气相色谱仪氮磷检测器概述（一）
氮磷检测器（NPD）又称热离子化检测器、热离子发射检测器或碱火焰电离检测器等，对氮和磷化合物的检测灵敏度高，选择性强，线性范围宽。目前NPD已成为测定含氮化合物zui理想的气相色谱仪检测器，对含磷化合物的灵敏度也高于FPD。由于NPD专一性强，可用于复杂样品直接进样分析，避免麻烦耗时的样品前处理，大大简化分析方法。
一、结构：
NPD与FID结构相似，两者的差异是NPD在喷嘴与收集极之间有一个热电离源，热电离源通常采用涂有碱金属盐的陶瓷珠（早期NPD的电离源是小球状，目前不限于小球状）。当样品蒸气和氢气流通过碱金属盐表面时，含氮和磷化合物会从碱金属蒸气上获得电子，失去电子的碱金属形成盐再沉积到陶瓷珠表面。
1964年最初研制的钠火焰电离检测器，对含磷和卤素化合物有选择性响应。以后又有多种形式，均是用氢火焰加热挥发性的碱金属盐，产生碱金属蒸气，对含氮、磷、卤素化合物均有极高的灵敏度和选择性。遗憾的是其背景信号和样品信号均不稳定，噪声大，热电离源寿命短，难以实用。
1974年采用不易挥发性碳酸铷和二氧化硅烧结成的硅酸铷珠，在冷氢焰中用电加热，检测器的稳定性明显改善，灵敏度显著提高，背景基流从10ˉ9A降至10ˉ13A。对含卤素化合物不敏感，而对含氮和磷化合物的响应比对烃类大10000倍，达专一性响应。
氮磷检测器（NPD）是由碱火焰电离检测器（AFID）发展而来，两者区别如下：
1、热电离源：
（1）NPD：非挥发性的硅酸铷玻璃珠。
（2）AFID：挥发性的碱金属盐。
2、加热方式：
（1）NPD：硅酸铷玻璃珠熔融在一根螺旋铂丝上用电加热，H2流量仅几mL/min，为冷氢焰加热。
（2）AFID：热氢焰加热。
3、性能：
（1）NPD：稳定性明显改善，灵敏度显著提高，背景基流从10ˉ9A降至10ˉ13A。对含卤素化合物不敏感，而对含氮和磷化合物的响应比对烃类大10000倍，达专一性响应。
（2）AFID：对含氮、磷、卤素化合物均有极高的灵敏度和选择性，但背景信号和样品信号均不稳定，噪声大，热电离源寿命短，难以实用。
二、工作原理：
1、NPD主要利用以下三个条件达到检测目的：
（1）氢火焰：氢火焰为有机物分子燃烧和碱盐的蒸发、化学离解提供基本条件。
（2）碱金属盐：在喷嘴上方附加碱金属盐片，如氟化钠、硫酸钠、溴化铯和硫酸铷等。
（3）样品特性：含电负性原子的有机物在氢火焰中燃烧时，明显增加碱盐蒸发和化学离解。
2、气相电离理论：
NPD工作原理有不同的解释。气相电离理论认为，将NPD的H2流量降至2～6mL/min，在喷嘴处不足以形成正常燃烧的氢火焰，只能在电离源表面附近形成一层化学活性很高的冷氢焰。此时，电离源表面温度为600～800℃。当氮和磷化合物进入冷氢焰区，发生热化学分解，产生CN、PO和PO2等电负性基团。电负性基团从电离源被加热后挥发出的激发态铷原子中得到电子，产生CNˉ、POˉ和PO2ˉ等负离子，铷原子变成Rb+。在高压电场的作用下，负离子移向正电位的收集极，产生信号。Rb+又回到负电位的电离源表面被吸收还原，以维持电离源的长期使用。烃类在冷氢焰中不发生电离，因而NPD对含氮和磷化合物专一性响应。
3、决定NPD响应特性的因素：
（1）电离源表面的功函数：
电离源表面的功函数是指从电离源表面除去一个电子所需要的能量大小。
由电离源的化学组成决定。
（2）电离源表面的温度：
由加热电流大小决定。
（3）电离源表面周围气体层的成分：
由进入检测器的气体类型和在操作温度下的化学活性决定。
改变这三个参数，可将NPD拓展为多种不同的响应形式。
