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一、填充柱进样系统

1常压气体进样：

医用注射器（100μL~5mL）进样：简单、灵活，但误差大，偏差在5%左右。

六通阀定体积进样：操作方便、进样迅速、结果准确、偏差较小，只有0.5%。

六通阀工作原理：结构如图

六通阀处于取样位置时，载气经1，2两通道直接进入色谱柱，无样品进入色谱仪，气体样品经通道5流入接在通道3，6上的定量管7中，经通道4流出，使定量管充满样品。

把六通阀从取样位置旋转60°后到进样位置，载气经1，6通道和定量管8相连，把定量管中的样品经3，2两通道带到色谱柱中，定量管的体积可根据需要进行调解。

2液体进样：

液体进样一般是通过汽化室把溶剂和样品转化为蒸汽进入色谱柱中，液体进样系统有多种多样，下图是一种典型的填充色谱用汽化室。

为了提高柱效常用柱头进样系统，即把色谱柱一端插入汽化室中，注射器直接把样品注射到填充柱顶部，如下图所示。

二、填充柱和毛细管均可使用的进样系统

1顶空进样分析（head space analysis）

一些样品中既含有挥发性组分又含有不挥发组分，如油漆、食品、塑料等，常可用这种方式进样分析其中可挥发的组分，顶空进样可以用Z简单的静态手工方式，也可以用吹扫-捕集动态顶空自动进样方式。简单的静态手工进样瓶如下图所示。

而吹扫-捕集顶空进样见下图，目前HP公司和PE公司都有专门用于顶空进样的微机控制的自动顶空进样设备(PE公司是HS-100型和HS-40型，HP公司是HP19396A型)。

2裂解进样器（pyrolyzer）

裂解进样器是进行裂解气相色谱的进样设备，在利用气相色谱分析不挥发的大分子和高聚物时就要用这种进样器，目前使用较多的裂解器有：管式炉裂解器、热丝(带)裂解器、居里点裂解器和激光裂解器。这些裂解器的功能都是使大分子或高分子化合物裂解为低分子可挥发的化合物，能用气相色谱仪进行分析。这四种裂解器的结构见下图。

　　日本拓植新研究的立式管炉裂解器

美国CDS公司的热丝（带）裂解器，这是国外应用很广泛的一种裂解器，90年代有1000型和2000型的新产品，温度可达1400℃。

感应加热型居里点裂解器，根据所用感应材料形状的不同有丝式和片式居里点裂解器之分。

激光裂解器的示意图，我国四川仪表九厂有此产品。

3毛细管柱进样系统

毛细管气相色谱仪的进展和进样系统的不断改进有很大的关系，近几年来进样系统得到很大进步，其目的主要是解决进样的歧视现象，以提高分析的精密度和准确度。

a分流进样系统

分流进样器的示意图如下，经预热的载气分两路，一路向上冲洗注射隔膜；另一路以较快的速度进入气化室，此处使样品与载气混合，并在毛细管柱入口处进行分流。常规毛细管柱分流比一般为1：50～1：500；对大内径厚液膜毛细管柱一般为1：5～1：50。

b不分流进样系统

与分流进样系统不同之处在于分流管和分流阀之间有一个缓冲空间。在进样时分流电磁阀关闭。经过一段时间（一般为30～90s）大部分溶剂和溶质进入色谱柱，电磁阀打开，把气化室中剩余溶剂和溶质通过分流阀吹走。

c柱头进样系统

Grob在1978年设计的一种用注射器进样的柱头进样器，可用于毛细管内径小于或等于0.3mm情况下的柱头进样，使用的注射器外径=0.23mm，内径=0.1mm，长度=85mm。

　　程序升温柱头进样器

d毛细管柱的直接进样系统

由于1983年大内径（0.53mm I.D.）毛细管柱的广泛应用使得毛细管柱的直接进样系统得到发展，用0.53mm I.D.的毛细管无论是GX模式分离（载气流速2～5mL/min）还是低效快速模式分离（载气流速5～20mL/min），作为填充柱气相色谱的等同体，都可以十分容易的在填充柱气相色谱仪上进行。

原文地址：http://www.easylabplus.com/index-news-describe-html-970.html

一、填充柱进样系统

1常压气体进样：

医用注射器（100μL~5mL）进样：简单、灵活，但误差大，偏差在5%左右。

六通阀定体积进样：操作方便、进样迅速、结果准确、偏差较小，只有0.5%。

六通阀工作原理：结构如图

六通阀处于取样位置时，载气经1，2两通道直接进入色谱柱，无样品进入色谱仪，气体样品经通道5流入接在通道3，6上的定量管7中，经通道4流出，使定量管充满样品。

把六通阀从取样位置旋转60°后到进样位置，载气经1，6通道和定量管8相连，把定量管中的样品经3，2两通道带到色谱柱中，定量管的体积可根据需要进行调解。

2液体进样：

液体进样一般是通过汽化室把溶剂和样品转化为蒸汽进入色谱柱中，液体进样系统有多种多样，下图是一种典型的填充色谱用汽化室。

为了提高柱效常用柱头进样系统，即把色谱柱一端插入汽化室中，注射器直接把样品注射到填充柱顶部，如下图所示。

二、填充柱和毛细管均可使用的进样系统

1顶空进样分析（head space analysis）

一些样品中既含有挥发性组分又含有不挥发组分，如油漆、食品、塑料等，常可用这种方式进样分析其中可挥发的组分，顶空进样可以用Z简单的静态手工方式，也可以用吹扫-捕集动态顶空自动进样方式。简单的静态手工进样瓶如下图所示。

而吹扫-捕集顶空进样见下图，目前HP公司和PE公司都有专门用于顶空进样的微机控制的自动顶空进样设备(PE公司是HS-100型和HS-40型，HP公司是HP19396A型)。

2裂解进样器（pyrolyzer）

裂解进样器是进行裂解气相色谱的进样设备，在利用气相色谱分析不挥发的大分子和高聚物时就要用这种进样器，目前使用较多的裂解器有：管式炉裂解器、热丝(带)裂解器、居里点裂解器和激光裂解器。这些裂解器的功能都是使大分子或高分子化合物裂解为低分子可挥发的化合物，能用气相色谱仪进行分析。这四种裂解器的结构见下图。

　　日本拓植新研究的立式管炉裂解器

美国CDS公司的热丝（带）裂解器，这是国外应用很广泛的一种裂解器，90年代有1000型和2000型的新产品，温度可达1400℃。

感应加热型居里点裂解器，根据所用感应材料形状的不同有丝式和片式居里点裂解器之分。

激光裂解器的示意图，我国四川仪表九厂有此产品。

3毛细管柱进样系统

毛细管气相色谱仪的进展和进样系统的不断改进有很大的关系，近几年来进样系统得到很大进步，其目的主要是解决进样的歧视现象，以提高分析的精密度和准确度。

a分流进样系统

分流进样器的示意图如下，经预热的载气分两路，一路向上冲洗注射隔膜；另一路以较快的速度进入气化室，此处使样品与载气混合，并在毛细管柱入口处进行分流。常规毛细管柱分流比一般为1：50～1：500；对大内径厚液膜毛细管柱一般为1：5～1：50。

b不分流进样系统

与分流进样系统不同之处在于分流管和分流阀之间有一个缓冲空间。在进样时分流电磁阀关闭。经过一段时间（一般为30～90s）大部分溶剂和溶质进入色谱柱，电磁阀打开，把气化室中剩余溶剂和溶质通过分流阀吹走。

c柱头进样系统

Grob在1978年设计的一种用注射器进样的柱头进样器，可用于毛细管内径小于或等于0.3mm情况下的柱头进样，使用的注射器外径=0.23mm，内径=0.1mm，长度=85mm。

　　程序升温柱头进样器

d毛细管柱的直接进样系统

由于1983年大内径（0.53mm I.D.）毛细管柱的广泛应用使得毛细管柱的直接进样系统得到发展，用0.53mm I.D.的毛细管无论是GX模式分离（载气流速2～5mL/min）还是低效快速模式分离（载气流速5～20mL/min），作为填充柱气相色谱的等同体，都可以十分容易的在填充柱气相色谱仪上进行。

原文地址：http://www.easylabplus.com/index-news-describe-html-970.html

摩擦副之间的相对运动必然会产生摩擦和磨损，全 球约80%的机械零件失效都是由摩擦磨损造成的。此外，地球上每年近三分之一的一次能源消耗被用来克服各种系统和设备的摩擦，这不仅造成了大量的能量损失，而且限制了能源效率的优化。因此，系统深入地研究材料摩擦过程中在表面、界面所发生的化学反应，从微观或分子、原子水平上认识材料有效和失效的机理，继而指导设计制备具有优异摩擦学特性的材料，对于节约能源、提高机械装置使用寿命以及减少环境污染具有重要意义。XPS作为表面化学分析最有效的技术之一，在摩擦学领域应用广泛。然而，摩擦后形成的磨痕、磨斑和磨屑等特征往往尺寸较小（微米量级），受限于普通XPS的空间分辨能力，导致对此类具有微区特征样品的表征存在挑战。

中国科学院兰州化学物理研究所的王齐华研究团队致力于复合材料摩擦学、空间环境材料失效行为和机理研究以及苛刻条件下的润滑材料和密封技术的研究。在研究聚酰亚胺-二硫化钼（PI-MoS2)复合材料真空转移膜的形成机理的过程中，该团队利用ULVAC-PHI 的扫描微聚焦型XPS（PHI 5000 VesaProbe III），成功地对不同摩擦阶段转移膜的微区化学成分和形貌进行了全面表征，揭示了转移膜的形成与磨屑堆积之间的关系。

图1. 跑合（磨合）阶段的磨痕(a1)和磨斑(a2)的微区SXI图像定位和微区XPS表征[1]

图2.  稳定磨损阶段的磨痕(a1)和磨斑(a2)的微区SXI图像定位和微区XPS表征[1]

图1和图2展示了跑合（磨合）阶段和稳定磨损阶段分别产生了磨痕和磨斑的形貌，并通过微区SXI影像对磨痕和磨斑的位置进行了精 准定位，再利用微区XPS表征了相应位点（红圈）的元素组成和化学态。XPS结果表明在磨损的每个阶段，磨斑上元素的化学态都存在明显差异。此外，通过XPS mapping直观地显示了陡降阶段磨痕表面Mo (a)和Fe (b)的弥散情况。研究发现含MoS2颗粒的磨屑会被拖入摩擦界面形成二次转移，表明磨痕附近磨屑的堆积是影响运行阶段持续时间的关键因素，也是产生“条纹”状转移膜的原因。

图3. XPS mapping反馈出陡降阶段磨痕表面Mo (a)和Fe (b)的弥散情况[1]

相关研究成果以“In-situ research on formation mechanisms of transfer films of a Polyimide-MoS2 composite in vacuum”为题发表在摩擦学领域的顶 级期刊《Tribology International》上。

技术讲解
微区分析导航定位利器SXI影像

SXI（Scanning X-Ray induced secondary electron imaging，X射线激发的二次电子影像）：微聚焦扫描X射线束类似扫描电镜SEM中的电子束，可以在样品表面进行扫描而样品不需要移动，因此X射线扫描区域产生的二次电子，经能量分析器收集，可以获得样品表面的二次电子分布，从而表征样品表面形貌特征。由于仪器中的二次电子和光电子来自于设备中的同一光路，SXI影像的定位具有零误差，这是外置相机所不能实现的。

XPS微区分析找到分析位置，进行精确定位，这是微区分析的必备条件，否则定位差之毫厘，结果就会谬以千里。SXI 影像不仅可以获得样品表面的二次电子影像分布，识别出感兴趣区域，而且SXI影像也是微区分析的导航利器，通过SXI影像可以精 准定义微区点分析，多点分析，线分析和面分析，精确获得元素和化学态的空间分布。

SXI在样品导航上的优势以及高灵敏度的小面积XPS采谱能力对PHI XPS的应用产生了深远的影响，尤其在表征材料表面的污渍、起泡、缺陷、腐蚀、磨痕以及粘附等微小特征区域方面优势明显，极大提高了微区分析定性和定量分析的准确性。

总结SXI技术特点

1. 扫描微聚焦X射线激发的二次电子影像（SXI）可获取样品表面的二次电子分布；

2. 可观察到光学系统很难探测的表面污染以及形貌特征等；

3. 与采谱同源，同光路，同探测器，可保证对分析点零误差精 准定位；

4. 通过SXI定位，可准确进行元素和化学态的空间分布测试，即XPS mapping。

引言

随着国际原油价格飙涨，油品的掺假屡见不鲜，不仅损害了消费者利益，更有甚者会危及生命安全，油品质量也越来越受到广泛重视。目前人们主要采用光谱和色谱手段检测油品，光谱检测技术具备便捷、无损检测优势，应用更为广泛。传统的光谱测定主要采用荧光和紫外等，这些方法预处理简便，分析时间较短，但给出的信息量较少，很难用于石油混合组分的分子结构解析。近红外光谱也逐渐应用于石油产品的鉴别和测定，但也只限于含氢官能团的振动模式如（CH，NH，OH等）等研究。因此，寻找一种便捷、光谱信息丰富，指纹特征明显的光谱技术也逐渐引起重视。
拉曼光谱作为一种强有力的分子结构鉴别手段，不仅能区分多种振动模式，同时具有微观（微区、微量）、特征、灵敏、原位无损伤、多相态、稳定性好等优点，因此，科研工作者们逐渐将拉曼光谱技术应用到原油检测与分析领域。虽然拉曼光谱技术用于石油的研究仍起步阶段，但其简便、快捷、准确的技术优势已在油品分析中得到了关注。近年来，随着激光器、探测技术、计算机和化学计量学的进步，拉曼光谱已经可以测定油品中的多种组成和性质，如汽油的辛烷值、烯烃、芳烃、苯和含氧量等。目前对于深色油品的拉曼光谱研究国内外还较少，主要研究集中于轻质油品的研究上，如汽油、柴油、喷气燃料等。
本文采用便携式拉曼光谱技术对石油产品进行指纹图谱鉴别，取得了良好效果。选取润滑油，并掺杂石油醚组成润滑油混合样品，通过测定油品的拉曼指纹图谱，探索拉曼指纹图谱对润滑油产品的鉴别性能，为润滑油产品拉曼光谱鉴别方法的建立提供实验依据，希望为质量监督提供简单GX的现场检测手段。

原理

石油产品包括汽油、柴油、喷气燃料、润滑油、齿轮油、液压油等产品，它们主要由饱和链烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃以及各类添加剂调和而成。润滑油是石油产品中品种、牌号很多的产品之一，品种复杂，大多数润滑油只从外观上很难区分其真假，给监管部门造成一定的困难，因此，研究一种能够简单、快速分辨润滑油中是否掺假的方法是非常必要的。

石油产品质量指标与拉曼光谱之间存在一定关系，可以利用该关系测定石油产品的质量指标，关系如下：

其中，为拉曼信号强度；为拉曼散射截面积；为激光入射率; 为物质浓度；和分别为入射光和散射光的吸收系数；为入射光和散射光所通过的距离；为光学系统的传输函数。从式（1）可以看出，在给定条件下，散射光的吸收强度与浓度成正比，可以利用该关系确定石油产品化学组分含量。结合拉曼光谱信号，测定石油产品的质量指标，这是拉曼光谱定量分析石油产品质量指标的理论依据。
石油醚（Petroleum ether）是一种无色透明的液体，有煤油气味。主要为戊烷和己烷的混合物。不溶于水，溶于无水乙醇、苯、氯仿、油类等多数有机溶剂。主要用作溶剂和油脂处理。本文中将石油醚作为添加剂与润滑油形成混合物作为润滑油掺假模拟试验样品，通过石油醚/润滑油混合物的拉曼光谱分析，确定拉曼光谱技术在石油油品领域定性鉴别的可行性。

实验

实验样品：市场采购的标准润滑油样品1份、石油醚样品1份，混合样品1份。
实验仪器：北京卓立汉光仪器有限公司自主研制的“Finder Insight”便携式拉曼光谱仪，如图1所示。532nm激发光源，功率20mw，积分时间1s。

图1  Finder Insight 便携式拉曼光谱仪

数据分析

样品采集装置使用高纯石英载玻片，经过试验验证高纯石英的谱峰强度远低于润滑油及添加剂样品，可以认为石英载玻片对样品的指纹提取及鉴别没有显著影响。因此，本实验选用石英玻璃瓶作为承载样品的容器。

石油的拉曼光谱谱峰信息如下：

551 cm-1         C-C(CH2CH3) 骨架变形振动

737cm-1        季碳对称伸缩振动
769 cm-1        对称C-C-C伸缩振动
893 cm-1         环戊烷环呼吸振动
1003 cm-1      单芳香环（苯）呼吸振动
1035 cm-1      C-C骨架伸缩振动
1204-1244 cm-1  苯或二甲苯振动C-C骨架伸缩振动
1305 cm-1       烷烃CH2同相扭曲振动
1380 cm-1      双芳香环（萘）振动
1454 cm-1       环己烷CH2剪式振动
1590-1610 cm-1 芳香环C=C伸缩振动（甲苯或烯烃）
2855-2940 cm-1  C-C(CH2CH3)骨架变形及CH2CH3伸缩振动
3100 cm-1   芳香环或烯烃振动

润滑油、石油醚的拉曼光谱根据1454cm-1特征峰做归一化后对比图如图2所示：

图2  润滑油、石油醚的拉曼光谱

从图中可以看出，润滑油和石油醚的拉曼光谱特征谱带拉曼频率相似度很高，说明两种油品具有相似的化学组成及结构，但是，位于804cm-1、894cm-1、1037cm-1、1305cm-1的拉曼峰强度明显不一致，说明两者包含的特征组份含量信息有所不同，因此，可以根据这些波段判断石油醚的掺假情况。混合物的拉曼光谱图如图3所示：

图3  混合样品的拉曼光谱

从图中可以看出，混合物的拉曼光谱图展现了润滑油、石油醚的共同拉曼特征峰。石油醚的804cm-1、894cm-1、1037 cm-1等特征峰均检测到，润滑油1304cm-1拉曼特征峰峰型尖锐突出，本文的实验证明了通过拉曼光谱可以判定润滑油中石油醚的掺假情况。

结论

拉曼光谱作为分子结构鉴别的测试手段，具有微观（微区、微量）、特征、灵敏、原位无损伤、多相态、稳定性好等优点，科研工作者们逐渐将拉曼光谱技术应用到原油检测与分析领域。本文采用便携式拉曼光谱技术对润滑油进行指纹图谱鉴别，通过检测掺杂石油醚混合油品的拉曼指纹图谱，肯定了拉曼光谱技术对油品的鉴定性能，为润滑油产品拉曼光谱鉴别方法的建立提供实验依据，拉曼光谱技术也将成为质量监督快速GX的现场检测手段。

参考文献
[1] 熊春华 , 王成标, 赵巍等. 润滑粘度对缸套/活塞环摩擦学性能的影响[J]. 机械工程师, 2011, 6: 9-11.
[2] 李兴虎, 赵晓静. 润滑油粘度的影响因素分析[J]. 润滑油, 2009, 24(6): 59-64.
[3] 赵战友. 润滑油品质近红外及拉曼光谱检测方法[D]. 华东交通大学, 2012.
[4] 田高友. 拉曼光谱技术在石油化工领域应用进展[J]. 现代科学仪器, 2009, 2: 130-134.

（来源：北京卓立汉光仪器有限公司）