气相色谱的分离原理是利用不同物质在固定相和流动相间具有不同的分配系数。当两相作相对运动时,试样中的各组分就在两相中作反复多次的分配,使得原来的分配系数只有微小差别的各组分产生很大的离析效果,从而将试样中各组分分离开来。以气体作流动相的色谱过程称为气相色谱。

1.气相色谱分析仪

气相色谱分析仪的基本流程如图3-1所示,可分为三个部分:气流系统、分离系统、检测记录和数据处理系统。

图3-1　气相色谱分析仪的流程图

1—载气净化器;2—调节阀;3—进样器;4—色谱柱;5—检测器;6—处理机;7—记录器;8—打印报告;9—色谱柱恒温箱

气相色谱的气流系统主要有控制载气、助燃气和燃烧气用的阀件,测量用的流量计、压力表及净化用的干燥管、脱氧管等。

气相色谱的分离系统包括分离用的色谱柱、进样器及色谱柱恒温箱和有关电气控制部件。柱箱的控温采用多阶程序升温设计,完全能满足优化分离的需要。

气相色谱的检测、记录和数据处理系统包括检测器、记录器、积分仪、微处理机及有关电气部件。(www.daowen.com)

2.氢火焰离子化检测器

氢火焰离子化检测器(Hydrogen Flame Ionization Detector,FID)是利用氢火焰作为电离源,使有机物电离并产生微电流后得到响应的检测器。FID不仅对大多数有机化合物都有很高的灵敏度,而且FID具有对检测器所期望的许多特性,如动态线性范围大、稳定性好、灵敏度高及对于无机气体和水不敏感等。FID为质量型检测器,其响应值与单位时间内进入检测器的有机碳元素质量成正比,而与待测物在载气中的质量浓度无关。FID一般使用氢气为燃烧气,使用空气为助燃气,氢气和空气中的氧在检测器中的一个小喷嘴上燃烧,在有机物质由色谱柱进入氢火焰后即被电离,并被收集极收集。将收集到的离子流放大并记录在纸上就成为色谱图。

3.定性方法

理论分析和试验证明,当固定相和操作条件严格固定不变时,每种物质都有确定的调整保留值,如保留时间。保留值一般不受共存组分的影响,可用作定性鉴定的指标。若待测组分的调整保留值与在相同条件下测得的纯物质的调整保留值相同,则初步认为它们属于同一种物质。

4.定量方法

检测器的响应值(峰面积)大小与进入检测器的某组分的质量成正比,这是色谱定量分析的依据。在进行定量分析时需要准确测定峰面积,求出响应值,选择合适的定量计算方法。峰面积的测量直接关系到定量分析的准确度,目前通常都使用自动积分仪或微机对分析数据进行数学处理,自动显示分析结果。

烃类包括烷、烯、炔、芳烃,这些烃类在氢火焰离子检测器上的响应值很接近,因此,作烃类分析时,可以不考虑响应值的问题。当试样中所有的组分都能流出色谱柱,并在色谱图上显示色谱峰时,可以选择归一法作为定量计算方法。