欢迎访问赢德体育官方网站有限公司网站! 关于我们 | 联系我们
全国统一服务热线
13181283869
0632-5509869
当前位置:主页 > 公司新闻 > >

氢火焰离子化检测器

文章出处:赢德体育官方网站 人气:发表时间:2020-10-20 22:53

  氢火焰离子化检测器_化学_自然科学_专业资料。? FID检测器的初步认识 ? FID检测器的结构及工作原理 ? FID检测器的操作条件 ? FID检测器的改进 FID检测器的初步认识 1958年Mewillan和Harley等分别研制成功氢火

  ? FID检测器的初步认识 ? FID检测器的结构及工作原理 ? FID检测器的操作条件 ? FID检测器的改进 FID检测器的初步认识 1958年Mewillan和Harley等分别研制成功氢火 焰离子化检侧器(FID ),它是典型的破坏性、 质量型检测器,是以氢气和空气燃烧生成的火焰 为能源,当有机化合物进入以氢气和氧气燃烧的 火焰,在高温下产生化学电离,电离产生比基流 高几个数量级的离子,在高压电场的定向作用下, 形成离子流,微弱的离子流(10-12~10-8A)经 过高阻(106~1011Ω)放大,成为与进入火焰的 有机化合物量成正比的电信号,因此可以根据信 号的大小对有机物进行定量分析。 氢火焰检测器由于结构简单、性能优异、稳定可靠、操作 方便,所以经过40多年的发展,今天的FID结构仍无实质性的 变化。 其主要特点是对几乎所有挥发性的有机化合物均有响应, 对所有烃类化合物(碳数≥3)的相对响应值几乎相等,对含杂 原子的烃类有机物中的同系物(碳数≥3)的相对响应值也几乎 相等。这给化合物的定量带来很大的方便,而且具有灵敏度高 (10-13~10-10g/s),基流小(10-14~10-13A),线ms),可以和 毛细管柱直接联用,对气体流速、压力和很度变化不敏感等优 点,所以成为应用最广泛的气相色谱检测器。 缺点是需要三种气源及流速控制系统,对防爆系统有严格 要求。 FID检测器的结构及工作原理 ? FID的电离室由金属圆筒作外罩,底座中心有喷 嘴,喷嘴附近有环状金属圈(极化极,又称发射极 ),上端有一个金属圆简(收集极)。两者间加90~ 300V的直流电压,形成电离电场加速电离的离子。 收集极捕集的离子硫经放大器的高组产生信号、 放大后物送至数据采集系统,燃烧气、辅助气和 色谱柱由底座引入,燃烧气及水蒸气由外罩上方 小孔逸出。 ? FID的工作原理是以氢气在空气中燃烧为能源, 载气(N2)携带被分析组分和可燃气(H2)从 喷嘴进入检侧器,助然气(空气)从四周导入,被 侧组分在火焰中被解离成正负离离子,在极化电 压形成的电场中,正负离子向各自相反的电极移 动,形成的离子流被收集极收、输出,经阻抗转 化,放大器(放大107~1010倍)便获得可测量的 电信号,FID离子化的机理近年才明朗化,但对 烃类和非烃类其机理是不同的。 ? 对烃类化合物而言:在火焰内燃烧的碳氮化合物 中的每一个碳原子均定里转化成最基本的、共同 的响应单位——甲烷,再经过面的反应过程与空 气中氧反应生成CHO+正离子和电子。 CH+O→CHO+ +e 所以, FID对烃是等碳响应,这是最主要的 反应,成为电荷传送的主要介质。在电场作用下, 正离子和电子e分别向收集极和发射极移动,形成 离子流,但在碳原子中产生CH的概率仅有1/106, 因此提高离子化效率是提高FID灵敏度最有效的 途径,目前仍然有不少关于这方面的研究和报道。 ? 对非烃类化合物,其响应机理比较复杂,随所含 官能团的不同而异,基本规律是不与杂原子相连 的碳原子均转化成甲烷。杂原子及其相连的碳原 子(C杂)转化为其他相应产物。 化合物 碳原子转化物 C杂及杂原子转化 物 醇、醛、酮、酯 CH4 CH4或CO 胺 CH4 CH4或HCN 卤化物 CH4 CH4或HX ? 由于杂原子可能进一步与C转生成氢火焰检测器 不响应的CO、HCN,因此按相对质量 响应值计, 这些化合物的不符合等碳响应规律。 ? FID的灵敏度和稳定性主要取决于 1、如何提高有机物在火焰中离子化的效率。 2、如何提高收集极对离子收集的效率。 离子化的效率取决于火焰的温度、形状、喷 嘴的材料、孔径;载气、氢气、空气的流量比等。 离子收集的效率则与收集极的形状、极化电压、 电极性、发射极与收集极之间距离等参数有关。 氢火焰离子化检测器的操作条件 ? 火焰温度、离子化程度和收集效率都与载气、氢 气、空气的流量和相对比值有关。 ? 氢气流速的影响 氢气作为燃烧气与氮气(载气)预混合后进入 喷嘴当氮气流速固定时,随着氢气流速的蹭加, 输出信号也随之增加,并达到一个最大值后迅速 下降。如右图所示。由图可见:通常氢气的最佳 流速为40~60mL/min。有时是氢气作为载气, 氮气作为补充气,其效果是一样的。 ? 氮气流速影响 在我国多用N2作载气,H2作为柱后吹扫气 进入检测器,对不同化合物,氮气流速在一定范 围增加时,其响应值也不同,在30mL/min左右 达到一个最大值而后迅速下降。 由于氮气流量小时,减少了火焰中的传导作用, 导致火焰温度降低,从而减少电离效率,使响应 降低;而氮气流量太大时,火焰因受高线速气流 的干扰而燃烧不稳定,不仅使电离效率和收集效 率降低,导致响应降低,同时噪声也会因火焰不 稳定而响应增加。所以氮气一般采用流量在 30mL/min左右,检测器可以得到较好的灵敏度。 在用H2作载气时,N2作为柱后吹扫气与H2预混 合后进入喷嘴,其效果也是一样的。 此外氮气和氢气的体积比不一样时,火焰燃 烧的效果也不相同,因而直接影响FID的响应。 由图可知N2∶H2的最佳流量比为1~1.5 。也有文 献报道,在补充气中加一定比例NH3,可增加 FID的灵敏度。 ? 空气流速影响 空气是助燃气,为生成CHO+提供O2。同时 还是燃烧生成的H2O和CO2的清扫气。空气流量 往往比保证完全燃烧所需要的量大许多,这是由 于大流量的空气在喷嘴周围形成快速均匀流场。 可减少峰的拖尾和记忆效应。其影响如图所示。 由左图可知空气最佳流速需大于300mL/min, 一般采用空气与氢气该量比为1∶10左右。由于不 同厂家不同型号的色谱仪配置的FID其喷口的内 径不相同,其氢气、氮气和空气的最佳流量也不 相同,可以参考说明书进行调节,但其原理是相 同的。 ? 气体纯度 从FID检测器本身性能来讲,在常量分析时, 要求氢气、氮气、空气的纯度为99.9%以上即可, 但是在痕量分析时,则要求纯度高于99.999%, 尤其空气的总烃要低于0.1?L/L,否则会造成FID 的噪声和基线漂移,影响定量分析。 ? 温度 增加FID的温度会同时增大响应和噪声;相对 其他检测器而言,FID的温度不是主要的影响因 素,一般将检测器的温度设定比柱温稍高一些, 以保证样品在FID内不冷凝;此外 FID温度不可 低于100℃,以免水蒸气在离子室冷凝,导致离 子室内电绝缘下降,引起噪声骤增;所以FID停 机时必须在100℃以上灭火(通常是先停H2,后 停FID检测器的加热电流),这是FID检测器使用 时必须严格遵守的操作。 ? 氢火焰离子化检测器选择性的改进 FID对烃类化合物有很高的灵敏度和选择性, 一直作为烃类化合物的专用检测器。近年来在 FID的基础上发展了几种新型的氢火焰离子化检 测器,具有新的选择性;富氢FID(用于选择性 检测无机气体和卤代烃);氢保护气氛火焰离子 化检测器(简称HAFID,用于选择性检测有机金 属化合物、硅化合物);氧专一性火焰离子化检 测器(简称OFID,用于选择性检测含氧化合物)。 精品课件! 精品课件! ? 相对响应值 几乎所有挥发性的有机物在FID都有响应,尤 其同类化合物的相对喻应值都很接近,一般不用 校正因子就可以直接定量,而含不同杂原子的化 合物彼此相对响应值相差很大,定量时必须采用 校正因子。

此文关键字:赢德体育官方网站