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气象色谱 氮气载气 纯度 一般是多少

hschaochao 2017-04-18 21:53:44 1050  浏览
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  • 协力峡疟粤 2017-04-19 00:00:00
    气象色谱 氮气载气 纯度 一般是多少 气相色谱仪使用气体的纯度和选择原则探讨 气相色谱仪的气路系统,是一个载气连续运行、管路密闭的系统.气路系统的气密性,载气流速的稳定性,以及流量测量的准确性都对色谱实验结果有影响,需要注意控制. 气相色谱中常用的载气有:氢气、氮气、氦气、氩气和空气. 这些气体除空气可由空压机供给外,一般都由高压钢瓶供给.通常都要经过净化、稳压和控制、测量流量. 气相色谱仪如何选用不同气体纯度的气源做载气和辅助气体,虽然是一个老的技术问题,但是对于刚刚接触气相色谱仪的用户,目前很难找到有关这方面的综合资料,所以他们总是到处询问究竟选择什么样的气体纯度Z好的这类问题. 1 气体纯度的要求 根据每一家用户具体使用的哪一类(高、中、低档) 仪器,选择什么样纯度的气体,确实是一个比较复杂的问题.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.我们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、色谱仪(气路控制部件、气体过滤器) 的寿命.实践证明,作为中仪器,长期使用较低纯度的气体气源,一旦要求分析低浓度、高精度要求的样品时,要想恢复仪器的高灵敏度是十分困难的.而对于低档仪器,作常量或半微量分析,选用高纯度的气体,会增加运行成本,有时还增加了气路的复杂性,因此选用气体的纯度要求达到或略高于仪器自身对气体纯度的要求即可,这样既可以达到工作要求,又能延长仪器的寿命,还不至于增加仪器的运行成本. 一般说来,痕量分析或毛细管色谱的载气纯化程度,要高于常规分析.特别是电子捕获、热导池检测器,载气纯度直接影响灵敏度和稳定性,一定要严格净化. 2 气体纯度低可能造成的不良影响 根据分析对象,色谱柱的类型,操作仪器的档次和具体检测器,若使用不合要求的低纯度气体,不良影响有以下几种可能: 2. 1 样品失真或消失:如H2O 气使氯硅样品水解; 2. 2 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固定液断链. 2. 3 有时某些气体杂质和固定液相互作用而产生假峰; 2. 4 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; 2. 5 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Dt ≤1 ×10 - 11/ S 下操作时,CH4等有机杂质会使基流激增,噪声加大不能进行微量分析; 2. 6 在做程序升温操作时,载气中的某些杂质,在低温时保留在色谱柱中,当柱温升高时不但引起基线漂移,还可能在谱图上出现比较宽的“假峰”. 2. 7 仪器影响 2. 7. 1 各类过滤器加速失效; 2. 7. 2 调节阀(稳压阀,稳流阀,针形阀) 被污染,气阻堵塞,调节精度降低或失灵; 2. 7. 3 气路系统被污染,若要恢复仪器在高灵敏度情况下操做,有时要吹洗很长时间(可能一周以上) 污染严重时有时再也无法恢复. 2. 7. 4 检测器的寿命 对于FID ,水蒸汽会影响分析结果,直至影响检测器的寿命;对ECD 和TCD 的寿命Z明显,这点应引起用户特别注意. 3 对气体纯度选择的一般原则 3. 1 从分析角度讲,微量分析比常量分析要求高,也就是说,气体中的杂质含量必须低于被分析组分的含量,如果用TCD分析10mL/ m3 的CO ,则载气中的杂质总含量不得超过10mL/ m3 ,因为99. 999 %纯度的气体则含0. 001 %的杂质,相当于10mL/ m3 所以对于10mL/ m3 的痕量分析,载气的纯度应高于99. 999 %;于FID 使用气体,碳氢化合物含量必须很低,载气中的大量氧杂质只要不对色谱柱造成影响,就不影响FID 的性能,而操作ECD ,载气中的氧气和水的含量必须很低等. 3. 2 毛细管柱分析比填充柱分析要求高; 3. 3 程序升温分析比恒定温度分析要求高; 3. 4 浓度型检测器比质量型检测器要求高; 3. 5 配有甲烷装置的FID 比单FID 操作的对载气中的微量CO ,CO2 要求要高得多. 3. 6 从仪器寿命和保持仪器的高灵敏度讲,中仪器比低档仪器要求高. 4 操作不同检测器推荐使用的气体纯度

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色谱纯度是多少
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气相色谱载气源包括哪些

对于气相色谱仪而言,气源是必不可少的组成部分:
  一、气相色谱使用的气体种类
  一般意义上,如果从气相色谱仪对气体的使用用途而言,多数情况下大致可以分为四种:载气、燃气、助燃气和尾吹气。
  载气用于将样品带入仪器系统进行分离和测定。常用的载气有氢气、氦气、氮气、氩气等。
  燃气和助燃气用于提供检测器内部形成火焰和燃烧;燃气一般指氢气,助燃气指空气(请注意,不要使用氧气)。
  尾吹气一般与载气相同,作用有很多,比如稀释火焰,消除检测器死体积等,用于采用毛细柱分离的情况。
  除上面所说之外,还有转化炉使用的氢气,驱动阀所用的空气/氮气等。
  当然,如果严格的分类,气相色谱中的气体除了载气之外,燃气、助燃气、尾吹气和转化炉使用的氢气、驱动多通阀转动的气体均可称之为辅助气。
  面对众多的可选项,在常规的实验室和检测单位中,使用多的其实只有三种气体:
  氮气——用作载气和尾吹气
  氢气和空气——用作燃气和助燃气
  二、气体的来源——气源装置
  整体上来讲,实验室常用的气源装置包括两类:钢瓶气和气体发生器。
  1 钢瓶气
  一般而言,如果钢瓶气供货商资质完备的话,钢瓶气的质量稳定性可以得到有效的保证;同时维护更换等方面相对来说比较省事;同时如果用量不大的话,使用钢瓶气可以节省投入。但是出于安全考虑,很多单位会建设专门的气瓶室和布置专门的气路管道,这在初期或许是一笔不小的开销。
  需要注意的是,钢瓶气并不意味者纯度高——如果需要高纯度的气体,以氮气/氢气为例,需要购买高纯氮气/氢气,并指明纯度为99.999%。
  另外,使用钢瓶气时,需要配备合乎使用规范的减压器。
  2 气体发生器
  出于安全考虑,不少的实验室目前使用气体发生器进行供气。使用气体发生器的优点——安全——显而易见,同时,气体发生器可以放在仪器旁边,避免了布置气路管道等问题。
  但是使用气体发生器也有不少的问题需要克服:比如使用高纯氮气发生器,并不能如钢瓶气那样随时使用,从打开到合格供气需要的时间;需要定期的保养,更换水分和烃类的捕集装置;如果仪器较多,单台的发生器可能不能满足所有的需求,需要增加投入。
  目前市面上具有氮气发生器、氢气发生器和空气源,以及可以同时提供氮氢空三种气体的一体机。
  氮气发生器根据原理可分为有电化学、变压吸附和膜分离三种,其中变压吸附原理可以达到(可以达到而非是)99.995%以上的纯度。
  氢气发生器根据原理可分为碱性电解制氢和固体聚合物电解质水电解制氢(SPE或者PEM),两者的简单区别是前者需要碱性电解液,后者只需要去离子水。纯度上来讲,两者均可达到99.99%以上。
  空气源根本上来说就是空气压缩机,具有多种类型。在实验室内使用的一般来说是往复式和涡旋式,需要注意的是,气相色谱使用的空气源应当是无油的——气相色谱对使用的空气的要求是:不得含有影响仪器正常工作的灰尘、烃类、水分及腐蚀性物质。
  实验室如果需要更高纯度的空气,可以在空气源后面加装除烃装置,或者直接采购一体式的零级空气发生器——可以有效除去空气中的碳氢化合物,使之达到更低的浓度。
  3 其他
  当然,除了钢瓶气和气体发生器之外,一些仪器的使用者也会使用液氮作为氮气源。
  三 简单的比较和说明
  1 对于氮气、氢气和空气而言,如果选择合格的供应商,可以得到合乎仪器使用要求的钢瓶气源——良好的气源供给有利于仪器维护,减少仪器污染,使仪器工作时获得较低的噪声和干扰。
  如果气源中杂质较多,可能会造成基线噪声大,检出限低等问题,严重者可能造成分析结果不准确。
  2 介于安全管理、当地供应商等原因,相当部分的用户选择使用气体发生器。
  3 由于氮气发生器原理不同,其气体纯度也具有较大的差别——建议加装气体净化装置——如果说使用ECD检测器,除了加装气体净化装置(脱水、除烃和脱氧装置)之外,建议购买高纯度的钢瓶氮气作为气源——一方面气体质量有保证,另外方面如果购买高纯氮气发生器,价格较高,脱氧管也是比较贵的耗材。
  4 氢气发生器产生的氢气,经过气体净化装置之后,可以满足TCD检测器的需求。
  5 氢气发生器产生的氢气,经过气体净化装置之后,基本上可以满足FID、NPD和FPD的需求,但是在做低浓度样品时候,会有一些影响。
  6 室内的小型无油空气源可以满足检测器的需求,但是由于空气发生器空气的来源是周围环境,对气源质量会有的影响。对于使用大中型空压机集中供气的机构,长期使用,输气管道内可能会有金属锈等污染物,应当注意在尾端对空气的净化。
  整体上而言,建议载气(氮气)使用高纯钢瓶气,氢气发生器和小型室内空气源可以满足常规的分析——好在管路中加装气体净化装置(脱水、除烃和脱氧装置)。
  四 其他
  对于氦气和氩气作载气,都是使用钢瓶气,可以在管路中串联净化装置。
  需要说明的是,如果使用氩气需要注意可能造成的健康危害:普通大气压下无毒;高浓度时,使氧分压降低而发生窒息;氩浓度达50%以上,引起严重症状;75%以上时,可在数分钟内死亡。当空气中氩浓度增高时,先出现呼吸加速,注意力不集中,共济失调;继之,疲倦乏力、烦躁不安、恶心、呕吐、昏迷、抽搐,以致死亡。液态氩可致皮肤冻伤;眼部接触可引起炎症。

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