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氣相色譜儀吹掃捕集進(jìn)樣系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)分析

更新日期: 2018-10-18
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氣相色譜儀吹掃捕集進(jìn)樣是將惰性氣體或氮氣連續(xù)不斷地通入液體或固體樣品中,將揮發(fā)性組分從樣品基質(zhì)中吹掃出來,隨氣流進(jìn)入捕集阱,捕集阱采用吸附劑或低溫冷阱對吹掃出來的揮發(fā)性組分進(jìn)行捕集,再經(jīng)熱解吸將組分送入氣相色譜儀進(jìn)行分析。吹掃捕集進(jìn)樣系統(tǒng)由樣品瓶、捕集阱、連接管路、閥、捕集阱與色譜柱連接的接口等組成。
 
一、捕集阱:
捕集阱由吸附管和吸附劑等組成。
 
1、吸附管:
 
在吸附管內(nèi)樣品流經(jīng)的路徑上,若待測組分活性大或在吸附管內(nèi)壁易冷凝,會使樣品有損失或轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì)。
 
(1)在80℃時,不銹鋼材料對鹵代烴具有反應(yīng)活性。
 
(2)聚四氟乙烯材料的溫度特性很好,惰性非常好,但小分子鹵代烴(如二氯甲烷)對聚四氟乙烯具有滲透性。
 
(3)高純鎳材料的惰性好,但若鎳材料表面有水,經(jīng)高溫產(chǎn)生活化點,對溴化物會產(chǎn)生明顯影響,不能在高于100℃時和水共存的情況下使用。
 
(4)彈性硅材料的去活性很好,但脆性較大。如果將它內(nèi)襯在不銹鋼管中使用就成為吹掃捕集技術(shù)中好的材料,具有很好的去活性、耐用性和熱穩(wěn)定性等,樣品不會在吸附管內(nèi)壁產(chǎn)生殘存。
 
2、吸附劑:
 
早期的吸附管內(nèi)填充的吸附劑是Tenax、硅球和活性炭等,它們的捕集效率很好。Tenax可吸附捕集在常溫下是液體的化合物,硅球可吸附捕集在常溫下是氣體的化合物,活性炭可吸附捕集鹵代烴(如二氯二氯乙烷)。
 
樣品中的水蒸氣對硅球和活性炭產(chǎn)生的干擾非常明顯,特別是使用選擇性檢測器時。吹掃捕集進(jìn)樣分析中,樣品中的水與揮發(fā)性組分一起被捕集并熱解吸進(jìn)入氣相色譜儀,水會影響色譜柱性能,使分辨率變差,基線漂移,噪聲增大。20世紀(jì)80年代后期,采用疏水性吸附劑(如碳分子篩)來代替硅球和活性炭。疏水性吸附劑在吹掃捕集過程中只吸附很少的水,大部分水被排空,這樣熱解吸時進(jìn)入氣相色譜儀中的少量水就達(dá)到可接受的水平。
 
選擇吸附劑時,既要考慮吸附劑的疏水性,又要考慮吸附能力。吸附劑應(yīng)具有較大的吸附容量和較高的熱解吸效率。
 
二、捕集阱與色譜柱連接的接口:
早期的捕集阱與色譜柱連接的接口是一段很短的填充柱,與色譜柱入口垂直連接,吸附管直徑與接口一致。此接口與填充色譜柱連接具有安裝簡單、操作靈活和可使用注射器進(jìn)行非吹掃捕集直接進(jìn)樣等特點,但毛細(xì)管柱不適合使用此接口。因為毛細(xì)管柱使用的載氣流量較低(1~10mL/min),熱解吸出來的待測組分在接口和傳輸管路中的停留時間較長,并暴露在進(jìn)口熱金屬表面的不利環(huán)境中。
 
捕集阱與毛細(xì)管柱連接的接口有分流接口和冷聚焦接口等。
 
1、分流接口:
 
增加的載氣流量有利于待測組分在捕集阱中熱解吸。在毛細(xì)管柱入口分流,使毛細(xì)管柱和檢測器的載氣流量達(dá)到匹配。
 
2、冷聚焦接口:
 
若毛細(xì)管柱的載氣流量小于5mL/min,可采用低溫冷阱對熱解吸組分進(jìn)行二次冷聚焦。冷聚焦接口是目前分析低濃度揮發(fā)性有機物有效的技術(shù)之一。
 
冷聚焦接口通常是一根去活性的石英玻璃毛細(xì)管空心柱即聚焦毛細(xì)管柱,直接與毛細(xì)管色譜柱連接。通常使用壓縮泵將液氮輸送到聚焦毛細(xì)管柱外壁上的區(qū)域,溫度可降至-160℃。當(dāng)熱解吸組分流經(jīng)冷聚焦接口時,待測組分被二次濃縮而載氣直接通過接口,濃縮完成后停止輸送液氮并快速升高接口溫度(1000℃/min),將濃縮的組分熱解吸出來,全部集中注入毛細(xì)管柱中,在柱內(nèi)形成一段緊湊的樣品塞。
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