GC气相色谱仪技术培训.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,技术员培训,一、概述,二、气,相色谱仪,三,、,载气系统,四,、,进样系统,五,、,分离系统,六,、,检测系统,七,、,故障维修,气相色谱仪,2025/12/10 周三,概述：色谱法是一种应用范围相当广泛的分离分析技术，它已有近百年的发展史。二十世纪五、六十年代石油及石油化工的突起促使了,GC,技术大发展，而七、八十年代生命科学、生化、制药工业的发展推动了,HPLC,的迅速发展。目前除分析化学外，生物化学，石油化学，有机化学，无机化学等学科都普遍采用色谱技术。现代高效液相色谱仪，以其高效，快速和自动化等特点成为当代分析仪器中发展最快的仪器。,HPLC,已成为操作方便、准确、快速并能解决困难分离问题的强有力的分析手段。适用范围广：已知有机物中仅,20%,不经预先化学处理，可用,GC,分析；而其余,80%,有机物可用,HPLC,分析。,HPLC,适于分离生物、医学大分子和离子化合物，不稳定的天然产物，种类繁多的其它高分子及不稳定化合物。,2025/12/10 周三,气相色谱仪,典型的气相色谱仪具有稳定流量的载气，将汽化的样品由汽化室,带入色谱柱，在色谱柱中不同组分得到分离，并先后从色谱柱中流出，,经过检测器和记录器，这些被分开的组分成为一个一个的色谱峰。色,谱仪通常由下列五个部分组成：,1.,载气系统（包括气源和流量的调节与测量元件等）,2.,进样系统（包括进样装置和汽化室两部分）,3.,分离系统（主要是色谱柱）,4.,检测、记录系统（包括检测器和记录器）,5.,辅助系统（包括温控系统、数据处理系统等）,2025/12/10 周三,2025/12/10 周三,三,、,载气系统,载气通常为氮、氢和氢气，由高压气瓶供给。由高压气瓶出来 的载气需经过装有活性炭或分子筛的净化器，以除去载气中的水、氧等有害杂质。由于载气流速的变化会引起保留值和检测灵敏度的变化，因此，一般采用稳压阀、稳流阀或自动流量控制装置，以确保流量恒定。载气气路有单柱单气路和双柱双气路两种。前者比较简单，后者可以补偿因固定液流失、温度被动所造成的影响，因而基线比较稳定。,2025/12/10 周三,四,、,进样系统,进样系统包括进样装置和汽化室。气体样品可以用注射 进样，也可以用定量阀进样。液体样品用微量注射器进样。固体样品则要溶解后用微量注射器进样。样品进入汽化室后在一瞬间就被汽化，然后随载气进入色谱柱。根据分析样品的不同，汽化室温度可以在,50,一,400,范围内任意设定。通常，汽化室的温度要比使用的最高柱温高,10,一,50,以保证样品全部汽化。进洋量和进样速度会影响色谱柱效率。进样量过大造成色谱柱超负荷，进样速度慢会使色谱峰加宽，影响分离效果。,2025/12/10 周三,五,、,分离系统,(1),色谱柱是色谱仪的分离系统。试样中各组分的分离在色谱 柱中进行，因此，色 谱柱是色谱仪的核心部分。色谱往 主要有两类：填充柱和毛细管柱，现分别叙述如下,:1,填充柱 填充柱由柱管和固定相组成，柱管材料为不锈钢或玻璃，内径为,24,毫米，长为,13,米。往内装有固定相，固定相 又包括固体固定相和液体固定相两种。,2025/12/10 周三,五,、,分离系统,(2),2,毛细管往,毛细管柱又叫空心柱，空心柱分涂壁空心柱，多孔层空 心柱和涂载体空心柱。涂壁空心柱是将固定液均匀地涂 在内径,0,10,5,毫米的毛钢管内壁而成。毛细管的材 料可以是不锈钢、玻璃或石英。这种色谱柱具有渗透性 好、传质阻力小等特点，因此柱子可以做得很长,(,一般 几十米，最长可到三百米,),。和填充柱相比，其分离效率 高，分析速度快,样品用量小。其缺点是样品负荷量小，因此经常需要采用分流技术。柱的制备方法也比较复杂；多孔层空心柱是在毛细管内壁适当沉积上一层多孔性物 质，然后涂上固定液。这种柱容量比较大，渗透性好，故有稳定、高效、决速等优点。,2025/12/10 周三,六,、,检测系统,(1),1,热导检测器热导检测器,(Thermal,coductivity,detector,，简称,TCD),是应用比较多的检测器，不论对有机物还是无机气体都有响应。热导检测由热导池池体和敏元件组成。热敏元件是两根电阻值完全相同的金属,(,钨丝或白金丝,),，作为两个臂接入惠斯顿电桥中，由恒定的电流加热。如果热导池只有载气通过，载气从两个热敏元件带走的热量相同，两个热敏元件的温度变化是相同的，其电阻值变化也相同，电桥处于平衡状态。如果样品混在载气中通过测量池，由于样号气和载气协热导系数不同，两边带走的热量不相等，热敏元件的温度和阻值也就不同，从而使得电桥失去平衡，记录器上就有信号产生。这种检测器是一种通用型检测器。被测物质与载气的热导系数相差愈大，灵敏度也就愈高。此外，载气流量和热丝温度对灵敏度也有较大的影响。热丝工作电流增加,倍可使灵敏度提高,37,倍，但是热丝电流过高会造成基线不稳和缩短热丝的寿命。热导检测器结构简单、稳定性好，对有机物和无 机气体都能进行分析，其缺点是灵敏度低。,2025/12/10 周三,热导池由池体（不锈钢块）和热敏元件（铼钨合金）构成。,双臂热导池：一臂参比池；一臂测量池,四臂热导池：两臂是参比；两臂是测量,双臂热导池 四臂热导池,2025/12/10 周三,六,、,检测系统,(2),2,氢火焰离子化检测器,(Flame Ionization Detector,，,FID),简称氢焰检测器。它的主要部件是一个用不锈钢制成的离子室。离子室由收集极、极化极,(,发射极,),、气体入口及火焰喷嘴组成。在离子室下部，氢气与载气混合后通过喷嘴，再与空气混合点火燃烧，形成氢火焰。无样品时两极间离子很少，当有机物进入火焰时，发生离子化反应，生成许多离子。在火焰上方收集极和极化极所形成的静电场作用下，离子流向收集极形成离子流。离子流经放大、记录即得色谱峰。有机物在氢火焰中离子化反应的过程如下：当氢和空气 燃烧时，进入火焰的有机物发生高温裂解和氧化反应生成自由基，自由基又与氧作用产生离子。在外加电压作用下，这些离子形成离子流，经放大后被 记录下来。所产生的离子数与单位时间内进入火焰的碳原子质量有关，因此，氢焰检测器是一种质量型检测器。这种检测器对绝大多数有机物都有响应，其灵敏度比热导检测器要高几个数量级，易进行痕量有机物分析。其缺点是不能检测惰性气体、空气、水、,C0,，,CO2,、,NO,、,S02,及,H2S,等。,2025/12/10 周三,离子化室、火焰喷嘴、一对电极、外罩,2025/12/10 周三,六,、,检测系统,(3),3,电子捕获检测器电子捕获检测器是一种选择性很强的检测器，它只对合,有电负性元素的组分产生响应，因此，这种检测器适于分析合有卤素、硫、磷、氮、氧等元素的物质。在电子捕获检测器内一端有一个多放射源作为负极，另一端有一正极。两极间加适当电压。当载气,(N2),进入检测器时，受多射线的辐照发生电离，生成的正离子和电子分别向负极和正极移动，形成恒定的基流。合有电负性元素的样品,AB,进入检测器后，就会捕获电子而生成稳定的负离子，生成的负离子又与载气正离子复合。结果导致基流下降。因此，样品经过检测器，会产生一系列的倒峰。电子捕获检测器是常用的检测器之一，其灵敏度高，选 择性好。主要缺点是线性范围较窄。,2025/12/10 周三,2025/12/10 周三,七,、,故障维修（柱室不升温）,柱室不升温故障的原因有如下几个：,1.,柱加热丝断；,2.,铂电阻或引线断；,3.,电源保险丝损坏；,4.,插头、电缆断线；,5.,可控硅故障；,6.,柱温控板损坏；,7.,温控单元内部引线断路。,详细步骤如下：,（,1,）检查电源指示灯 如点亮，说明仪器有电，须按（,2,）进行检查。若灯不亮，应进一步观察检测室、汽化室是否可升温或相应指示灯亮。,（,2,）检查柱加热指示灯 如点亮但不能加热，说明炉丝电路有断路；倘若柱加热指示灯没有点亮，须注意柱保险丝是否损伤。,（,3,）检查测柱加热丝 整机停电后，直接测量炉丝电阻是否有一定阻值，若有一定阻值则说明加热丝正常，须检查加热引线电缆；若炉丝开路，需打开柱加热炉修复炉丝断路处。,2025/12/10 周三,（,4,）电缆引线断 炉加热引线，查出断线处。查出后若属接触不良，须清洁接触处插头、插座表面；若属引线虚焊，应重新焊接。,（,5,）炉丝断 柱加热炉炉丝断开后，需打开柱加热炉，直至能看到炉丝，仔细观察炉丝在何处断开。修完或更换炉丝后，需注意测试炉丝对外壳不得有相碰或漏电。,（,6,）检查柱加热保险丝。,（,7,）检查铂电阻 测量从柱室引向温控单元的铂电阻引线插头两端电阻，看其是否为正常相通。如测得阻值正常，须进一步检查温控单元内部电路。如果阻值太大或开路，需按（,9,）进行处理。,（,8,）温控单元不升温故障检查 在测量柱加热丝，铂电阻管正常的情况下，如柱室仍不升温，需进入温控单元内部进行检修。,（,9,）铂电阻及引线断路。,（,10,）更换保险丝。,2025/12/10 周三,（,11,）检查检测室、汽化室升温情况 观察检测室、汽化室是否可升温。,（,12,）检查电源指示灯 虽然仅仅出现指示灯损坏还不会导致柱室不升温故障，但是仪器电源指示灯能正常指示有无电源，却是很有意义的。检查指示灯引线或更换新的指示灯是排除此种故障的根本方法。,（,13,）检查总保险丝。,（,14,）电源插头、引线故障。,（,15,）更换保险丝。,2025/12/10 周三,七,、,故障维修（,毛细管色谱分析中常见故障及排除,）,1,进样不出峰,这是最常见的问题之一，主要原因有以下凡个方面：,漏气：进样隔垫、柱子两端的接头以及放空针形阀前的连接处漏气。火焰熄灭：调节氢气或尾吹气流量的大小，看记录笔是否向一边偏移，如笔不动，说明火熄了或火没点着。电路不正常：离子线、放大器、记录仪连线接错或接触不好，放大器有问题。,系统堵塞：在上述情况均正常时应怀疑系统堵塞，样品没有进到检测器，先检查柱后是否有气流通过，如果没有气流通过，可能柱子堵塞，从柱后折断,12,厘米，仍不通气，再检查柱前是否堵塞，在确认柱子通气的情况下，检查柱子到检测器的连接管路是否堵塞。,2025/12/10 周三,七,、,故障维修（,毛细管色谱分析中常见故障及排除,）,尾吹气没加上：调节尾吹流量，如果记录笔不动（在保证火点着和仪器正常情况下），应怀疑流量不够。关掉氢气和空气，喷嘴口若没有气流，证明是气路堵塞或尾吹管路堵塞。灵敏度太低；可能高压没加上，绝缘不好等仪器本身的问题，也有操作上的原因，高阻太低，衰减大大，记录仪满刻度毫伏数大大等。毛细管色谱常用,10 10,欧姆的高阻，衰减尽可能小，记录仪满刻度,1,毫伏（噪音可允许的情况下）。如果记录仪满刻度只有,5,毫伏或,10,毫伏，衰减可相应小一些或高阻高一挡。,另外，柱子从中间断开。样品浓度大低、放空流量太大。注射针堵塞等原因都可能造成不出峰。,2025/12/10 周三,七,、,故障维修（,毛细管色谱分析中常见故障及排除,）,2,。色谱峰拖尾，,拖尾峰引起的原因比较复杂，毛细管柱和仪器系统都可能引起拖尾。柱子两端安装不正确，没有超过分流点和尾吹点；或者是安装好后又在接头处断裂；柱外死体积较大；尾吹气流量小，样品在柱内或者系统内壁非线性吸附；汽化室污染，此时应检查柱子的连接是否正确，有无断裂，尾吹气流量是否合适，强极性组份在金属、载体、固定液和载气以及固定液和玻璃界面上都会发生吸附作用，这些表面吸附作用可以通过表面纯化来解决。最好是将系统全玻璃化，并使用石英毛细管柱，或将样品适当地转化。,2025/12/10 周三,七,、,故障维修（,毛细管色谱分析中常见故障及排除,）,拖尾峰和前伸峰,前伸峰是由于进样量太大，柱子超负荷，进样器或柱温太低引起的、只要提高仪器的灵敏度，减小进样量，提高进样器温度或柱温，就能或少解决色谱峰的前伸问题。,2025/12/10 周三,一、峰丢失,可能的原因及应采用的排除方法,1.,注射器有毛病，用新注射器验证。,2.,未接入检测器，或检测器不起作用，检查设定值,3.,进样温度太低，检查温度，并根据需要调整,4.,柱箱温度太低，检查温度，并根据需要调整,5.,无载气流，检查压力调节器，并检查泄漏，验证柱进品流速,6.,柱断裂，如果柱断裂是在柱进口端或检测器末端，是可以补救的，切去柱断裂部分，重新安装,2025/12/10 周三,二、前沿峰,1.,柱超载，减少进样量,2.,两个化合物共洗脱，提高灵敏度和减少进样量，使温度降低,1020,度，以使峰分开,3.,样品冷凝，检查进样口和柱温，如有必要可升温,4.,样品分解，采用失活化进样器衬管或调低进样器温度,三、拖尾峰,1.,进样器衬套或柱吸附活性样品：更换衬套。如不能解决问题，就将柱进气端去掉,12,圈，再重新安装,2.,柱或进样器温度太低：升温（不要超过柱最高温度）。进样器温度应比样品最高沸点高,25,度,3.,两个化合物共洗脱：提高灵敏度，减少进样量，使温度降低,1020,度，以使峰分开,4.,柱损坏：更换柱,5.,柱污染：从柱进口端去掉,12,圈，再重新安装,毛细管分析常见问题的解决,2025/12/10 周三,四、只有溶剂峰,1.,注射器有毛病：用新注射器验证。,2.,不正确的载气流速（太低）：检查流速，如有必要，调整之,3.,样品太稀：注入已知样品以得出良好结果。如果结果很好，就提高灵敏度或加大注入量。,4.,柱箱温度过高：检查温度，并根据需要调整,5.,柱不能从溶剂峰中解析出组分：将柱更换成较厚涂层或不同极性,6.,载气泄漏：检查泄漏处（用肥皂水,),7.,样品被柱或进样器衬套吸附：更换衬套。如不能解决问题，就从柱进口端去掉,12,圈，并重新安装,2025/12/10 周三,五、宽溶剂峰,1.,由于柱安装不当，在进样口产生死体积：重新安装柱。,2.,进样技术差（进样太慢）：采用快速平稳进样技术。,3.,进样器温度太低：提高进样器温度。,4.,样品溶剂与检测相互影响（二氯甲烷,/ECD,）：更换样品溶剂。,5.,柱内残留样品溶剂：更换样品溶剂,6.,隔垫清洗不当：调整或清洗,7.,分流比不正确（分流排气流速不足）：调整流速,2025/12/10 周三,六、假峰,1.,柱吸附样品，随后解吸：更换衬管，如不能解决问题，就从柱进样口端去掉,12,圈，再重新安装。,2.,注射器污染：用新注射器及干净的溶剂试一试，如假峰消失，就将注射器冲洗几次。,3.,样品量太大：减少进样量。,4.,进样技术差（进样太慢：采用快速平稳的进样技术,七、过去工作良好的柱出现未分辨峰,1.,柱温不对：检查并调整温度,2.,不正确的载气流速：检查并调整流速。,3.,样品进样量太大：减少样品进样量,4.,进样技术水平太差,(,进样太慢,),：采用快速平稳进样技术。,5.,柱和衬套污染：更换衬套。如不能解决问题，就从柱进口端去掉,12,圈，并重新安装,2025/12/10 周三,八、基线不规则或不稳定,1.,柱流失或污染：更换衬套。如不能解决问题，就从柱进口端去掉,12,圈，并重新安装。,2.,检测器或进样器污染：清洗检测器和进样器,3.,载气泄漏：更换隔垫，检查柱泄漏。,4.,载气控制不协调：检查载所源压力是否充足。如压力,500psi,，请更换气瓶。,5.,载气有杂质或气路污染：更换气瓶，使用载气净化装置清洁金属管。,6.,载气流速不在仪器最大,/,最小限定范围之内（包括,FID,用氢气和空气）：测量流速，并根据使用手册技术指标，予以验证。,7.,检测器出毛病：参照仪器使用手册进行检查。,8.,进样器隔垫流失：老化或更换隔垫,2025/12/10 周三,九、同一根柱保留时间长短不一,1.,柱温太低或太高，检查并调整柱温。,2.,载气流速太低或太高，在柱出口处用适当的，经标定气源测量流速。,3.,样品器隔垫或柱泄漏，如必要，请检查并修复。,4.,柱污染或损坏，重新老化或更换柱,5.,样品超载，减少样品进样量。,6.,记录仪出毛病，检查记录仪。,7.,载气控制不协调，检查载气源，看压力是否足够。如压力,500psi,，请更换气瓶,2025/12/10 周三,The End,！,2025/12/10 周三,