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氣相色譜儀的使用及其常見故障分析
氣液色譜法于1952年*次被創(chuàng)立,該方法發(fā)展至今已廣泛應用于石油冶煉行業(yè)、化學化工行業(yè)、生物制藥工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測等領域。而基于該方法生產的氣相色譜儀已成為氣相色譜分析的主要工具。但其操作、使用具有一定的規(guī)程,操作者必須具備良好的操作技能、對儀器使用中常見的故障有所了解才能在實踐中更好地發(fā)揮氣相色譜儀的功能。
1 氣相色譜儀使用方法、程序
氣相色譜儀主要由固定相和流動相組成:固定相和流動相各自有不同的吸附和分配作用;通過兩相的相對運動,被檢測物質隨流動相一起運動,這樣物質就在兩相間進行反復的分配,從而把不同的組織分離開來。氣相色譜儀的使用和操作流程一般包括以下幾個程序。
1.1 加熱
不同廠家生產的氣相色譜儀給定溫度的方式是不相同的。溫度給定方式一般可分為:微機設數(shù)法、旋鈕定位法等。如果采用微機設數(shù)法給定溫度,溫度可以直接被和設置。如果是采用旋鈕定位法,其使用則有技巧。采用過溫定位法,將溫控旋鈕調至低于操作溫度約30 ℃處,給氣相色譜儀升溫。當過溫至約為操作溫度時,通過觀察溫度指示燈和加熱指示燈,逐漸將溫度控制旋鈕調至合適位置。如果采用分步遞進定位法,先將溫控旋鈕朝升溫方向轉動一個角度,則儀器開始升溫,指示燈亮;當溫度達到某一溫度基本穩(wěn)定時,再向相同方向轉動旋鈕,讓儀器溫度繼續(xù)上升;反復按此方法進行溫度的遞進調節(jié),直至達到所需要的工作溫度。
1.2 調池平衡
調池平衡也就是所謂的調熱導電橋平衡,其目的是使儀器的輸出較為合適。對于具有池平衡、調零功能和記錄功能的儀器,需要講究一定的調節(jié)技巧。
1.3 點火
對于氫焰氣相色譜儀,開機的時候需要點火?;蛘咭驗槟承┰?,火熄滅后也需要重新點火。然而,點不著火的情況我們會經(jīng)常遇到,所以點火也是需要一定技巧的。通用的點火方法是,先加大氫氣的流量,然后再進行點火,之后將儀器緩慢調回到工作狀態(tài)。
1.4 氣體比例的調節(jié)
根據(jù)有關資料,對于氫焰氣相色譜儀其三氣的流量比建議為氮氣∶氫氣∶空=1∶1∶10。但由于在實際儀器中,轉子流量計一般做不到非常的測量,所以,這個標準的氣體配比在實際操作中很難達到。實際操作過程中,可以著重考慮檢測器靈敏度和分離效果,根據(jù)實際情況來調整配比。
1.5 進樣
氣相色譜分析中,常用的進樣方法是使用注射器或六通閥門進樣。影響進樣量的因素主要是氣化溫度、柱容量和儀器的線性響應范圍。柱效率主要受進樣時間長短的影響。若進樣時間過長,會造成色譜區(qū)域變寬,從而降低柱效率。因此,對于沖洗法色譜而言,應盡可能的減短進樣時間,一般要求不過1 s。
2 氣相色譜儀使用注意事項
氣相色譜儀在使用過程中一般應著重關注以下幾個地方。
2.1 氣源
儀器工作時氣體一般由供氣鋼瓶供應,鋼瓶的減壓閥要經(jīng)常檢漏,對氣體純度要求較高,純度應該大于99.99%。對于空氣和氫氣發(fā)生器,需要定期進行放水、更換干燥劑。
2.2 進樣口
根據(jù)實踐經(jīng)驗,大多數(shù)儀器在進樣50~100次之后隔墊會出現(xiàn)損壞的情況,峰保留時間有時也會變化,甚至出現(xiàn)鬼峰,此時需要對隔墊進行更新。對隔墊的完好情況應定期進行檢查,如果發(fā)現(xiàn)隔墊出現(xiàn)裂口或者有較多的隔墊碎屑時必須進行更換。同時,要定期清洗進樣口內的玻璃襯管。
2.3 色譜柱
在安裝毛細管時,要色譜柱的兩端切口是平整的。毛細柱在長時間不使用的情況下,在將毛細柱接進入樣口和檢測器之前應將其兩端切掉2 cm左右。
2.4 檢測器
未處于工作狀態(tài)的檢測器不應開啟,應使其保持關閉狀態(tài)。對于ECD檢測器,其在排放放空氣時應設置導管,把空氣排出室外。平時使用時也應該注意,不要把空氣引入到ECD檢測器中。
3 氣相色譜儀常見故障及分析
由于氣相色譜儀的結構比較復雜,在使用過程中不可避免地會出現(xiàn)不同類型的故障。根據(jù)筆者的實際使用經(jīng)驗,氣相色譜儀使用過程中常見的故障可作如下分類。
3.1 進樣后不出現(xiàn)色譜峰
這種情況表現(xiàn)為,即使儀器已經(jīng)進樣,但依舊無信號輸出,也不出現(xiàn)色譜峰。對于這種情況,問題通常出現(xiàn)在以下部位:樣品、注射器、氣化室、檢測器。著重檢查注射器是否是通暢的,確保硅膠墊無老化現(xiàn)象。后,確保氣化室、檢測器與色譜柱各連接點處的密封圈必須是緊固的。
3.2 峰形不規(guī)則
峰形不規(guī)則主要表現(xiàn)在:出現(xiàn)峰拖尾或前伸和平或鋸齒峰的情況。對于前者這樣的情況,應降低儀器的進樣量、檢查氣化室是否被污染、應用強極性固定液,提高柱溫以便解決該問題。后者的成因主要是因為進樣量出了檢測器的線性范圍。此時,應減少進樣量、提高柱溫和載氣流速。
3.3 出現(xiàn)峰丟失、假峰現(xiàn)象
通過使用經(jīng)驗可知,氣路系統(tǒng)有污染和峰沒有分開是造成峰丟失的兩個原因。如果是氣路系統(tǒng)有污染,可以采用如下措施:提高氣路的潔凈度、凈化氣源,提高氣體質量。可以通過以下措施來防止氣路的污染:凈化器中的分子篩、硅膠等設備應保持良好性能,定期檢查更換;在程序升溫的后階段應采用高溫清洗;注入氣化室的樣品應是清潔的;盡量避免使用高沸點的油類物質;把氣化室、檢測器及柱箱的溫度適當提高。
3.4 點火困難或者反復熄滅
出現(xiàn)這種情況應把離子室頂蓋打開,檢查連接導線。如果是低壓點火可直接觀察點火線圈是否發(fā)紅,是否存在接地不良的情況。如果是高壓點火,可從檢測器中取出在外面打火,調節(jié)打火距離,檢查充電電容會不會存在漏電問題而使電壓降低。如果點火裝置均是正常的,那邊需要核實是否是氣路的問題,如果存在氫氣漏氣、流量不足、氣比不正確等問題均會影響點火。
3.5 基線波動和漂移
如果存在氣相色譜基線波動和漂移問題,會增大測量誤差,甚至導致儀器無法正常使用。遇此問題時應先檢查儀器的使用條件是否有改變,是否更換過氣源及儀器配件。一般來說,如果載氣控制不穩(wěn),會造成不規(guī)則基線漂移或波狀基線漂移;當載氣純度不夠時,會導致基線逐漸上升;當氫氣純度不夠時,會導致基線嚴重不穩(wěn)。
3.6 靈敏度降低
很多因素都會造成靈敏度降低。比如接觸不良,氫氣流量沒達到佳數(shù)值,空氣流量太低,氣路有泄漏等均會導致靈敏度降低。注射器、氣化室、色譜柱接頭、噴嘴等容易發(fā)生泄漏。電極被污染也是導致靈敏度下降的一個因素,遇到此問題是均需要逐一進行排查。
3.7 環(huán)境條件的影響
氣相色譜儀對使用環(huán)境有著特殊要求,室溫一般要在5 ℃~35 ℃之間,濕度為20%~85%。室溫過低或濕度過大都將對儀器造成不良影響??蓪е路糯笃鹘^緣性能下降,也會造成點火困難。此時應適當延長儀器的預熱時間,或采取升溫操作。
4 結語
氣相色譜儀作為現(xiàn)代主流的檢測設備,其工作原理并不難懂,但設備使用有著嚴格的操作程序。每個使用環(huán)節(jié)都一定的要求,從氣源、設備到外界環(huán)境條件都有特殊要求。只有了解了這些要求才能、快捷的使用氣相色譜儀。