1 试验部分
1.1 仪器与试剂
GC3900T 型气相色谱仪,配 TCD 检测器;N
2010型色谱工作站。
正庚烷、正己烷、硝基苯、苯胺、苯酚、乙酸丁酯、
二氯甲烷、乙醇和正丁醇均为分析纯。
1.2 仪器工作条件
SE30 毛 细 管 色 谱 柱 (0.53 mm ×30 m,
1.5μm),PEG20M 毛 细 管 色 谱 柱 (0.32 mm×30 m,0.33 μm),HPPLOT/Q 毛 细 管 色 谱 柱
(0.53mm×30m,40μm);柱温根据试剂确定,热
导池 和 汽 化 室 温 度 高 于 柱 温 20~30 °C,桥 流
130~150mA,载气为氦气,分流体积比为 14∶1,
尾吹流量为13mL·min-1,进样量为0.5μL。
1.3 气路系统
选用99.999%的氦气作为载气,载气进汽化室
之前用稳压阀来稳定载气。原有 GC3900T 型气相
色谱仪的气路系统见图1(a);将其改装后的毛细管
色谱柱TCD系统的气路系统有图1(b)和图1(c)
两种。
1.4 分流和尾吹装置的改装
在气相色谱仪(带 TCD)的汽化室下端接上自
制的三通接头,同时在汽化室内加入与本仪器相匹
配的玻璃衬管,三通的一端接分析柱,另一端用于分
流,见图2(a)。由于毛细管的管径较小,样品的进
样量要少,分流装置不仅避免了色谱柱过载,还有利
于加快进样速率。同样,在检测器下端也接上自制
的三通接头,在接毛细管色谱柱的检测器下端也要
接入配套的衬管,使其对毛细管色谱柱有支撑作用,
三通的一端接分析柱,另一端用于尾吹见图2(b)。
国产热导池的体积比进口热导池的大,尾吹装置可
以弥补毛细管色谱柱出口部分流量小扩散慢的缺
点,从而使检测灵敏度更为理想。2 结果与讨论
2.1 气路系统的选择
图1(a)是 GC3900T 型气相色谱仪上配制双填
充柱进样器、TCD 检测器(双流路)的气路系统。这
种连接要求两根填充柱的口径、长度相符。图1(b)
和图1(c)都是在双流路的基础上加入了分流和尾
吹装置。图1(b)的尾吹是单独用一根管路连接出
来 的,这样就可以保证在使用填充柱时不需要拆除毛细管色谱柱,实用性强。图1(c)的尾吹直接由另
一路管路提供,这样可以节约成本,同时此气路系统
的稳定性好,有利于基线的稳定。所以,试验选用的
气路系统为图1(c)。2.2 线速度的选择
为了考察不同种类试剂在不同种类毛细管色谱
柱TCD系统的最佳线速度,分别用 HPPLOT/Q、
PEG20M 以及 SE30 毛细管色谱柱与 TCD 联合
使用,按色谱条件测出不同种类试剂在不同种类毛
细管色谱柱与 TCD 组成系统的理论塔板高度(
犎)
与线速度(
犞)的关系曲线由图3可知:不同种类的试剂在不同种类毛细
管色谱柱TCD 系统中的最佳线速度范围为 15~
18cm·s-1,线速度相差不大。毛细管色谱柱TCD
系统的最佳线速度与试剂的种类以及毛细管色谱柱
的种类无关。
在毛细管色谱柱TCD 系统中,不同线速度对
样品的分离度(
犚)会有影响(
犚≥1.5,表示基线分离)。试验以二甲苯溶液为例,在柱温80°C,汽化室
温度105°C,热导池温度100°C时,使用SE30毛细
管色谱柱TCD系统在不同线速度下测定乙苯和间
二甲苯的分离度,结果表明:当线速度依次为10.8,
16.1,33.7cm·s-1时,
犚 依次为1.54,1.80,1.38。
可以看出:线速度在16.1cm·s-1时,乙苯与间二
甲苯分离度最大2.3 载气的选择
因为气体中氦气和氢气的热导率较高,能够保
证 TCD系统足够高的灵敏度,但为了防止毛细管
断裂导致氢气泄漏,选择氦气较为安全,因此,毛细
管色谱柱TCD系统选用氦气作为载气。这也使得
许多需严禁烟火的石油化工企业在色谱分析时更加
安全。
毛细管色谱柱FID系统选用氮气作为载气。
2.4 尾吹流量的选择
在毛细管色谱柱FID系统中,尾吹能补充载气
流量,加快毛细管色谱柱出口处的扩散速率,从而提
高检测器的灵敏度。尾吹的作用在毛细管色谱柱
TCD系统中同样可以体现。在 SE30毛细管色谱
柱TCD系统中,尾吹流量对正庚烷峰面积和每米
理论塔板数的影响数据见表1。
由表1可知:尾吹流量越大,峰面积越小,但每
米理论塔板数越大。为了同时满足峰面积和每米理
论塔板数较高的要求,取中间值,即测得合适的尾吹
流量在13~14mL·min-1之间。