色谱分析仪基础知识培训
在线色谱分析仪基础知识
色谱法,又称色层法或层析法，是一种物理化学分析法，它利用不同溶质（样品）与固定相和流动相之间的作用力（分配、吸附、离子交换等）的差别，当两相做相对移动时，各溶质在两相间进行多次平衡，使各溶质达到相互分离。它的英文名称为：chromatography 这个词来源于希腊字chroma和graphein，直译成英文时为color和writing两个字;直译成中文为色谱法。但也有人意译为色层法或层析法。
1906年由俄国科学家茨维特研究植物色素分离，提出色谱法概念；他在研究植物叶的色素成分时，将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直立玻璃管，然后加入油醚使其自由流下，结果色素中各组分互相分离形成各种不同颜色的谱带。按光谱的命名式，这种法因此得名为色谱法。以后此法逐渐应用于无色物质的分离，“色谱”二字虽已失去原来的含义，但仍被人们沿用至今。
茨维特经典色谱分析实验示意图
9.1基础知识
固定相——色谱法中，静止不动的一相（固体或液体）称为固定相（stationary phase）；流动相——运动的一相（一般是气体或液体）称为流动相（mobile phase）。
按固定相的几形式色谱分析法分为：
柱色谱法(column chromatography)
柱色谱法是将固定相装在一金属或玻璃柱中或是将固定相附着在毛细管壁上做成色谱柱，试样从柱头到柱尾沿一个向移动而进行分离的色谱法。目前在线色谱仪采用的是柱色谱法。
纸色谱法（paper chromatography）
纸色谱法是利用滤纸作固定液的载体，把试样点在滤纸上，然后用溶剂展开，各组分在滤纸的不同位置以斑点形式显现，根据滤纸上斑点位置及大小进行定性和定量分析。
薄层色谱法(thin-layer chromatography, TLC)
薄层色谱法是将适当粒度的吸附剂作为固定相涂布在平板上形成薄层，然后用与纸色谱法类似的法操作以达到分离目的。
简单的说，色谱分析仪就是基于色谱法原理用色谱柱先将混合物分离开来，然后再用检测器对各组分进行检测。与前面介绍的几种气体成分分析仪不同，色谱分析仪能对被测样品进行全面的分析，既能鉴定混合物中的各种组分，还能测量出各组分的含量。因此色谱分析仪在科学实验和工业生产中应用的越来越广泛。
色谱分离基本原理：
由以上法可知，在色谱法中存在两相，一相是固定不动的，我们把它叫做固定相；另一相则不断流过固定相，我们把它叫做流动相。
色谱法的分离原理就是利用待分离的各种物质在两相中的分配系数、吸附能力等亲和能力的不同来进行分离的。
使用外力使含有样品的流动相（气体、液体）通过一固定于柱中或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。当流动相中携带的混合物流经固定相时，混合物中的各组分与固定相发生相互作用。
由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中先后流出，色谱柱的出口安装一个检测器，当有组分从色谱柱流入检测器中，检测器将输出对应于该组分浓度人小的电信号，通过记录仪把各个组分对应的输出信号记录下来，就形成了色谱图，如下图所示。根据各组分在色谱图中出现的时问以及峰值大小可以确定混合物的组成以及各组分的浓度。
混合物在色谱柱中的分离过程示意图
色谱仪的分类
色谱分析法有很多种类，从不同的角度出发可以有不同的分类法。从两相的状态分类：色谱法中，流动相可以是气体，也可以是液体，由此可分为气相色谱法（GC）和液相
色谱法（LC），我们工业上常用的在线色谱仪一般都是气相色谱仪。固定相既可以是固
体，也可以是涂在固体上的液体，由此又可将气相色谱法和液相色谱法分为气-液色谱、气-固色谱、液-固色谱、液-液色谱。
气相色谱仪组成部分：
气相色谱仪的构成简图
①气源和载气的控制和测量
气源多采用高压瓶(氢、氮、氩等)做高纯气的储存器，并装有减压阀，使高压气体减压成低压气体(0．1-O．5MPa)以供使用。钢瓶供给的气体称为流动相，又称载气。载气的作用
主要是把样品输送到色谱柱和检测器中。
②流量调节阀
可以调节载气的流速，常用的有稳压阀和针形阀。流速计用以测量载气流速。常用的有转子流量计和皂膜流速计等。
③色谱柱和恒温器
色谱柱的作用是把混合物分离成单一组分。一般常用不锈钢管或铜管填充固定相构成，管子成U型或螺丝形。一般柱管径为2—8mm，还有径更小的称为毛细管色谱柱，柱管长度一般为1-4m或更长。
恒温器为了保持色谱柱或检测器的温度恒定，色谱柱和检测器多置于恒温器。一般常采用空气恒温式。
进样器把样品通进色谱柱的元件称进样器，对于在线气相色谱仪进样工具常有流路切换阀、柱且阀、定量管等
④检测器
检测器又称鉴定器是用来检测柱后流出的组分，并以电压或电流信号显示出来，常用的检测器有热导池式；氢火焰离子化式；电子捕获式和火焰光度式检测器数种。
⑤自动记录仪
记录仪的作用是将检测器输出的信号记录下来，作为定性，定量分析的依据。不过当今的在线色谱仪都不配备自动记录仪，取而代之的是大尺寸的LCD显示屏或上位机，但都留有自动记录仪的接口。
9.2气相色谱仪常用的检测器
检测器（detector ）——能检测色谱柱流出组分及其量的变化的器件，又称鉴定器。是检测色谱分离组分物理或化学性质或含量变化（多数情况是将其转化为相应的电压、电流信号）的一种仪器装置。它是色谱系统中的关键部件，色谱分离过程的眼睛。
对检测器的要：灵敏度高，线性围宽，重现性好，稳定性好，响应速度快，对不同物质的响应有规律性及可预测性。
检测器的分类
目前最常用的是热导池检测器、火焰离子化检测器等。具体原理和使用围如下：
热导池检测器(Thermal Conductivity Detector，TCD)，由于它结构简单，灵敏度适宜，稳定性较好，线性围较宽，适用于无机气体和有机物，它既可做常量分析，也可做微量分析，最小检测量mg/ml数量级，操作也比较简单，因而它是目前应用相当广泛的一种检测器。
TCD检测器的结构及测量示意图
火焰离子检测器（flame ionization detector，FID）是气体色谱检测仪中对烃类(如丁烷,己烷)灵敏度最好的一种手段，广泛用于挥发性碳氢化合物和多含炭化合物的检测。FID 用氢气作为燃烧气，其中掺有氦气，氮气等洗脱剂，在一个圆筒状的电极里的喷嘴处燃烧。喷嘴与电极间电压高达几百伏，当含碳溶质在喷嘴处燃烧时，产生的电子/离子对被喷嘴和电极处收集起来产生电流，该电流被放大并传送到记录仪或电脑数据采集系统的A/D转换器处。它对电离势低于H2的有机物产生响应，而对无机物、久性气体和水基本上无响应，
所以火焰离子化检测器只能分析有机物（含碳化合物），不适于分析惰性气体、空气、水、CO、CO2、CS2、NO、SO2及H2S等。
FID检测器的工作原理图
总而言之，检测器的发展面，均向着高灵敏度，高重复性，反应快，线性宽等的向发展．并且，正逐渐洐生出专门分析某些化合物的检测器。
9.3色谱柱（chromatographic column）
色谱柱——装填有固定相用以分离混合组分的柱管。多为金属或玻璃制作。有直管形、盘管形、U形管等形状。
气相色谱柱的分类
色谱柱是由柱管和固定相组成，按照拄管的粗细和固定相的填充式分为：填充柱、毛细管柱。
9.4气相色谱仪的载气
作为气相色谱载气的气体，要求要化学稳定性好；纯度高；价格便宜并易取得；能适合于所用的检测器。常用的载气有氢气、氮气、氩气、氦气、二氧化碳气等等。其中氢气和氮气价格便宜，性质良好，是用作载气的良好气体。
氢气
由于它具有分子量小，分子半径大，热导系数大，粘度小等特点，因此在使用TCD时常采用它作载气。在FID中它是必用的燃气。氢气的来源目前除氢气高压钢瓶外，还可以采用电解水的氢气发生器，氢气易燃易爆，使用时，应特别注意安全。
氮气
由于它的扩散系数小，柱效比较高，致使除TCD外，在其他形式的检测器中，多采用氮气作载气。它之所以在TCD中用的较少，主要因为氮气热导系统小，灵敏度低，但在分析H2时，必须采用N2作载气，否则无法用TCD解决H2的分析问题。
氦气
从色谱载气性能上看，与氢气性质接近，且具有安全性高的优秀特点。但由于价格较高，使用较少。
载气种类的原则
选择种气体作载气，首先要考虑使用种检测器。
使用热导池检测器（TCD）时，选用氢或氦作载气，能提高灵敏度，氢载气还能延长热敏元件钨丝的寿命；
氢火焰检测器（FID）宜用氮气作载气，也可用氢气；
电子捕获检测器(ECD)常用氮气纯度大于；
火焰光度检测器（PFD）常用氮气和氢气:
扩散系数与载气性质有关，与载气的摩尔质量平根成反比，所以选用摩尔质量大的载气、可以减小分子扩散系数，提高柱效、但选用摩尔质量小的载气，使分子扩散系数增大，会使气相传质阻力系数减小，使柱效提高。因此使用低线速载气时，应选用摩尔质量大的，使用高线速时，宜选用摩尔量小的。
载气纯度的选择
原则上讲，选择气体纯度时，主要取决于：
①分析对象；
②色谱柱中填充物；
③检测器。
建议在满足分析要求的前提下，尽可能选用纯度较高的气体。这样不但会提高（保持）仪器的高灵敏度，而且会延长色谱柱，整台仪器（气路控制部件，气体过滤器）的寿命。
实践证明，作为中高档仪器，用于微量分析，长期使用较低纯度的气体气源，一旦要求分析低浓度的样品时，要想恢复仪器的高灵敏度有时十分困难。对于低档仪器，作常量或半微量分析，选用高纯度的气体，不但增加了运行成本，为了纯化气体还需要增加净化器，这样增加了气路的复杂性，更容易出现漏气或其他的问题而影响仪器的正常操作。因此不推荐对这样的色谱载气进行纯化。另外，为了某些特殊的分析目的要求特意在载气中加入某些“不纯物”，如：分析极性化合物添加适量的水蒸气，操作火焰光度检测器（FPD）时，为了提高分析硫化物的灵敏度，而添加微量硫。操作氦离子化检测器要氖的含量必须在5~25ppm，否则会在分析氢，氮和氩气时产生负峰或“W”形峰等。
气体纯度低的不良影响
根据分析对象，色谱柱的类型，操作仪器的挡次和具体检测器，若使用不合要求的低纯度气体，不良影响有以下几种可能：
样品失真或消失：如H2O气使氯硅样品水解；
色谱柱失效：H2O，CO2使分子筛柱失去活性，H2O气使聚脂类固定液分解，O2使PEG断链。
有时某些气体杂质和固定液相互作用而产生假峰；
对柱保留特性的影响：如：H2O对聚乙二醇等亲水性固定液的保留指数会有所增加，载气中氧含量过高时，无论是极性或是非极性固定液柱的保留特性，都会产生变化，使用时间越长影响越大。
检测器：
TCD：信噪比减小，无法调零，线性变窄，文献中的校正因子不能使用，氧含量过大，使元件在高温时加速老化，减少寿命。
FID：特别是在11
≤/秒下操做时，CH4等有机杂质，会使基流激增，噪声加大
?
10
t D-
1
不能进行微量分析。
ECD：载气中的氧和水对检测器的正常工作影响最大，在不同的供电工作式中，脉冲供电比直流电压供电影响大，固定基流脉冲调制式供电比脉冲供电影响大。这就是为什么目前诸多在操作固定基流脉冲调制式ECD时，在载气纯度低时必须把载气纯度选择开关从“标准氮”拨到“一般氮”位置的原因。大家会发现在此情况下操作，不但灵敏度变低，而且线性亦变窄了。实践证明：在操作ECD时，载气中的水含量低于0.02ppm,氧低于1ppm时可达到较理想的性能。值得指出的是,我们多次发现由于仪器的调节气路系统被污染而造成的对载气的二次污染至使ECD基频大幅度增加使信燥比减小。
FPD和NPD等常用检测器,由于他们属于选择性检测器,操做时要根据分析要求,特别注意被测敏感物质中杂质的去除。
9.5在线工业色谱仪系统的一般构成及其工作过程
在线工业色谱测量系统框图
上图是在线工业色谱测量系统的常见结构图，现在工业中常用的在线色谱测量系统大致都与它相同。其工作过程如下：
工艺气体经取样和预处理装置变成洁净、干燥的样品连续流过定量管，取样定量管中的样品在载气的携带下进入色谱柱系统。样品中的各组分在色谱柱中进行分离，然后依次进入检测器。检测器将组分的浓度信号转换成电。微弱的电信号经放大电路后进入数据处理部件，最后送主机的液晶显示器显示，并以模拟或数字信号形式输出。程序控制器按预先安排的动作程序控制系统中各部件自动、协调、期地工作。温度控制器对恒温箱温度进行控制。图中的两个虚线框分别表示工业色谱仪主机中的分析器部分和控制部分。
9.6色谱仪的谱图及流出曲线
谱图——色谱分析仪进样后色谱柱流出物通过检测器时产生的响应信号对时间或载气流出体积的关系曲线称为色谱图。
流出曲线——色谱图中检测器随时间输出的响应信号曲线为色谱流出曲线。
基线——当没有样品组分进入检测器时，色谱流出曲线只是一条反应仪器噪声随时间变化的曲线（仅有载气通过检测器时系统产生的响应信号曲线，称为基线。
典型色谱流出曲线图
上图中各序号代表的概念名称及其含义：
1——死时间（t M）不被固定相吸附或溶解的惰性组分（空气等），从进样开始到流出曲线浓度极大值之间的时间，它正比于色谱柱系统中空隙体积的大小。
2——保留时间（t R）指被分析样品从进样开始到该组分流出曲线浓度极大值之间的时间。
)扣除死时间后的保留时间。
3——校正保留时间('t
R
4——峰宽（Y）从流出曲线的拐点作切线与基线相交的两点间的距离。
5——半峰宽(
Y)峰高一半处的色谱峰的宽度。
2/1
6——峰高（h）样品组分流出最大浓度时，检测器的输出信号。
色谱分析仪基础知识培训
在线色谱分析仪基础知识 色谱法,又称色层法或层析法，是一种物理化学分析法，它利用不同溶质（样品）与固定相和流动相之间的作用力（分配、吸附、离子交换等）的差别，当两相做相对移动时，各溶质在两相间进行多次平衡，使各溶质达到相互分离。它的英文名称为：chromatography 这个词来源于希腊字chroma和graphein，直译成英文时为color和writing两个字;直译成中文为色谱法。但也有人意译为色层法或层析法。 1906年由俄国科学家茨维特研究植物色素分离，提出色谱法概念；他在研究植物叶的色素成分时，将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直立玻璃管，然后加入油醚使其自由流下，结果色素中各组分互相分离形成各种不同颜色的谱带。按光谱的命名式，这种法因此得名为色谱法。以后此法逐渐应用于无色物质的分离，“色谱”二字虽已失去原来的含义，但仍被人们沿用至今。 茨维特经典色谱分析实验示意图 9.1基础知识 固定相——色谱法中，静止不动的一相（固体或液体）称为固定相（stationary phase）；流动相——运动的一相（一般是气体或液体）称为流动相（mobile phase）。 按固定相的几形式色谱分析法分为： 柱色谱法(column chromatography)
柱色谱法是将固定相装在一金属或玻璃柱中或是将固定相附着在毛细管壁上做成色谱柱，试样从柱头到柱尾沿一个向移动而进行分离的色谱法。目前在线色谱仪采用的是柱色谱法。 纸色谱法（paper chromatography） 纸色谱法是利用滤纸作固定液的载体，把试样点在滤纸上，然后用溶剂展开，各组分在滤纸的不同位置以斑点形式显现，根据滤纸上斑点位置及大小进行定性和定量分析。 薄层色谱法(thin-layer chromatography, TLC) 薄层色谱法是将适当粒度的吸附剂作为固定相涂布在平板上形成薄层，然后用与纸色谱法类似的法操作以达到分离目的。 简单的说，色谱分析仪就是基于色谱法原理用色谱柱先将混合物分离开来，然后再用检测器对各组分进行检测。与前面介绍的几种气体成分分析仪不同，色谱分析仪能对被测样品进行全面的分析，既能鉴定混合物中的各种组分，还能测量出各组分的含量。因此色谱分析仪在科学实验和工业生产中应用的越来越广泛。 色谱分离基本原理： 由以上法可知，在色谱法中存在两相，一相是固定不动的，我们把它叫做固定相；另一相则不断流过固定相，我们把它叫做流动相。 色谱法的分离原理就是利用待分离的各种物质在两相中的分配系数、吸附能力等亲和能力的不同来进行分离的。 使用外力使含有样品的流动相（气体、液体）通过一固定于柱中或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。当流动相中携带的混合物流经固定相时，混合物中的各组分与固定相发生相互作用。 由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中先后流出，色谱柱的出口安装一个检测器，当有组分从色谱柱流入检测器中，检测器将输出对应于该组分浓度人小的电信号，通过记录仪把各个组分对应的输出信号记录下来，就形成了色谱图，如下图所示。根据各组分在色谱图中出现的时问以及峰值大小可以确定混合物的组成以及各组分的浓度。
色谱分析仪的工作原理及特点
色谱分析技术是一种多组分混合物的分离、分析的技术。它主要利用样品中各组份的沸点、极性及吸附系数在色谱柱中的差异，使各组份在色谱柱中得到分离，并对分离的各组分进行定性、定量分析。 色谱分析仪以气体作为流动相（载气），当样品被送入进样器并气化后由载气携带进入填充柱或毛细管柱，由于样品中各组份的沸点、极性及吸附系数的差异，使各组份在柱中得到分离，然后由接在柱后的检测器根据组份的物理化学特性，将各组份按顺序检测出来，最后将转换后的电信号送至色谱工作站，由色谱工作站将各组份的气相色谱图记录并进行分析，从而得到各组份的分析结果。 其工作原理简图如下图所示： 工作原理简图 由于该分析方法具有分离效能高、分析速度快、样品用量少等特点，已广泛应用于石油化工、生物化学、医药卫生、卫生检疫、食品检验、环境保护、食品工业、医疗临床等部门。气相色谱法在这些领域中较好地解决了工业生产的中间体和工业产品的质量检验、科学研究、公害检测、生产控制等问题。
色谱分析仪的特点 采用了全新的工业造型、电子线路，并将当今的IP技术应用于色谱分析仪。仪器采用了最新的高集成度的工业级芯片、总线技术、以太网以及数据处理技术，优化了温控程序和气路控制，从根本上提高了仪器的可靠性和可维护性。 色谱分析仪有如下功能和特点（部分功能需选配专用工作站）： 1. 采用了技术先进的10/100M自适应以太网通信接口、并内置IP协议栈、使仪器可以轻松的通过企业内部局域网、互联网实现远距离的数据传输；方便了实验室的架设、简化了实验室的配置、方便了分析数据的管理。 2. 仪器内部设计3个独立的连接进程，可以连接到本地处理（实验室现场）、单位主管（如质检科长、生产厂长等）、以及上级主管（如环保局、技术监督局等），可以方便地使单位主管和上级主管实时监控仪器的运行以及分析数据结果。 3. 仪器选配的NetChrom TM工作站可以同时支持多台色谱分析仪工作，实现数据处理以及控制，简化了文档管理，并最大程度地降低了用户的实验室投资以及运行费用。 4. 系统具有中、英文操作系统，用户可根据需要自行切换。 5. 控温区域可由用户自由命名，方便用户的使用。 6. 仪器采用了多处理器并行工作方式，使仪器更加稳定可靠；可满足复杂样品分析，可选配多种高性能检测器，如FID、TCD、ECD、FPD和NPD，最多可同时安装四个检测器。也可采用检测器追加方式，在仪器购入后很方便地选购、安装其它检测器。 7. 仪器采用模块化的结构，设计明了、更换升级方便，保护了投资的有效性。 8. 全新的微机温度控制系统，控温精度高，可靠性和抗干扰性能优越；具有六路完全独立的温度控制系统，可实现十六阶程序升温，使该设备能胜任更大范围的样品分析；具有柱箱自动后开门系统，使低温控制精度得到提高，升/降温速度更快。
气相色谱基础知识
气相色谱基本知识 1、什么是气相色谱法 以气体为流动相（称载气）的色谱分析法称气相色谱法（GC ）。 2.、气相色谱是基于时间的差别进行分离 在加温的状态下使样品瞬间气化，由载气带入色谱柱，由于各组分在固定相与流动相（载气）间相对吸附能力/保留性能不同而在两相间进行分配，在色谱柱中以不同速度移动，经一段时间后得到分离，再依次被载气带入检测器，将各组分的浓度或质量转换成电信号变化并记录成色谱图，每一个峰代表最初混合物中不同的组分。峰出现的时间称为保留时间（t R ），可以用来对每个组分进行定性，根据峰的大小（峰面积）对每个组分进行定量。 涉及的几个术语： 固定相（stationary phase ）： 在色谱分离中固定不动、对样品产生保留的一相； 流动相（mobile phase ）：与固定相处于平衡状态、带动样品向前移动的另一相； 色谱图：若干物质的流出曲线，即在不同时间的浓度或响应大小； 保留时间 （retention time ，t R ）：样品注入到色谱峰最大值出现的时间； 3、气相色谱法特点 3.⒈选择性高：能分离同位素、同分异构体等物理、化学性质十分相近的物质。 3.⒉分离效能高：一次可进行含有150多个组分的烃类混合物的分离分析。 3.⒊灵敏度高：气相色谱可检测11 10 -～13 10 -ｇ的物质。 3.⒋分析速度快：一般几分钟或几十分钟便可完成一个分析周期。 3.⒌应用范围广：450℃以下有不低于27～330Pa 的蒸气压，热稳定性好的物质。
3.⒍缺点：不适应于大部分沸点高的和热不稳定的化合物；需要有已知标准物作对照。 4、气相色谱系统 主要包括五大系统：载气系统、进样系统、分离系统、检测系统和记录系统。基本流程如下 脱水管限流器 4.1、载气系统： 可控而纯净的载气源。载气从起源钢瓶/气体发生器出来后依次经过减压阀、净化器、气化室、色谱柱、检测器，然后放空。 载气必须是纯洁的（99.999%），要求化学惰性，不与有关物质反应。载气的选择除了要求考虑对柱效的影响外，还要与分析对象和所用的检测器相配。常用的载气有氢气、氮气、氦气等惰性气体。一般用热导检测器时，使用氢气、氦气，其它检测器使用氮气， 净化器：多为分子筛和活性碳管的串联，可除去水、氧气以及其它杂质。 4.2、进样系统： 包括气化室和进样装置，保证样品瞬间完全气化而引入载气流。常以微量注射器(穿过隔膜垫)将液体样品注入气化室。 进样条件的选择:影响色谱的分离效率以及分析结果的精密度和准确度 气化室温度：一般稍高于样品沸点，保证样品瞬间完全气化； 进样量：不可过大，否则造成拖尾峰，进样量不超过数微升；柱径越细，进样量应越少；采用毛细管柱时，应分流进样以免过载； 进样速度（时间）：1秒内完成，时间过长可引起色谱峰变宽或变形。 4.3分离系统： 分离系统是色谱分析的心脏部分，是在色谱柱内完成试样的分离，因为大多数分离都强烈
仪器分析_色谱习题答案
色谱分析习题 一、填空题 1、调整保留时间是减去死时间的保留时间。 2、气相色谱仪由五个部分组成，它们是气路、进样、分离、监测、记录 3、在气相色谱中，常以理论塔板数和理论塔板高度来评价色谱柱效能，有时也用有效塔板数表示柱效能。 4、高效液相色谱是以液体为流动相，流动相的选择对分离影响很大。 5、在线速度较低时，分子扩散项是引起色谱峰扩展的主要因素，此时宜采用相对分子量大的气体作载气，以提高柱效。 6、不被固定相吸附或溶解的气体(如空气、甲烷),从进样开始到柱后出现浓度最大值所需的时间称为___死时间____。 7、描述色谱柱效能的指标是__色谱柱___，柱的总分离效能指标是_分离度__。 8、气相色谱的浓度型检测器有 TCD， ECD ；质量型检测器有 FID ， FPD ；其中FID对大多数有机化合物的测定灵敏度较高；ECD只对电负性有响应 二、选择题 1、色谱法分离混合物的可能性决定于试样混合物在固定相中__D____的差别。 A. 沸点差， B. 温度差， C. 吸光度， D. 分配系数。 2、选择固定液时，一般根据_C____原则。 A. 沸点高低， B. 熔点高低， C. 相似相溶， D. 化学稳定性。 3、相对保留值是指某组分2与某组分1的__A_____。 A. 调整保留值之比， B. 死时间之比， C. 保留时间之比， D. 保留体积之比。 4、气相色谱定量分析时_B__要求进样量特别准确。 A.内标法； B.外标法； C.面积归一法。 5、在气-液色谱中，为了改变色谱柱的选择性，主要可进行如下哪种（些）操作？（ ABC） A. 改变固定相的种类 B. 改变载气的种类和流速 C. 改变色谱柱的柱温 D. （A）和（C） 6、进行色谱分析时，进样时间过长会导致半峰宽_B__。 A. 没有变化， B. 变宽， C. 变窄， D. 不成线性 7、在气液色谱中，色谱柱的使用上限温度取决于 _D__ A.样品中沸点最高组分的沸点， B.样品中各组分沸点的平均值。 C.固定液的沸点。 D.固定液的最高使用温度 8 、分配系数与下列哪些因素有关_ABD__ A.与温度有关； B.与柱压有关； C.与气、液相体积有关； D.与组分、固定液的热力学性质有关。
岛津气相色谱仪基础知识
岛津气相色谱仪基础知识
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第一部分 色谱原理和基本构成
色谱起源
石油醚
色素 碳酸钙颗粒
色谱 组分
3
色谱定义
? 色谱法：利用组分在两相间分配系数不同而进行分离的技术 ? 流动相：携带样品流过整个系统的流体 ? 固定相：色谱柱固定相，静止不动的一相
色谱是一种分离技术 色谱主要是对混合物中的目标物进行分离和定量
4
GC vs HPLC
气相色谱：以气体作为流 动相的色谱分离方法
) 适用于沸点较低、热稳定性好的 中小分子化合物的分析
) 流动相只具有运载样品分子的作用
液相色谱：以液体作为流动相 的色谱分离方法
) 适用于高沸点、大分子、热稳定性差 的化合物的分析
) 流动相具有运载样品分子和选择性分 离的双重作用
5
色谱法特点
? 分离效率高 ? 分析速度快 ? 检测灵敏度高 ? 样品用量少 ? 选择性好 ? 多组分同时分析 ? 易于自动化
6
气相色谱构成示意图
气相色谱主机 温度控制区
钢瓶 He,N2
载气 控制
进样口
载气控制：手动、数字
色谱柱
检测器
数据 处理
进样口：分流/不分流进样口、填充柱进样口、程序升温进样口
色谱柱：填充柱、毛细柱
检测器：FID、TCD、ECD、FPD、FTD
数据处理： GCsolution、GCsolution Lite
7
气相色谱基本流路图
分流/不分流进样口
载气 石英棉
隔垫吹扫出口
分流出口 F1 玻璃衬管
FID检测器
空气400-600mL/min 氢气40-60mL/min
尾吹气约35mL/min
F2 毛细柱
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色谱分析仪
EnCal3000 在线色谱分析仪
王勇
Elster-Instromet
April 2010 Taylor.Zhang, Copyright ? 2010 Elster Group All Rights Reserved. Elster and its logo, are trademarks of Elster Group
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EnCal3000 培训内容 ? 使用色谱的意义 ? 国内能量计量现状 ? ELSTER 色谱简介 ? 燃气色谱分析仪工作原理 ? EnCal3000 构造 ? EnCal3000 安装 ? EnCal3000 与计算机的配合 ? RGC3000 组态软件
March 2009 K.Y. Chan, Copyright ? 2009 Elster Group All Rights Reserved. Elster and its logo, are trademarks of Elster Group
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使用色谱的意义
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使用色谱的意义
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气相色谱基础知识介绍
1. 极性和非极性是怎么区别的啊？能不能列举一些实例，并且极性和非极性分别用什么检 测器比较好。 2.哪些检测器对组分有破坏?能否举个例子说明一下！ 3.质量型检测器和浓度型检测器是怎么区分的？能不能具体分析一下？ 4.我很想知道样品进入检测器后会发生一个什么过程来检测？也就是说样品、空气、氢 气、载气各自发生了什么变化！ 5.我们检测一般用到的载气多为氮气，而一些国外标准中多用氦气，请问两者在检测限 度时差别是否很大？是否影响定量限与检测限的设定？对定量分析是否有影响？ 6.有些检测还会用到氢气做载气，我想问一下，载气的选择根据是什么呀？与检测的组 分有关系吗？还是与检测器有关系？各种柱子是否有固定的载气呀？还是都可以使用？ 7.能否简单的解释下常用的检测器产生信号的原理吗？ 8.PID-光电离检测器的原理是什么？对醛或酮的硝基苯腙的衍生物的灵敏度高吗？ 9.为什么顶空进样总是有残留，怎么解决？怎么处理突然出现的分流不稳造成的误差？ 10.质量型检测器的峰面积随流速基本不变，我看外标法的定量中都是根据峰面积来计 算的啊。请问该怎么理解？ 11.能不能把相关的术语也列出来，最好中英文的都有！ 12.FID检测的三乙胺、二氯甲烷残留保留时间是不是不稳定？重现性差的主要原因是什 么 13.我们公司在用DID检测器国内没有查到相关资料您能帮我介绍下原理性能吗 14.如何维护FPD检测器？？ 15.根据样品,如何选择相应的检测器?选择的依据是什么? 16.用ECD检测农药残留，如果全部用丙酮提取，对ECD检测器的损害程度大吗？ 17.ECD和NPD最快的平衡方式是什么？ 18.方法检出限该如何做？最好能有个例子，让人一目了然的，定义太多太抽象，难理 解 19.用GC-MSD对植物组织做分析，预处理该怎么做？用什么溶剂好？由于是对未知物 的分析，在定容时怎么确定浓度？ 20.质量型检测器和浓度型检测器是怎么区分的？能不能具体分析一下？主要是进样量、 算法等 21.NPD也是破坏型的？能不能请教下咋样破坏的？ 22.在炼油装置中经常会对生产过程中的气体进行检测，比如：氢气，液化气，干气等 气体组成，能否针对气相色谱在此领域的适用性，检测方法的异同进行讲解，谢谢 23.我需要检测保鲜剂对密闭容器中氧气的吸收效率，请问气相色谱配那个检测器会比 较好呢？理由说明。 24.气相色谱图中峰拖尾，所有峰都拖尾，原因是什么？衬管脏？柱头污染？超载？…… 我们的仪器是Agilent6890N，FID检测器，柱子为常规的毛细管柱，分析药材挥发油中某个成分的含量，请详细分析都有哪些原因造成峰拖尾，排查原因的方法，等 25.如果甲烷的峰高小于6uV，即小于3倍的基线波动范围，还能这样算吗？“能检测到 的、浓度很低的标准样品”，“能检测到”是什么意思？只要大于基线波动就可以吗？ 26.气相色谱法测定物质含量的时候怎么来保证检测质量，也就是除了用标准样品来表 征自己的检测结果是否准确外，有没有别的方法可以确保一下检测结果。 27.工作中自己装填的色谱填充柱工作一段时间后，组分响应值变化较大是什么原因？还有 有没有比较简单、客观评价柱子好坏的方法。
SP-3420气相色谱分析仪
SP-3420气相色谱分析仪作业指导书 1 范围 规定了SP-3420气相色谱分析仪的操作要求。 适用于能源中心制氧分厂SP-3420气相色谱分析仪操作。 2管理职责 检验人员负责SP-3420气相色谱分析仪的操作，并填写记录。 3工作程序 3.1工作步骤 3.2作业准备 3.2.1工具、材料、备品备件及设备准备 3.2.2作业人员的准备 a.按规定穿戴好防护用品，女工发辫要放入帽内。 b.确认材料、工具齐全完好，仪器稳定，在有效期。 c.由班长、安全员召开班前会，了解人员精神状态，危险预知情况，做好班前会 记录。 3.3SP-3420气相色谱分析仪分析原理 样品气通过甲烷化转化器，将一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物转化为甲烷，经色谱柱进入火焰离子化检测器进行测定。
反应方程式： N i催化剂 CO+3H2─────→ CH4+H20 350～380℃ N i催化剂 CO2+4H2─────→ CH4+2H20 350～380℃ 4m-n 350～380℃ Cmhn+ ─→ H2 ─────→ mcH4 2 Ni催化剂 注：Cmhn为饱和烃或不饱和烃 3.4操作前的准备 3.4.1确认作业环境通风良好，无易燃、易爆气体。 3.4.2确认气体管路正确连接好及整个系统密闭，没有渗漏。 3.4.3确认电源线、插座，无老化、漏电现象。 3.4.4确认被测气瓶标识正确，不明气体不能分析。 3.5操作步骤 3.5.1调节载气流量，使主机柱前压升至0.1Mpa，吹洗管道30分钟。 3.5.2开启仪器电源，显示器显示: 中分3000变压器色谱在线监测系统 技术说明书 河南省中分仪器有限公司 中分3000变压器油色谱在线监测系统技术说明 一、工作原理 中分3000色谱在线监测系统，采用经典的色谱分析原理，应用动态顶空脱气技术 和高灵敏度微桥式检测器，实现对变压器油中CH 4、C 2 H 2 、C 2 H 4 、C 2 H 6 、H 2 、CO、CO 2 、H 2 O、 O 2和N 2 十种组分的检测，既实现了油中溶解气体分析，又能够计算油中含气量，。整套 系统集色谱分析、专家诊断系统、自动控制、通讯技术于一体，通过对绝缘油中溶解气体的测量和分析，实现了对大型变压器内部运行状态的在线监控，能够及时发现和诊断其内部故障，随时掌握设备的运行状况。弥补了试验室色谱分析监测周期长的不足，为保证变压器安全经济运行和状态检修提供了技术支持。 二、工作流程 系统采用动态顶空脱气法，根据溶解平衡原理，任何气体都有各自的奥氏系数，经吹扫捕集后，所有气体都能从油中分离出来，脱气率遵守奥氏定律。中分3000色谱在线监测系统包含两套色谱分析模块，一套用于绝缘油分析，另一套用于含气量分析。所以系统需要分别执行完两个分析流程，一共实现九种气体分析。此外，系统地油路中串接了聚酯薄膜电容法水分传感器，可同时测量水活性(Aw)和温度(T)，然后根据这两个参数，计算中油中水分含量。 系统开机后，首先自检，然后启动环境、柱箱、脱气温控系统，整机稳定后，启动油路循环；变压器本体油样进入脱气装置，实现油气分离；脱出的样品气体组分经进入 绝缘油分析模块，经色谱柱分离，依次进入检测器，检测出CH 4、C 2 H 2 、C 2 H 4 、C 2 H 6 、H 2 、 CO、CO 2 七种特征气体，然后再次启动油路循环，变压器本体油样进入脱气装置，实现油气分离；脱出的样品气体组分经进入含气量分析模块，经色谱柱分离，依次进入检测 器，检测出O 2、N 2 两种特征气体，与此同时，油路中串接的聚酯薄膜电容法水分传感器， 同时测量水活性(Aw)和温度(T)，然后根据这两个参数，计算中油中水分含量。分析结果汇总后，通过通讯电缆或无线远程通讯系统，传输到后台监控工作站，可自动生成浓度变化趋势图，并通过专家智能诊断系统进行故障诊断。 三、系统特点 1、全组分分析，灵敏度高 系统应用基于最新的微结构技术开发的高灵敏度固态微桥式检测器，采用双臂结构，传感元件集成在固态硅芯片上，并线性分布，使传感元件尽可能的增加阻值，提高响应量，同时应用微结构池体，减小死体积，稳定流速，从而具有最佳的信噪比，可大大提高检测灵敏度，已接近试验室气相色谱水平，而且响应范围宽，能够实现变压器油中十种组分全分析。 气相色谱仪原理及步骤 一气相色谱仪的原理： 色谱分析是一种多组份混合物的分离、分析工具。它主要利用物 质的物理性质对混合物进行分离，测定混合物的各组份。并对混合物中的各组份进行定量、定性分析。气相色谱仪是以气体作为流动相(载气)。当样品被送入进样器后由载气携带进入色谱柱。由于样品中各组份在色谱柱中的流动相(气相)和固定相(液相或固相)间分配或 吸附系数的差异。在载气的冲洗下，各组份在两相间作反复多次分配，使各组份在色谱柱中得到分离，然后由接在柱后的检测器根据组份的物理化学特性，将各组份按顺序检测出来。 使用气相色谱法具有以下特点： 1.分离效能高。对物理化学性能很接近的复杂混合物质都能很好 地分离，进行定性、定量检测。有时在一次分析时可同时解决几十甚至上百个组分的分离测定。 2．灵敏度高。能检测出ppm级甚至ppb级的杂质含量 3 分析速度快。一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个样品的 测定。 4．应用范围广。气相色谱法可以分析气体、易挥发的液体和固体 样品。就有机物分析而言，应用最为广泛，可以分析约20％的有机物。此外，某些无机物通过转化也可以进行分析。 二步骤： （1）打开氮气、氢气、空气发生器的电源开关(或氮气钢瓶总阀)，调整输出压力稳定在0.4Mpa左右（气体发生器一般在出厂时已调整好，不用再调整）。 （2）打开色谱仪气体净化器的氮气开关转到“开”的位置。注意观察色谱仪载气B的柱前压上升并稳定大约5分钟后，打开色谱仪的电源开关。 （3）设置各工作部温度。TVOC分析的条件设置：(a)柱箱：柱箱初始温度50℃、初始时间10min、升温速率5℃/min、终止温度250℃、终止时间10min; (b)进样器和检测器：都是250℃。苯分析时的色谱条件：(a)柱箱：柱箱初始温度100℃、初始时间0min、升温速率0℃/min、终止温度0℃、终止时间0min; (b)进样器和检测器：都是150℃。（4）点火：待检测器（按“显示、换档、检测器”可查看检测器温度）温度升到100℃以上后，打开净化器上的氢气、空气开关阀到“开”的位置。观察色谱仪上的氢气和空气压力表分别稳定在0.1Mpa和0.15Mpa左右。按住点火开关（每次点火时间不能超过6~8秒钟）点火。同时用明亮的金属片靠近检测器出口，当火点着时在金属片上会看到有明显的水汽。如果在6~8s时间内氢气没有被点燃，要松开点火开关，再重新点火。在点火操作的过程中，如果发现检测器出口内白色的聚四氟帽中有水凝结，可旋下检测器收集极帽，把水清理掉。 色谱分析仪 色谱法是利用混合物中各组分的不同的物理或化学性质达到分离的目的。分离后的组分可以进行定性或定量分析，有时分离和测定同时进行，有时先分离后测定。色谱法包括气相色谱法和液相色谱法等。 在气相色谱分析中，要快速、有效的分析一个复杂样品，关键的问题是要选择出一根好的色谱柱进行分离，并对柱操作条件进行选择。 色谱柱的选择直接影响到分析的可靠性。色谱柱的选择包括:选择填充柱还是选择毛细管柱;选择什么样的固定相，如何制备填充色谱柱。色谱操作条件的选择直接影响到分析的结果，操作条件包括:检测器的选择、气体种类和流量、柱温及检测器温度、电极电压、样品的制备、进样量和时间等。 (一)色谱柱 1(色谱柱 总的来说，色谱柱(简称柱子)形状、柱内径、柱长均可影响柱效率。柱形不同，柱效率不一样，一般螺旋形和盘形柱的柱效率较高，而且体积较小，为一般仪器所常用。 填充柱的柱内径过小，易造成填充困难和柱压降增加，给操作带来麻烦，故一般选择柱内径3,4mm。柱子长些，一般柱效率高，但柱子太长，柱压降也增大，保留时间延长，甚至出现扁平峰，使柱效下降。柱长选择通常以使组分能完全分离，分离度(R?1.5，两组分完全分离;R,1.2基本分开;R,1没有分开)能达到所期望的值为准。因此，常用的填充柱长度为1,2m。毛细管柱多为盘形柱，柱内径一般 0.1,0.5mm，柱长一般几十米至上百米。毛细管柱与填充柱相比，分离效率高、色谱峰形窄、分析速度快、样品用量少、不同组分容易分开、适于复杂混合物的分析。其缺点是:样品负荷量小，因此，经常需要采用分流技术，对微小组分的分析 不利，定量分析的重现性也不如填充柱好。在进行色谱分析时，可根据样品的情况选择色谱柱类型。若欲分析测定混合样品中苯、甲苯、乙苯的含量，选择3mm内径、2m长的盘形填充柱即可。 2(固定相 固定相分为固体固定相和液体固定相两种。固体固定相一般采用固体吸附剂。其特点是吸附容量大、热稳定性好、价格便宜，但柱效低，吸附活性中心易中毒，因此使用前要进行活化处理，然后方可装柱使用。固体固定相主要用于惰性气体、H、O、N、CO、CO和CH等一般气体和低沸点有机物的分析。气相色22224 谱常用的固体固定相见表1。液体固定相是将固定液均匀地涂在担体上制成的。担体(载体)的表面和孔结构决定了固定液在载体上的分布和样品分子在载体孔中的扩散。担体的作用是提供一个具有较大表面积的惰性表面，以保证固定液在担体表面均匀涂布。要求担体比表面积大、化学稳定性和热稳定性好、粒度均匀。固定液往往是高沸点有机物，蒸汽压低、稳定性好、能溶解被分离混合物中的各组分，使各组分有足够的分离能力、黏度低。担体的粒度直径一般为柱内径的 1/20,1/25为宜。分析柱常用60,80目，80,100目，100,120的担体，当需用长柱或制备色谱柱时，为了减小柱压降，选用60,80目或40,60目的担体。表2为几种常用的固定液，表3为气相色谱常用的一些担体。 固定液选择的一般规律:首先根据样品沸点范围，选择合适温度、适用范围的固定液。其次根据结构相似和相似相溶的原则，要求固定液挥发性小、蒸汽压低、热稳定性好、不易分解等特性。(1)分离非极性化合物选择非极性固定液。(2)分离极性化合物选用极性固定液。(3)分离酸性和碱性化合物选用强极性固定液。(4)利用特殊作用力分离，如氢键、π键选择性分离。例如，分析测定混合样品中苯、甲苯、乙苯的含量，选择 OV,17固定液涂布在101白色担体上作为液体固定相即可。 气相色谱分析技术是一种多组分混合物的分离、分析的技术。它主要利用样品中各组份的沸点、极性及吸附系数在色谱柱中的差异，使各组份在色谱柱中得到分离，并对分离的各组分进行定性、定量分析。 色谱分析仪以气体作为流动相（载气），当样品被送入进样器并气化后由载气携带进入填充柱或毛细管柱，由于样品中各组份的沸点、极性及吸附系数的差异，使各组份在柱中得到分离，然后由接在柱后的检测器根据组份的物理化学特性，将各组份按顺序检测出来，Zui后将转换后的电信号送至色谱工作站，由色谱工作站将各组份的气相色谱图记录并进行分析，从而得到各组份的分析结果。 \ 一、取样 试验结果的准确性和判断结论的正确性都取决所取样品的代表性。没有代表性的抽样不仅造成人力、物力和时间上的浪费，还会导致错误的结论造成更大的损失。对于取样有特殊要求的油样，如油中气体气谱分析、油中微水、油中糠醛、油中金属分析和油的颗粒污染度（或清洁度）等油样的取样工作，从取样方法到取样容器以及保存方式和时间都有其不同的要求。现仅列出油中气体色谱分析的取样注意事项： (1)油中气体色谱分析的采取油样，必须用气密性好、清洁干燥的100mL医用注射器，按密封方式取样。取样后油中不得有气泡。 (2)取样前必须排尽管道死角内积存的油，通常应排放2~3L后取样。当管道粗而长时，则至少应按其体积的两倍排放。 (3)取样用的连接管必须专用，不准使用乙炔火焊的橡皮管作为取样时的连接管。 (4)取样后应保持注射器芯子的清洁，以防卡涩。 (5)从取样到分析样品应避光并应及时送样确保能在4天内完成。 二、试验 (1)测试了气体浓度很高的油样后，应仔细清洗脱气容器，以防止交叉污染。 (2)更换标气时，应在指定的管理人员处备案，对使用计算机编程计算的，应及时重 新输入标气浓度，防止计算错误。 (3)对超标的油样均应复查。 (4)提出的结论应该是说明性的和建议性的，不能使用指令性的结论。 三、判断色谱分析仪说明书
实验室气相色谱仪原理及操作步骤.
色谱分析仪
色谱仪的试验方法及判断标准(气相色谱分析技术)