zhì)含量分別為：氫＜ 1 ppm; 氧＜ 1 ppm；氬＜ 10ppm; 二氧化碳＜ 1 ppm; 水＜ 5 ppm; 甲烷＜ 1 ppm。

氫氣： 同 TCD

空氣： 呼吸級雜質(zhì)：氬，氪，水，氦，氖均小于 1%； 二氧化碳＜ 500 ppm；一氧化碳＜ 10ppm; 總烴＜ 0.02 ppm; 甲烷＜ 20 ppm。

ECD 氮做載氣 : 至少純度為 99.998%。

碳?xì)浠衔餁庀嗌V儀為自動氣相色譜儀，可以連續(xù)、自動地進(jìn)行空分工藝中液態(tài)氧、液態(tài)空氣、吸風(fēng)口空氣中的痕量碳?xì)浠衔锏姆治觯瑫r時監(jiān)測易爆組分C1-C4含量的變化情況，從而提供空分設(shè)備主冷凝器安全運(yùn)行的重要參考數(shù)據(jù)，同樣可作為石油化工、鋼鐵和氣體工業(yè)檢測碳?xì)浠衔锏倪^程控制儀。