第十二章色譜檢測器第1頁，課件共29頁，創作于2023年2月四、檢測器(檢測和數據處理系統)指樣品經色譜柱分離后，各成分按保留時間不同，順序地隨載氣進入檢測器．檢測器也是重要部件，是把載氣里被分離的各組分的濃度或質量轉換成電信號的裝置。

第2頁，課件共29頁，創作于2023年2月氣相色譜檢測器

氣相色譜檢測器是把載氣里被分離的各組分的濃度或質量轉換成電信號的裝置。目前檢測器的種類多達數十種。根據檢測原理的不同，可將其分為濃度型檢測器和質量型檢測器兩種．

第3頁，課件共29頁，創作于2023年2月

（1）濃度型檢測器

測量的是載氣中某組分濃度瞬間的變化，即檢測器的響應值和組分的濃度成正比。如熱導檢測器和電子捕獲檢測器。當進樣量一定時，峰高響應值與流動相的流速無關，峰面積響應值與流速成反比，峰面積與流速乘積為常數．

第4頁，課件共29頁，創作于2023年2月（2）質量型檢測器測量的是載氣中某組分進入檢測器的速度變化，即檢測器的響應值和單位時間內進入檢測器某組分的質量成正比。如火焰離子化檢測器和火焰光度檢測器等。質量型檢測器的峰面積響應與流速無關，峰高響應與載氣流速成正比．第5頁，課件共29頁，創作于2023年2月理想檢測器

1．足夠的靈敏度一般要求10-8-10-15g/s2．穩定性、再現性好3．線性范圍較寬幾個數量級4.使用溫度室溫-400℃5．響應迅速并與流速無關6．可靠、易操作，并可防止誤操作損壞7．對所有樣品成分響應相似或對一類物質響應相近．8.不破壞樣品第6頁，課件共29頁，創作于2023年2月－、熱導檢測器（TCD）

熱導檢測器是根據不同的物質具有不同的熱導系數原理制成的。熱導檢測器由于結構簡單，性能穩定，幾乎對所有物質都有響應，通用性好，而且線性范圍寬，價格便宜，因此是應用最廣，最成熟的一種檢測器。其主要缺點是靈敏度較低。第7頁，課件共29頁，創作于2023年2月熱導池檢測器示意圖第8頁，課件共29頁，創作于2023年2月1．熱導池的結構和工作原理

熱導池由池體和熱敏元件構成，可分雙臂和四臂熱導池兩種。由于四臂熱導池熱絲的阻值比雙臂熱導池增加一倍，故靈敏度也提高一倍。目前儀器中都采用四根金屬絲組成的四臂熱導地。其中二臂為參比臂，另二臂為測量臂，將參比臂和測量臂接入惠斯頓電橋，由恒定的電流加熱組成熱導池測量線路，如前圖所示。第9頁，課件共29頁，創作于2023年2月2．影響熱導檢測器靈敏度的因素1.橋電流100-200mAR~I3

但高電流減少壽命2.池體溫度鎢絲與池體ΔT越大越好，但避免冷凝樣品池體溫度不應低于柱溫3.載氣,選熱導系數大的H2、He4.好的熱敏元件

第10頁，課件共29頁，創作于2023年2月（3）載氣種類

載氣與試樣的熱導系數相差愈大，則靈敏度愈高。故選擇熱導系數大的氫氣或氦氣作載氣有利于靈敏度提高。如用氮氣作載氣時，有些試樣（如甲烷）的熱導系數比它大，出現倒峰。第11頁，課件共29頁，創作于2023年2月

二、火焰離子化檢測器（FID）

火焰離子化檢測器是以氫氣和空氣燃燒的火焰作為能源，利用含碳有機物在火焰中燃燒產生離子，在外加的電場作用下，使離子形成離子流，根據離子流產生的電信號強度，檢測被色譜柱分離出的組分。第12頁，課件共29頁，創作于2023年2月特點：靈敏度很高，比熱導檢測器的靈敏度高約103倍；檢出限低，可達10-12

g·S-1；火焰離子化檢測器能檢測大多數含碳有機化合物；死體積小，響應速度快，線性范圍也寬，可達106以上；結構不復雜，操作簡單。應用最廣泛的色譜檢測器之一。其主要缺點是不能檢測永久性氣體、水、一氧化碳、二氧化碳、氮的氧化物、硫化氫等物質。第13頁，課件共29頁，創作于2023年2月1、結構第14頁，課件共29頁，創作于2023年2月2、火焰離子化機理

這是一個化學電離過程。有機物在火焰中先形成自由基，然后與氧產生正離子，再同水反應生成H3O+離子。以苯為例，在氫火焰中的化學電離反應如下：第15頁，課件共29頁，創作于2023年2月3、影響操作條件的因素離子室的結構對火焰離子化檢測器的靈敏度有直接影響，操作條件的變化，包括氫氣、載氣、空氣流速和檢測室的溫度等都對檢測器靈敏度有影響．第16頁，課件共29頁，創作于2023年2月三、電子捕獲檢測器(ECD)

電子捕獲檢測器也稱電子俘獲檢測器，它是一種選擇性很強的檢測器，對具有電負性物質（如含鹵素、硫、磷、氰等的物質）的檢測有很高靈敏度（檢出限約10-14g·cm-3）。

ECD是目前分析痕量電負性有機物最有效的檢測器。第17頁，課件共29頁，創作于2023年2月

電子捕獲檢測器已廣泛應用于農藥殘留量、大氣及水質污染分析，以及生物化學、醫學、藥物學和環境監測等領域中。缺點是線性范圍窄，只有103左右，且響應易受操作條件的影響，重現性較差。第18頁，課件共29頁，創作于2023年2月1、電于捕獲檢測器的結構與工作原理實際上它是一種放射性離子化檢測器，與火焰離子化檢測器相似，也需要一個能源和一個電場。能源多數用63Ni或3H放射源，其結構如下圖。第19頁，課件共29頁，創作于2023年2月電子捕獲檢測器第20頁，課件共29頁，創作于2023年2月

檢測器內腔有兩個電極和筒狀的β放射源。β放射源貼在陰極壁上，以不銹鋼棒作正極，在兩極施加直流或脈沖電壓。放射源的β射線將載氣（N2或Ar）電離，產生次級電子和正離子，在電場作用下，電子向正極走向移動，形成恒定基流。第21頁，課件共29頁，創作于2023年2月當載氣帶有電負性溶質進入檢測器時，電負性溶質就能捕獲這些低能量的自由電子，形成穩定的負離子，負離子再與載氣正離于復合成中性化合物，使基流降低而產生負信號——倒峰。第22頁，課件共29頁，創作于2023年2月2、捕獲機理捕獲機理可用以下反應式表示：

第23頁，課件共29頁，創作于2023年2月四、火焰光度檢測器(FPD)

火焰光度檢測器，又稱硫、磷檢測器，它是一種對含磷、硫有機化合物具有高選擇性和高靈敏度的質量型檢測器，檢出限可達10-12g·S-1（對P）或10-11g·S-1（對S）。大氣中痕量硫化物以及農副產品、水中的納克級有機磷和有機硫農藥殘留量的測定。第24頁，課件共29頁，創作于2023年2月火焰光度檢測器1、火焰光度檢測器的結構第25頁，課件共29頁，創作于2023年2月

2．火焰光度檢測器的工作原理

根據硫和磷化合物在富氫火焰中燃燒時，生成化學發光物質，并能發射出特征波長的光，記錄這些特征光譜，就能檢測硫和磷。以硫為例，有以下反應發生：

第26頁，課件共29頁，創作于2023年2月S2第27頁，課件共29頁，創作于2023年2月

當激發態S2*分子返回基態時發射出特征波長光λmax為394nm。對含磷化合物燃燒時生成磷的氧化物，然后在富氫火焰中被氫還原，形成化學發光的HPO碎片，并發射出λmax為526nm的特征光譜。這些光由光電信增管轉換成信號，經放大后由記錄儀記錄。第28頁，課件共29頁，創作于2023年2月五、原子發射檢測器（AED）

原子發射檢測器是90年代最新型的一種檢測器，