火焰光度檢測器
同修 / 2022-07-14
火焰光度檢測器
火焰光度檢測器是一種高靈敏度，僅對含硫、磷的有機物產生檢測信號的高選擇性檢測器。其適用于分析含硫、磷的農藥及在環(huán)境分析中監(jiān)測微量含硫、磷的有機污染物。
1.檢測原理
在富氫火焰中，含硫、磷有機物其燃燒后分別發(fā)出特征的藍紫色光(波長為350～430nm，最大強度為394nm)和綠色光(波長為480～560nm，最大強度為526nm)，經(jīng)濾光片(對硫為394nm，對磷為526nm)濾光，再由光電倍增管測量特征光的強度變化，轉變成電信號，就可檢測硫或磷的含量。
由于含硫、磷有機物在富氫火焰上發(fā)光機理的差別，測硫時在低溫火焰上響應信號大，測磷時在高溫火焰上響應信號大。
當被測樣品中同時含有硫和磷時，就會產生相互干擾。通常磷的響應對硫的響應干擾不大，而硫的響應對磷的響應產生干擾較大，因此使用火焰光度檢測器測硫和測磷時，應選用不同的濾光片和不同的火焰溫度。
此外有機烴類在富氫火焰上燃燒也產生不同波長的光(390~515nm)，其對磷的干擾不大，而對硫有干擾。因此，測硫時可采用360nm濾光片，以減少烴類干擾。
2.檢測器的結構
火焰光度檢測器由兩部分組成，見圖15-28。
(1)火焰燃燒噴嘴其和氫火焰離子化檢測器的噴嘴相似，但在噴嘴上部加一遮光罩，以減少烴類燃燒發(fā)出的干擾光波的影響。另外為了保證燃燒時為富氫火焰，首先使含有樣品的載氣預先和空氣(或純氧)混合燃燒，使有機物熱分解、氧化。再從火焰外層通入氫氣，以進行還原，使硫、磷有機物產生特征的發(fā)射光譜。
(2)硫或磷特征發(fā)射光譜的檢測系統(tǒng) 硫或磷在富氫火焰上的特征發(fā)射光譜經(jīng)石英片、濾光片，被光電倍增管接收，轉變成電信號，再經(jīng)微電流放大器放大后送至記錄儀。
3.操作條件
①各種氣體流速對響應信號的影響：火焰光度檢測器使用的是富氫火焰，因此當載氣(N2)使用最佳流速時，氫氣的流量要比較大。當氫氣流量大時，富氫火焰的溫度高，反之則溫度低。測定中空氣(或氧氣)用量的變化對信號響應的影響很大，其表現(xiàn)出有一最佳流量。
②檢測器的使用溫度應大于100℃，防止檢測器積水增大噪音。
③檢測器使用的光電倍增管對檢測器靈敏度影響很大，要求所用光電倍增管的暗電流小(未點火無發(fā)射時應小于10-9安)、基流小(點火無樣品進入時小于10-8安)、噪聲小(應小于10-10安)。光電倍增管使用的直流高壓電源通常為750伏，其可由晶體管直流高壓電源或由組合式干電池供電。
以上介紹了在氣相色譜分析中最常使用的四種檢測器——熱導池檢測器、氫火焰離子化檢測器、電子捕獲檢測器和火焰光度檢測器。除此之外，堿焰離子化檢測器、氦(氬)離子化檢測器、等離子體檢測器、氣體密度天平等也很重要，可參看有關氣相色譜專著。
氣相色譜的定性及定量方法
在氣相色譜分析中，當操作條件確定后，將一定量樣品注入色譜柱，經(jīng)過一定時間，樣品中各組分在柱中被分離，經(jīng)檢測器后，就在記錄儀上得到一張確定的色譜圖。由譜圖中每個組分峰的位置可進行定性分析，由每個色譜峰的峰高或峰面積可進行定量分析。
一、定性分析
氣相色譜的定性分析就是要確定色譜圖中每個色譜峰究竟代表什么組分。因此必須了解每個色譜峰位置的表示方法及定性分析的方法。
1.常用的保留值簡介
在氣相色譜分析中，常用的保留值為保留時間、調整保留時間、相對保留值、比保留體積和保留指數(shù)。
保留時間是指從進樣開始到色譜圖上出現(xiàn)某組分濃度極大值時所需要的時間，用tr表示。
圖15-29中，t0r為空氣(或甲烷)的保留時間，tr（A）和tr(B)為組分A、B的保留時間。
保留時間是由兩種時間構成的。一是被測組分通過固定相所占據(jù)的柱空間體積、進樣系統(tǒng)與檢測器死體積所消耗的時間(由每種色譜儀的結構決定)，通常叫死時間。死時間可由不與固定相發(fā)生作用的惰性組分(如空氣、甲烷)在色譜圖上出現(xiàn)峰最高點所需時間來表示。另一是由于被測組分與固定相發(fā)生吸附或分配過程，而造成被測組分在色譜柱中滯留所需的時間，這個時間僅由被測組分和固定相的熱力學性質所決定。因此在氣相色譜分析的操作條件確定情況下，即當色譜柱長度、內徑、固定相用量、柱溫、載氣流量、汽化溫度一定時，對每種被測組分，都有確定的保留時間tr數(shù)值。
由上述分析可知，死時間t0r與被測組分的性質無關。因此以保留時間與死時間的差值，即調整保留時間，作為被測組分的定性指標，具有更本質的含義。
tr= tr(A)-t0r
反映了被測組分和固定相的熱力學性質，所以用調整保留時間比用保留時間tr作為定性指標要更好一些。
為了抵消色譜操作條件的變化對保留值的影響，可將某一物質的調整保留時間與一標準物(如正壬烷)的調整保留時間長s相比，即為相對保留值（如相對壬烷值）：
Yis=tr(i)/tr(s)
相對保留值ris僅與固定相的性質和柱溫有關，與色譜分析的其
它操作因素無關，因此具有通用性。
.jpg "檢測器的結構")
.jpg "常用的保留值簡介")
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