切割反吹色譜儀是一種結合中心切割與反吹技術的高效氣相色譜分析設備,通過多閥多柱系統實現復雜樣品中目標組分的精準分離與檢測,尤其適用于高純氣體及痕量雜質分析。
其核心原理在于利用閥切換技術改變載氣流向:在進樣階段,樣品經預切柱初步分離,目標組分保留在預切柱前端;反吹階段,通過十通閥或六通閥切換載氣方向,將非目標組分(如高沸點雜質)反向排出系統,避免其進入分析柱污染檢測器,同時縮短分析周期。例如,在燃料氫氣分析中,該技術可一次進樣完成CO、CO?、總硫等ppb級雜質的檢測,分析時間較傳統方法縮短30%以上。
切割反吹色譜儀的操作步驟需結合其“切割-反吹”核心功能,在傳統氣相色譜操作基礎上增加了閥切換程序的設置與執行,整體流程可分為樣品前處理、儀器準備、方法參數設置、樣品分析、數據記錄與后處理等環節,具體如下:
一、樣品前處理
樣品制備:根據分析對象特性(如氣體、液體、固體)進行預處理,確保樣品符合儀器進樣要求。例如:
氣體樣品需去除水分、顆粒物等雜質(可通過脫水阱、過濾器);
液體樣品需溶解、稀釋至合適濃度(避免堵塞進樣口或色譜柱);
固體樣品需通過萃取、熱解吸等方式轉化為氣態或液態可分析形態。
樣品保存:對易揮發、易氧化的樣品,需在密封容器中低溫保存,避免組分損失。
二、儀器開機與準備
啟動系統:按順序開啟載氣(如氮氣、氦氣)、色譜儀主機、檢測器、工作站,確保載氣壓力穩定(根據色譜柱類型設定,通常0.1-0.5MPa)。
色譜柱與檢測器預熱:
設定色譜柱箱初始溫度(如50℃)、升溫程序(根據目標組分沸點設置速率和終溫);
啟動檢測器(如FID需點燃火焰,ECD需穩定電流),待溫度、靈敏度達到設定值(通常需30-60分鐘)。
檢查切割反吹裝置:確認切換閥(如六通閥、十通閥)連接正確,手動測試閥切換動作是否順暢,避免卡頓影響切割精度。
三、方法參數設置(核心步驟)
基礎色譜參數:在工作站中設置進樣量(如1μL)、進樣口溫度(高于樣品沸點50-100℃)、載氣流速(恒流或恒壓模式)、檢測器參數(如FID氫氣流速40mL/min,空氣400mL/min)。
切割與反吹程序設定:
切割時間:通過預實驗確定目標組分與干擾組分的出峰時間,設置切割開始時間(前餾分干擾峰結束后)和結束時間(目標組分完q流出前),確保僅截取目標組分保留在色譜柱中。
反吹啟動條件:設定反吹開始時間(目標組分完q流出色譜柱后),此時切換閥動作,載氣反向吹掃色譜柱,將未流出的高沸點雜質反吹出色譜系統(避免進入檢測器)。
閥切換模式:選擇手動觸發或自動觸發(通過工作站時間程序控制,精度更高)。
四、樣品分析
進樣操作:
液體樣品通過微量注射器手動進樣(或自動進樣器),氣體樣品通過氣體進樣閥進樣,確保進樣手法穩定(避免氣泡、進樣量偏差)。
進樣同時,工作站同步記錄色譜圖,啟動時間程序。
切割與反吹執行:
當達到預設切割時間,切換閥動作,完成目標組分與干擾組分的切割分離;
目標組分流出色譜柱進入檢測器后,達到反吹時間,閥再次切換,載氣反向吹掃,將剩余雜質排出系統。
系統監控:實時觀察色譜圖基線、峰形及檢測器信號,若出現異常(如峰形拖尾、基線漂移),需暫停分析并排查原因(如閥切換故障、載氣不穩)。
五、數據記錄與后處理
數據采集:工作站自動記錄色譜峰保留時間、峰面積/峰高,生成原始譜圖。
結果計算:根據標準樣品的校正曲線,計算樣品中目標組分的濃度(外標法、內標法等)。
儀器關機:分析結束后,先關閉檢測器(如FID熄滅火焰),再逐步降低柱箱溫度至室溫,最后關閉載氣和主機電源,清理進樣口和廢液。