固體樣品進(jìn)樣
同修 / 2022-07-12
固體樣品進(jìn)樣
固體樣品通常用溶劑溶解后，用微量注射器進(jìn)樣。
對高分子化合物進(jìn)行裂解色譜分析時，常將少量高聚物放入專門的裂解爐中，經(jīng)過電加熱，高聚物分解、汽化，即可用載氣將分解產(chǎn)物帶入色譜柱進(jìn)行分析。為使高聚物裂解還可使用高頻加熱、激光、電弧等途徑。
(2)汽化室 汽化室的作用，是將液體樣品瞬間汽化為蒸汽。汽化室實際上是一個加熱器。
氣相色譜分析時，對汽化室的要求很高。首先為了使樣品瞬間汽化，汽化室的熱容量要大，通常采用金屬塊作加熱體。其次載氣在進(jìn)入汽化室與樣品接觸之前應(yīng)當(dāng)預(yù)熱，以使載氣溫度和汽化室溫度相接近，為此可將載氣管路沿著加熱的汽化器金屬塊繞成螺管，或在金屬塊內(nèi)鉆有足夠長的載氣通路，使載氣能得到充分地預(yù)熱。最后汽化室的內(nèi)徑和總體積應(yīng)盡可能小，以防止樣品擴(kuò)散并減小死體積，此時用注射器針頭可直接將樣品注入熱區(qū)。另外載氣進(jìn)入汽化室后，要從汽化室的前部將汽化了的樣品迅速帶入色譜柱，避免樣品反轉(zhuǎn)入冷區(qū)而引起色譜峰的擴(kuò)張。
汽化室用金屬制作，如圖15-13所示。
有些汽化室內(nèi)部襯有石英管如圖15-13，使樣品經(jīng)石英管直接進(jìn)入色譜柱，可防止樣品與金屬塊接觸引起吸附或催化作用。
正確的選擇液體樣品的汽化溫度十分重要，尤其對高沸點(diǎn)和易分解的樣品，要求在汽化溫度下，樣品能瞬間汽化而不分解。汽化溫度的選擇與樣品的沸點(diǎn)、進(jìn)樣量和鑒定器的靈敏度有關(guān)。汽化溫度并不一定要高于被分離物質(zhì)的沸點(diǎn)，但應(yīng)比柱溫高50~100℃。
汽化室溫度的控制，常用兩種方式加熱；一種是用自耦變壓器控制繞在汽化室金屬塊(或玻璃管)上電流絲兩端的電壓，這種方式控溫精細(xì)，并能延長電熱絲使用時間。另一種是用電熱絲串、并聯(lián)的方法，控制加熱電流的大小，這種方法溫度變化較大。
汽化室溫度的測量可使用溫度計或熱電偶(鎳鉻-考銅)測量，通過測溫毫伏計指示出汽化室溫度(注意測溫毫伏計上指示的溫度加上室溫才是汽化室的真實溫度)。
3.色譜柱及柱溫控制
色譜柱是氣相色譜法的核心部分，許多組成復(fù)雜的樣品，其分離過程都是在色譜柱內(nèi)進(jìn)行的。色譜柱分為兩類，填充柱和毛細(xì)管柱，后者又分為空心毛細(xì)管柱和填充毛細(xì)管柱兩種。目前在工業(yè)分析中應(yīng)用最廣的還是填充柱。
通常把色譜柱內(nèi)填充的固體物質(zhì)叫做固定相，其作用是能把樣品中的混合組分分離成單一組分。根據(jù)色譜柱內(nèi)填充固定相的不同，可把氣相色譜法分為兩類——氣固色譜法和氣液色譜法。
若色譜柱內(nèi)填充的是具有活性的固體吸附劑，如分子篩、氧化鋁、活性炭等，則此時進(jìn)行的分析就叫做氣固色譜法。
若色譜柱內(nèi)填充的是一種惰性固體(通常叫做擔(dān)體，其無吸附性、催化性，但有較大的比表面(1米2/克)和一定的機(jī)械強(qiáng)度，如紅色的6201擔(dān)體等)其表面涂上一層高沸點(diǎn)有機(jī)化合物的液膜(通常叫固定液，如鄰苯二甲酸二壬酯、β，β-氧二丙腈、聚乙二醇-400等)，則此時進(jìn)行的分析叫做氣液色譜法。
色譜柱的分離效能主要是由柱中填充的固定相所決定的。但柱溫也是影響分離效果的因素之一。
(1）色譜柱的材料、形狀及連接方法色譜柱可用玻璃管、不銹鋼管、銅管、尼龍管、鋁管等制成。最常用的是不銹鋼管、玻璃管、尼龍管。
色譜柱的形狀，常用的是U形和螺旋形兩種，如圖15-14所示。
柱的內(nèi)徑一般為2～6毫米，常用的是4毫米。柱長一般為
0.5～10米?？裳b顆粒度為40～60目(對長柱管)、或60～80目(對短柱管)的固定相。分離組成復(fù)雜的樣品，常需使用長柱管，當(dāng)然使用短柱管，其分析速度就比較快。
毛細(xì)管柱內(nèi)徑只有0.1～0.5毫升，長度達(dá)幾十米，甚至達(dá)百米以上(多用玻璃制)，因而能獲得高效率，可解決復(fù)雜的、填充柱難于解決的分析問題。
色譜柱是可以裝卸和更換的，為了保證柱和氣路系統(tǒng)連接時的氣密性，柱的連接方式很重要，常用的有兩種方法。一種是用于不銹鋼柱管，把柱管口用專門的擴(kuò)口器，擴(kuò)大成喇叭口形，配合紫銅墊圈用專用的螺帽連接，優(yōu)點(diǎn)是耐高溫，缺點(diǎn)是不易密封。另一種是用于玻璃柱管的，用聚四氟乙烯墊圈密封，再用金屬螺帽連接，裝卸時應(yīng)小心，以免損壞玻璃柱管。兩種連接方式如圖15-15所示。
(2)柱溫控制 為了適應(yīng)在不同溫度下使用色譜柱的要求，通常把色譜柱放在一個恒溫箱中(也叫柱爐或色譜爐)，以提供可以改變的，均勻的恒定溫度。恒溫箱使用溫度為0～300℃或0～500℃，要求箱內(nèi)上下溫度差在3℃以內(nèi)，控制點(diǎn)的控溫精度在±0.1~0.5℃。
恒溫箱的構(gòu)造如圖15-16所示。為保證箱內(nèi)溫度均勻，一般采用空氣浴恒溫，由于空氣的比熱甚小，為使箱內(nèi)部上下溫度均勻，用鼓風(fēng)馬達(dá)強(qiáng)制空氣對流。這種恒溫箱的優(yōu)點(diǎn)是升溫快，易于變溫和自動控制，也易于獲得高溫(400～500℃)。若恒溫箱容積小，也可采用主、副加熱絲的方法，進(jìn)行加熱。
恒溫箱的溫度控制線路有兩種方式，一種是間歇式，采用接觸點(diǎn)溫度計(水銀導(dǎo)表)為熱敏元件，一個相敏放大器作為溫度控制單元，以繼電器開關(guān)作執(zhí)行元件，控制電熱絲的加熱或降溫，以實現(xiàn)恒溫的要求。
這種控溫方式，優(yōu)點(diǎn)是簡單，造價低，缺點(diǎn)是溫度波動大，振動大，不夠安全，現(xiàn)已逐漸被淘汰。
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