气相色谱载气选择的问题

　　氢是一种化学元素，化学符号为H，原子序数是1，在元素周期表中位于第一位。它的原子是所有原子中最小的。氢通常的单质形态是氢气。它是无色无味无臭，极易燃烧的由双原子分子组成的气体，氢气是最轻的气体。它是宇宙中含量最高的物质.氢原子存在于水，所有有机化合物和活生物中.导热能力特别强，跟氧化合成水。在0摄氏度和一个大气压下，每升氢气只有0.09克重――仅于同体积空气重量的14.5分之一。

　　氮在地壳中的含量为0.0046%，自然界绝大部分的氮是以单质分子氮气的形式存在于大气中，氮气占空气体积的78%。氮的最重要的矿物是硝酸盐。氮有两种天然同位素：氮14和氮15，其中氮14的丰度为99.625%。

　　载气的选择：

　　在热导池体温度与载气流速等实验条件恒定时，检测器的灵敏度决定于载气与组分热导率之差，两者相差越大，电阻R改变越大，检测器越灵敏。若λ＝λ，则不产生信号。用氮气为载气，样品为空气。因为λ＝λ，则样品不出峰。氮气的热导率比较小，与多数有机物的热导率[一般小于3×10W／(m・K)]相差较小，因此用氮气为载气时，灵敏度低，且有时出倒峰。若选用氢气为载气，可获得较高的检测灵敏度，而且不出倒峰，但不安全。氦气较理想，但价格较贵。

　　化合物(入×100)氢气22.36氦气17.42空气3.14氮气3.14甲烷4.56乙烯3.10丙烷2.64苯1.84乙醇2.22丙酮1.76。

　　气相色谱仪载气选择

　　在气相色谱仪中可以做为载气的气体其种类较多，如：氮、氦、氢、氩等。目前国内实际应用最多的是氮气和氢气。氦气虽然有其独特的特点，鉴于国内来源缺乏，成本又高，一般很少应用。

　　（1）氢气：由于它具有分子量小，分子半径大，热导系数大，粘度小等特点，因此在使用TCD时常采用它作载气。在FID中它是必用的燃气。氢气的来源目前除氢气高压钢瓶外，还可以采用电解水的氢气发生器，氢气易燃易爆，使用时，应特别注意安全。

　　（2）氮气：由于它的扩散系数小，柱效比较高，致使除TCD外，在其他形式的检测器中，多采用氮气作载气。它之所以在TCD中用的较少，主要因为氮气热导系统小，灵敏度低，但在分析H2时，必须采用N2作载气，否则无法用TCD解决H2的分析问题。

　　化验室分析测试色谱技术操作

　　选择何种气体作载气，首先要考虑使用何种检测器、使用热导池检测器时，选用氢或氦作载气，能提高灵敏度，氢载气还能延长热敏元件钨丝的寿命、氢火焰检测器宜用氮气作载气，也可用氢气；电子捕获检测器常用氮气纯度大于；火焰光度检测器常用氮气和氢气、扩散系数与载气性质有关，与载气的摩尔质量平方根成反比，所以选用摩尔质量大的载气、可以使减小�减小分子扩散系数，提高柱效、但选用摩尔质量小的载气，使增大，会使气相传质阻力系数减小�使柱效提高、因此使用低线速载气时，应选用摩尔质量大的，使用高线速时，宜选用摩尔量小的。

　　选择载气的依据和气相色谱常用的载气

　　作为气相色谱载气的气体，要求要化学稳定性好；纯度高；价格便宜并易取得；能适合于所用的检测器。常用的载气有氢气、氮气、氩气、氦气、二氧化碳气等等。

　　可以配一个PDA，另外加一个示差折光410，另外买几根制备柱就可以了。waters600的流速最大为20mL/min，一般可以配20mmID的制备柱，一次分离10-100mg的样品，如果样品量更大，可以通过配件扩展到45mL/min，使用30mmID的制备柱。另外为了保证馏分收集的准确性，最好配上FractionII馏分收集器。如果样品数量很大，可以配2767samplemanager和ZQMS，同时做自动进样并通过MS或UV信号自动收集馏分。这样可以过夜自动运行。最大通量每天可以处理100-200个样品。

　　气相色谱仪使用气体的纯度和选择原则

　　操作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，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，整台仪器（气路控制部件，气体过滤器）的寿命。实践证明，作为中高档仪器，长期使用较低纯度的气体气源，一旦要求分析低浓度的样品时，要想恢复仪器的高灵敏度有时十分困难。对于低档仪器，作常量或半微量分析，选用高纯度的气体，不但增加了运行成本，有时还增加了气路的复杂性，更容易出现漏气或其他的问题而影响仪器的正常操作。另外，为了某些特殊的分析目的要求特意在载气中加入某些“不纯物”，如：分析极性化合物添加适量的水蒸气，操作火焰光度检测器时，为了提高分析硫化物的灵敏度，而添加微量硫。操作氦离子化检测器要氖的含量必须在5~25ppm，否则会在分析氢，氮和氩气时产生负峰或“W”形峰等。

　　气体纯度低的不良影响

　　根据分析对象，色谱柱的类型，操作仪器的挡次和具体检测器，若使用不合要求的低纯度气体，不良影响有以下几种可能：

　　1）样品失真或消失：如H2O气使氯硅样品水解；

　　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断链；

　　3）有时某些气体杂质和固定液相互作用而产生假峰；

　　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。

　　5）检测器：

　　TCD：信噪比减小，无法调另，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≤1Ⅹ10ˉ⒒/秒下操做时，CH4等有机杂质，会使基流激增，噪声加大不能进行微量分析。

　　ECD：载气中的氧和水对检测器的正常工作影响最大，在不同的供电工作方式中，脉冲供电比直流电压供电影响大，固定基流脉冲调制式供电比脉冲供电影响大。这就是为什么目前诸多在操作固定基流脉冲调制式ECD时，在载气纯度低时必须把载气纯度选择开关从“标准氮”拨到“一般氮”位置的原因。大家会发现在此情况下操作，不但灵敏度变低，而且线性亦变窄了。实践证明：在操作ECD时，载气中的水含量低于0.02ppm，氧低于1ppm时可达到较理想的性能。值得指出的是，我们多次发现由于仪器的调节气路系统被污染而造成的对载气的二次污染至使ECD基频大幅度增加使信燥比减小。

　　FPD和NPD等常用检测器，由于他们属于选择性检测器，操做时要根据分析要求，特别注意被测敏感物质中杂质的去除。