气相色谱的工作原理及特点

　　气相色谱工作原理

　　是利用试样中各组份在气相和固定液液相间的分配系数不同，当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组份就在其中的两相间进行反复多次分配，由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同， 因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过一定的柱长后，便彼此分离，按顺序离开色谱柱进入检测器，产生的离子流讯号经放大后，在记录器上描绘出各组份的色谱峰。

　　气相色谱仪的组成部分

　　(1)载气系统：包括气源、气体净化、气体流速控制和测量

　　(2)进样系统：包括进样器、汽化室(将液体样品瞬间汽化为蒸气)

　　(3)色谱柱和柱温：包括恒温控制装置(将多组分样品分离为单个)

　　(4)检测系统：包括检测器，控温装置

　　(5)记录系统：包括放大器、记录仪、或数据处理装置、工作站

　　1、原理： 在一个处于热平衡的TCD中，组分进入测量臂池腔，就会由于气体组成的改变，引起气体热导系数的变化，从而引起热敏元件温度的变化，热敏元件的温度变化，就会引起热敏元件阻值的变化，热敏元件阻值的变化使惠斯顿电桥输出信号的变化。信号大小与被测物质浓度成函数关系。所以TCD的信号变化是各个变量相继变化的结果。R1/R2=R4/R3：静态电阻之比要求比例相等，R1R3池和R2R4池互为参比。将电桥在未通入试样与通入试样后平衡性的差异(以电位差的形式来表现)记录下来，得到色谱峰，反映待测物浓度。

　　2、特点： 结构简单，性能稳定，灵敏度适宜，对大多数物质都有响应，尤其适应常规分析、气体分析。池体为不锈钢块，热敏元件一般为铼钨丝组成，温度系数为正。由于热导检测器属于浓度型检测器，所以检测器的灵敏度与池体的几何结构、池体温度、稳定性、热丝的稳定性能、所用载气的热传导率，以及气体流量的稳定性、纯度、流速等因素有关。检测器响应与桥流使用密切相关，桥流大，灵敏度高，但是噪声随之增大，寿命也会缩短。

　　TCD检测条件的选择：

　　(1).载气种类 TCD检测器通常使用氢气或者氦气作为载气，因为它们的热导系数远远大于其它化合物，故灵敏度高，且易于定量，线性范围宽。从理论上讲用氦气较合理，但它价格昂贵，因此在我国一般都选用氢气作载气，质检中心目前除美国热电的两台GC2000气相色谱仪TCD检测器用的氩气作载气外，其余色谱所有 TCD检测器均是采用氢气作载气。用氢气作载气要防止泄漏和爆炸，有条件话应该将尾气排到室外。

　　(2).载气纯度 载气纯度影响灵敏度，实验证明：在电桥电流120mA～200mA 范围内，用99.999%的超纯氢气比用99%的普氢灵敏度高6%～13%，同时，基线漂移和噪声也可以大大降低。载气纯度对峰形也有影响，用TCD作高纯气中杂质检测时，载气纯度应比被测气体高十倍以上，否则易出倒峰。

　　(3).载气流速 TCD为浓度型检测器，对流速波动很敏感，TCD的峰面积响应值反比于载气流速。因此，在检测过程中，载气流速必须保持恒定。在柱分离许可的情况下，以低一些为妥。流速波动可能导致基线噪声和漂移增大。在加桥流之前，首先应该测定流量，让柱流量和参比流量相等。对于福立的色谱，用的H2作载气，大致流量可参照色谱仪上贴的“稳流阀调节圈数与载气流量对照表”调节，然后用皂膜流量计测定具体的参比流量和柱流量;对2#SP3240，可以在色谱仪正面面板上改变柱压力，然后用皂膜流量计在检测器两出口测定具体需要的参比流量和柱流量;对GC2000，先在仪器程序中选择所用的载气种类，然后设定柱前压，检测器两出口一个是参比气(Ref flow)出口，一个是载气+尾吹气(Mkup)的出口，可根据具体测定需要改变载气压力、参比气及尾吹气的流量最终使两出口气体流量相等。

　　(4).电桥电流 电桥电流可以显著提高TCD的灵敏度。一般认为S值与电流的3次方成正比。但是电流的提高又受到噪声和使用寿命的限制。桥流设定与TCD检测池的温度及使用的载气种。