氣相色譜基礎知識培訓培訓人：姚明川培訓時間：2014-1-13氣相色譜基礎知識培訓培訓人：姚明川1氣相色譜基礎知識培訓課件2氣相色譜基礎知識培訓課件3培訓內容：1.掌握氣相色譜的基本原理2.了解氣相色譜儀的組成培訓內容：4中學實驗還有印象嗎？中學實驗還有印象嗎？5氣相色譜基礎知識培訓課件61.1氣相色譜的基本原理是什么？

當流動相中攜帶的混合物流經固定相時，其與固定相發生相互作用。由于混合物中各組分在性質和結構上的差異，與固定相之間產生的作用力的大小、強弱不同，隨著流動相的移動，混合物在兩相間經過反復多次的分配平衡，使得各組分被固定相保留的時間不同，從而按一定次序從色譜柱中流出。1.1氣相色譜的基本原理是什么？7氣相色譜基礎知識培訓課件8樣品組分分離示意圖樣品組分分離示意圖91.2氣相色譜基本術語

t0：死體積

tr：保留時間

H：峰高

W：峰寬

A：峰面積

W1/2

：半峰寬相對保留值α、分離度R、容量因子k、分配系數K1.2氣相色譜基本術語t0：死體積10基線當沒有待測組分進入檢測器時，在實驗操作條件下，反映檢測器噪聲隨時間變化的曲線稱為基線。穩定的基線是一條直線。（只有在基線平直穩定情況下才能進樣檢測。）基線當沒有待測組分進入檢測器時，在實驗操作條件下，反映檢測器11保留時間、峰高、峰面積保留時間、峰高、峰面積12定性分析的依據主要依據是每個組份的保留值。

一般需要標準樣品，離開已知純物質的對照，就無法識別各色譜峰代表何種組份。對某一未知試樣，單獨用色譜法定性十分困難，因此常需要與化學分析及其它儀器分析方法相結合。定性分析的依據主要依據是每個組份的保留值。13定量分析的依據

一定的操作條件下，被測組份的質量mi與檢測器產生的響應信號（色譜圖上表現為峰面積）Ai成正比，比例系數稱為峰面積絕對校正因子，即mi=fiAi,這就是色譜定量分析的依據。定量分析的依據一定的操作條件下，被測組份的質量mi與14定量方法有那幾種？1）歸一化法：要求試樣中所有n個組分全部流出色譜柱，并全部出峰，則其中組分i的含量為：

fi為i物質的相對定量校正因子；Ai為其峰面積。此法簡單、準確，操作條件影響小，但應用不多。

如果被測組分的校正因子相近，可直接用峰面積歸一化法進行定量：

假定：檢測器響應都相同；所有組分都流出都檢測到。優點：無需做校正；簡單、快速的定量過程；進樣量不要求嚴格。缺點：以上所有的假定；需測量所有的組分；所有的面積都必須準確。定量方法有那幾種？1）歸一化法：要求試樣中所有n個組分全部流152）外標法：也叫標準曲線法，以Ai對xi作圖得標準曲線。該法不需校正因子。但進樣量和操作條件必須嚴格控制，外標法適于日常分析和大批量同類樣品分析。

優點：可以校正檢測器的響應；只對欲分析的組分峰做校正；無需所有峰都能被檢測到。缺點：進樣量必須準確；儀器必須有良好的穩定性；需定期做校正。2）外標法：也叫標準曲線法，以Ai對xi作圖得標準曲線。該法163）內標法：在配制的每個標準溶液中以及待測試樣中加一固定量為ms的內標物，以Ai/As對xi作圖，得內標法校正曲線。優點：進樣量不嚴格要求；只對欲分析的組分峰做校正；缺點：在標樣和未知樣品中都要加入內標化合物，而且引入的內標量必須相同、準確。3）內標法：在配制的每個標準溶液中以及待測試樣中加一固定量為17氣相色譜基礎知識培訓課件18載氣系統進樣系統檢測系統色譜柱分離系統溫控系統載氣系統進樣系統檢測系統色譜柱溫控系統192.1載氣系統載氣系統：獲得純凈、流速穩定的載氣。包括壓力計、流量計及氣體凈化裝置。載氣：要求化學惰性，不與有關物質反應。載氣的選擇除了要求考慮對柱效的影響外，還要與分析對象和所用的檢測器相配。壓力表：多為兩級壓力指示：第一級，鋼瓶壓力(總是高于常壓)；第二級，柱頭壓力指示。凈化器：多為分子篩和活性碳管的串聯，可除去水、氧氣以及其它雜質。2.1載氣系統載氣系統：獲得純凈、流速穩定的載氣。包括壓力計20

流量計：在柱頭前使用轉子流量計，但不太準確。通常在柱后，以皂膜流量計測流速。許多現代儀器裝置有電子流量計，并以計算機控制其流速保持不變。流量計：在柱頭前使用轉子流量計，但不太準確。通常在柱后，以212.2進樣系統

常以微量注射器(穿過隔膜墊)或六通閥將樣品注入氣化室(汽化室溫度比樣品中最易蒸的物質的沸點高約50oC)，通常六通閥進樣的重現性好于注射器。

注射器進樣六通閥進樣2.2進樣系統常以微量注射器(穿過隔膜墊)或六通閥將樣222.3分離系統柱分離系統是色譜分析的心臟部分。分離柱包括填充柱和開管柱(或稱毛細管柱)。柱材料包括金屬、玻璃、融熔石英、聚四氟乙烯等。2.3分離系統柱分離系統是色譜分析的心臟部分。分離柱包括232.4溫控系統溫度控制是否準確、變溫速度是否快速是市售色譜儀器的最重要指標之一。控溫系統包括對三個部分的控溫，即：氣化室、柱箱和檢測器。控溫方式：恒溫和程序升溫。柱溫：是影響分離的最重要的因素。其變化應小±0.xoC。選擇柱溫主要是考慮樣品待測物沸點和對分離的要求。柱溫通常要等于或略高于樣品的平均沸點；對寬沸程的樣品，應使用程序升溫方法。2.4溫控系統溫度控制是否準確、變溫速度是否快速是市售色譜儀242.5檢測器氣相色譜檢測器種類繁多，本節將介紹我們最為常用的兩種檢測器：1.熱導檢測器(Thermalconductivitydetector,TCD);2.氫火焰離子化檢測器(Flameionizeddetector,FID);3.電子捕獲檢測器（Electroncapturedetector，ECD）4.火焰光度檢測器（Flamephotometricdetector，FPD）2.5檢測器氣相色譜檢測器種類繁多，本節將介紹我們最為常用的251.熱導檢測器(TCD)TCD的原理：

由于不同氣態物質所具有的熱傳導系數不同，當它們到達處于恒溫下的熱敏元件（如Pt,Au,W,半導體）時，其電阻將發生變化，將引起的電阻變化通過某種方式轉化為可以記錄的電壓信號，從而實現其檢測功能。構成：由池體和熱敏元件構成。通常將參比臂和樣品臂組成惠斯登電橋。如圖：1.熱導檢測器(TCD)TCD的原理：26工作過程：

1）在只有載氣通過時，四個臂的溫度都保持不變，電阻值也不變。此時，調節電路電阻使電橋平衡，AB兩端無電壓信號輸出；2）當有樣品隨載氣進入兩個樣品臂時，此時熱導系數發生變化，或者說，測量臂的溫度發生變化，其電阻亦發生變化，電橋失去平衡，AB兩端有電壓信號輸出。當載氣和樣品的混合氣體與純載氣的熱導系數相差越大，則輸出信號越強。特點：對任何氣體均可產生響應，因而通用性好，而且線性范圍寬、價格便宜、應用范圍廣，但靈敏度較低。工作過程：

1）在只有載氣通過時，四個臂的溫度都保持不變，電27影響TCD靈敏度的因素：1）橋電流；2）池體溫度；3）載氣種類；4）熱敏元件阻值。綜述：較大的橋電流、較低的池體溫度、低分子量的載氣以及具有大的電阻溫度系數的熱敏元件可獲得較高的靈敏度。影響TCD靈敏度的因素：282.火焰離子化檢測器（FID）

工作原理：當空氣和氫氣混合進入噴嘴，經點火形成氫火焰時，利用有機物在氫火焰中發生化學電離，產生含碳的正離子，其形成的離子流由收集極收集，再經放大器放大，將電流信號變成電壓信號輸出，再經記錄儀記錄得到色譜圖，其有機物的響應值基本上與含碳原子的數目成正比。結構：主體為離子室，內有石英噴嘴、發射極(極化極，此圖中為火焰頂端)和收集極。2.火焰離子化檢測器（FID）

工作原理：29影響FID靈敏度的因素：1）載氣和氫氣流速：通常以N2為載氣，其流速主要考慮其柱效能。但也要考慮其流速與H2流速相匹配。一般N2:H2=1:1。2）空氣流速：流速越大，靈敏度越大，到一定值時，空氣流速對靈敏度影響不大。一般地，H2:Air=1:10。3）極化電壓：在50V以下時，電壓越高，靈敏度越高。但在50V以上，則靈敏度增加不明顯。通常選擇100~300V的極化電壓。4）操作溫度：比最高允許溫度低約50oC(防止固定液流失及基線漂移)。影響FID靈敏度的因素：1）載氣和氫氣流速：通常以N2為載氣30FID的特點1）靈敏度高；2）線性范圍寬；3）噪聲低；4）耐用且易于使用；5）為質量型檢測器，色譜峰高取決于單位時間內引入檢測器中組分的質量。6）對無機物、永久性氣體和水基本無響應（不足？），因此FID特別適于大氣中痕量有機物分析或受水、N和S的氧化物污染的有機物分析。7）對含羰基、羥基和胺基的有機物靈敏度很低或根本無響應。8）樣品受到破壞。FID的特點1）靈敏度高；31提問時間？提問時間？32謝謝！謝謝！33演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！34氣相色譜基礎知識培訓培訓人：姚明川培訓時間：2014-1-13氣相色譜基礎知識培訓培訓人：姚明川35氣相色譜基礎知識培訓課件36氣相色譜基礎知識培訓課件37培訓內容：1.掌握氣相色譜的基本原理2.了解氣相色譜儀的組成培訓內容：38中學實驗還有印象嗎？中學實驗還有印象嗎？39氣相色譜基礎知識培訓課件401.1氣相色譜的基本原理是什么？

當流動相中攜帶的混合物流經固定相時，其與固定相發生相互作用。由于混合物中各組分在性質和結構上的差異，與固定相之間產生的作用力的大小、強弱不同，隨著流動相的移動，混合物在兩相間經過反復多次的分配平衡，使得各組分被固定相保留的時間不同，從而按一定次序從色譜柱中流出。1.1氣相色譜的基本原理是什么？41氣相色譜基礎知識培訓課件42樣品組分分離示意圖樣品組分分離示意圖431.2氣相色譜基本術語

t0：死體積

tr：保留時間

H：峰高

W：峰寬

A：峰面積

W1/2

：半峰寬相對保留值α、分離度R、容量因子k、分配系數K1.2氣相色譜基本術語t0：死體積44基線當沒有待測組分進入檢測器時，在實驗操作條件下，反映檢測器噪聲隨時間變化的曲線稱為基線。穩定的基線是一條直線。（只有在基線平直穩定情況下才能進樣檢測。）基線當沒有待測組分進入檢測器時，在實驗操作條件下，反映檢測器45保留時間、峰高、峰面積保留時間、峰高、峰面積46定性分析的依據主要依據是每個組份的保留值。

一般需要標準樣品，離開已知純物質的對照，就無法識別各色譜峰代表何種組份。對某一未知試樣，單獨用色譜法定性十分困難，因此常需要與化學分析及其它儀器分析方法相結合。定性分析的依據主要依據是每個組份的保留值。47定量分析的依據

一定的操作條件下，被測組份的質量mi與檢測器產生的響應信號（色譜圖上表現為峰面積）Ai成正比，比例系數稱為峰面積絕對校正因子，即mi=fiAi,這就是色譜定量分析的依據。定量分析的依據一定的操作條件下，被測組份的質量mi與48定量方法有那幾種？1）歸一化法：要求試樣中所有n個組分全部流出色譜柱，并全部出峰，則其中組分i的含量為：

fi為i物質的相對定量校正因子；Ai為其峰面積。此法簡單、準確，操作條件影響小，但應用不多。

如果被測組分的校正因子相近，可直接用峰面積歸一化法進行定量：

假定：檢測器響應都相同；所有組分都流出都檢測到。優點：無需做校正；簡單、快速的定量過程；進樣量不要求嚴格。缺點：以上所有的假定；需測量所有的組分；所有的面積都必須準確。定量方法有那幾種？1）歸一化法：要求試樣中所有n個組分全部流492）外標法：也叫標準曲線法，以Ai對xi作圖得標準曲線。該法不需校正因子。但進樣量和操作條件必須嚴格控制，外標法適于日常分析和大批量同類樣品分析。

優點：可以校正檢測器的響應；只對欲分析的組分峰做校正；無需所有峰都能被檢測到。缺點：進樣量必須準確；儀器必須有良好的穩定性；需定期做校正。2）外標法：也叫標準曲線法，以Ai對xi作圖得標準曲線。該法503）內標法：在配制的每個標準溶液中以及待測試樣中加一固定量為ms的內標物，以Ai/As對xi作圖，得內標法校正曲線。優點：進樣量不嚴格要求；只對欲分析的組分峰做校正；缺點：在標樣和未知樣品中都要加入內標化合物，而且引入的內標量必須相同、準確。3）內標法：在配制的每個標準溶液中以及待測試樣中加一固定量為51氣相色譜基礎知識培訓課件52載氣系統進樣系統檢測系統色譜柱分離系統溫控系統載氣系統進樣系統檢測系統色譜柱溫控系統532.1載氣系統載氣系統：獲得純凈、流速穩定的載氣。包括壓力計、流量計及氣體凈化裝置。載氣：要求化學惰性，不與有關物質反應。載氣的選擇除了要求考慮對柱效的影響外，還要與分析對象和所用的檢測器相配。壓力表：多為兩級壓力指示：第一級，鋼瓶壓力(總是高于常壓)；第二級，柱頭壓力指示。凈化器：多為分子篩和活性碳管的串聯，可除去水、氧氣以及其它雜質。2.1載氣系統載氣系統：獲得純凈、流速穩定的載氣。包括壓力計54

流量計：在柱頭前使用轉子流量計，但不太準確。通常在柱后，以皂膜流量計測流速。許多現代儀器裝置有電子流量計，并以計算機控制其流速保持不變。流量計：在柱頭前使用轉子流量計，但不太準確。通常在柱后，以552.2進樣系統

常以微量注射器(穿過隔膜墊)或六通閥將樣品注入氣化室(汽化室溫度比樣品中最易蒸的物質的沸點高約50oC)，通常六通閥進樣的重現性好于注射器。

注射器進樣六通閥進樣2.2進樣系統常以微量注射器(穿過隔膜墊)或六通閥將樣562.3分離系統柱分離系統是色譜分析的心臟部分。分離柱包括填充柱和開管柱(或稱毛細管柱)。柱材料包括金屬、玻璃、融熔石英、聚四氟乙烯等。2.3分離系統柱分離系統是色譜分析的心臟部分。分離柱包括572.4溫控系統溫度控制是否準確、變溫速度是否快速是市售色譜儀器的最重要指標之一。控溫系統包括對三個部分的控溫，即：氣化室、柱箱和檢測器。控溫方式：恒溫和程序升溫。柱溫：是影響分離的最重要的因素。其變化應小±0.xoC。選擇柱溫主要是考慮樣品待測物沸點和對分離的要求。柱溫通常要等于或略高于樣品的平均沸點；對寬沸程的樣品，應使用程序升溫方法。2.4溫控系統溫度控制是否準確、變溫速度是否快速是市售色譜儀582.5檢測器氣相色譜檢測器種類繁多，本節將介紹我們最為常用的兩種檢測器：1.熱導檢測器(Thermalconductivitydetector,TCD);2.氫火焰離子化檢測器(Flameionizeddetector,FID);3.電子捕獲檢測器（Electroncapturedetector，ECD）4.火焰光度檢測器（Flamephotometricdetector，FPD）2.5檢測器氣相色譜檢測器種類繁多，本節將介紹我們最為常用的591.熱導檢測器(TCD)TCD的原理：

由于不同氣態物質所具有的熱傳導系數不同，當它們到達處于恒溫下的熱敏元件（如Pt,Au,W,半導體）時，其電阻將發生變化，將引起的電阻變化通過某種方式轉化為可以記錄的電壓信號，從而實現其檢測功能。構成：由池體和熱敏元件構成。通常將參比臂和樣品臂組成惠斯登電橋。如圖：1.熱導檢測器(TCD)TCD的原理：60工作過程：

1）在只有載氣通過時，四個臂的溫度都保持不變，電阻值也不變。此時，調節電路電阻使電橋平衡，AB兩端無電壓信號輸出；2）當有樣品隨載氣進入兩個樣品臂時，此時熱導系數發生變化，或者說，測量臂的溫度發生變化，其電阻亦發生變化，電橋失去平衡，AB兩端有電壓信號輸出。當載氣和樣品的混合氣體與純載氣的熱導系數相差越大，則輸出信號越強。特點：對任何氣體均可產生響應，因而通用性好，而且線性范圍寬、價格便宜、應用范圍廣，但靈敏度較低。工作過程：

1）在只有載氣通過時，四個臂的溫度都保持不變，電61影響TCD靈敏度的因素：1）橋電流；2）池體溫度；3）載氣種類；4）熱敏元件阻值。綜述：較大的橋電流、較低的池體溫度、低分子量的載氣以及具有大的電阻