淺談 氣相色譜儀熱導(dǎo)檢測(cè)器(TCD)條件選擇應(yīng)注意哪些事項(xiàng)
(一)、載氣種類(lèi)、純度和流量
1. 載氣種類(lèi)
TCD通常用He或H2作載氣,因?yàn)樗鼈兊臒釋?dǎo)系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他化合物。用He或H2作載氣的TCD,其靈敏度高,且峰形正常,響應(yīng)因子穩(wěn)定,易于定量,線(xiàn)性范圍寬。北美多用氦作載氣,因它安全。其他地區(qū)因氦太昂貴,多用氫。氫載氣的靈敏度蕞高,只是操作中要注意安全,另外,還要防止樣品可能與氫反應(yīng)。
N2或Ar作載氣,因其靈敏度低,且易出W峰,響應(yīng)因子受溫度影響,線(xiàn)性范圍窄,通常不用。但若分析He或H2時(shí),則宜用N2或Ar作載氣。避免用He作載氣測(cè)H2或用H2作載氣測(cè)He。用N2或Ar載氣時(shí)需注意,因其熱導(dǎo)系數(shù)小,熱絲達(dá)到相同溫度所需的橋流值,比He或H2載氣要小得多。
毛細(xì)管柱接TCD時(shí),都加尾吹氣,即使是池體積為3.5µL的µ-TCD,也建議加尾吹氣。尾吹氣的種類(lèi)同載氣。
降低TCD池的壓力,不僅可避免加尾吹氣。而且還可提高TCD的靈敏度。如140µL池體積TCD與50µm內(nèi)徑毛細(xì)管柱相連。在約500Pa(4mmHg)低壓下操作時(shí),其池體積相當(dāng)于0.7µL,靈敏度提高近200倍。
2. 載氣純度
載氣純度影響TCD的靈敏度。實(shí)驗(yàn)表明:在橋流160-200mA范圍內(nèi),用99.999%的超純氫氣比用99%的普氫靈敏度高6%-13%。
載氣純度對(duì)峰形亦有影響,用TCD作高純氣中雜質(zhì)檢測(cè)時(shí),載氣純度應(yīng)比被測(cè)氣體高十倍以上,否則將出倒峰。
3. 載氣流速
TCD為濃度型檢測(cè)器,對(duì)流速波動(dòng)很敏感,TCD的峰面積響應(yīng)值反比于載氣流速。因此,在檢測(cè)過(guò)程中,載氣流速必須保持恒定。在柱分離許可的情況下,以低些為妥。流速波動(dòng)可能導(dǎo)致基線(xiàn)噪聲和漂移增大。對(duì)微TCD,為了有效地消除柱外峰形擴(kuò)張,同時(shí)保持高靈敏度,通常載氣加尾吹的總流速在10-20mL/min。參考池的氣體流速通常與測(cè)量池相等,但在作程升時(shí),可調(diào)整參考池之流速至基線(xiàn)波動(dòng)和漂移蕞小為佳。
(二)、橋電流
橋流(I)與TCD的靈敏度(S),噪聲(N)和檢測(cè)限(D)的關(guān)系,B,C曲線(xiàn)。
橋電流可顯著提高TCD的靈敏度。一般認(rèn)為S值與I2.8成正比。所以,用增大橋流來(lái)提高靈敏度是通用的方法。但是橋流的提高又受到噪聲和使用壽命的限制。若橋流偏大,噪聲即由逐漸增加變成急劇增大,見(jiàn)曲線(xiàn)B。其結(jié)果是信噪比下降,檢測(cè)極限變大,即曲線(xiàn)C又復(fù)上升。另外,橋流越高,熱絲越易被氧化,使用壽命越短。過(guò)高的橋流甚至使熱絲燒斷。所以,在滿(mǎn)足分析靈敏度要求的前提下,選取橋流以低為好,這時(shí)噪聲小,熱絲使用壽命長(zhǎng)。在追求該TCD大靈敏度的情況下,則選信/噪比大時(shí)之橋流,這時(shí)檢測(cè)極限低,即曲線(xiàn)C之低點(diǎn)。但長(zhǎng)期在低橋流下工作,可能造成池污染,這時(shí)可用溶劑清洗TCD池。
一般商品TCD使用說(shuō)明書(shū)中,均有不同檢測(cè)器溫度時(shí)推薦使用的橋流值,通常參考此值設(shè)定橋流。
(三)、檢測(cè)器溫度
TCD的靈敏度與熱絲和池體間的溫差成正比。顯然,增大其溫差有二個(gè)途徑:一是提高橋流,以提高熱絲溫度;二是降低檢測(cè)器池體溫度。這決定于被分析樣品的沸點(diǎn)。檢測(cè)器池體溫度不能低于樣品的沸點(diǎn),以免在檢測(cè)器內(nèi)冷凝。因此,對(duì)沸點(diǎn)不很低的樣品,采用此法提高靈敏度是有限的,而對(duì)氣體樣品,特別是永久性氣體,可達(dá)較好的效果。
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