原因气化室是保证液体样品瞬间气化的加热器腔体,腔体由不锈钢加工而成。气化室作为一个加热器,必定会涉及到气化温度。作为一个 “室”,必定有体积,也有死体积。当然,还有进样口与衬管、垫片等辅助设备。也有相应的指标参数。
气化室的一般指标参数如下:①气化室温度的选择;②气化室的体积;③气化室的惰性;④色谱柱的初始温度;⑤隔垫吹扫功能。
对毛细管进样口,还有分流比的设定,参看问题19。
解决方案气化室温度参数的设置可参考问题8。
①气化室的体积
样品注入气化室后,必须与载气充分混合,否则易导致样品分析结果失真。
因此,气化室的体积应足够小,以保证样品各组分进入色谱柱后的峰宽尽可能窄,从而减少柱外效应。但体积太小时,又会因样品气化后膨胀而引起压力的剧烈波动,严重时会造成样品的“倒灌”,反而增大了柱外效应。常见气化室的体积为0.2mL~1mL。
②气化室的惰性
气化室内壁应具有足够的惰性,不吸附样品,不催化样品的分解,不与样品发生化学反应。为避免样品与气化室金属内壁接触产生吸附或催化分解反应,在气化室的不锈钢套管中要插入衬管。衬管的内容,可参考问题16--问题18。
③色谱柱的初始温度
分流进样要消除分流歧视,色谱柱的初始温度应尽可能高一些。以减少气化温度和柱温之间的差别,样品在气化室经历的温度梯度小一些,可避免气化后的样品部分冷凝。但柱温过高时,分配系数变小,不利于分离,一般通过实验选择最佳柱温。
④ 隔垫吹扫功能
隔垫吹扫,主要是用于消除进样垫分解或垫子的残损物对分析影响等,如鬼峰。
案例分析 气相色谱法测定混合物中正己烷和甲苯的含量,苯作内标物,考察了色谱柱的初始温度和隔垫吹扫气大小对保留时间、分离度和定量结果的影响。色谱条件:柱温,初温保持5min ,15℃/min升到170℃保持1min;进样口温度,220℃;氢火焰离子化检测器温度,260℃;分流比113︰1;进样量为0.4μL。其它色谱条件不变,分别改变色谱柱初始温度和隔垫吹扫气,实验结果见表1和表2,色谱图见图1、图2。
表1 色谱柱初始温度对保留时间和分离度的影响
初始 柱温/℃ |
保留时间/min | 苯和环己烷的 分离度R |
正己烷 | 甲苯 |
40℃ | 3.740 | 7.903 | 1.57 |
50℃ | 3.227 | 6.883 | 1.18 |
60℃ | 2.873 | 5.850 | 0.88 |
表2 隔垫吹扫气对保留时间和峰高的影响
隔垫吹扫气/ (mL/min) | 保留时间/min | 峰高归一化的峰高/mv |
正己烷 | 甲苯 | 正己烷 | 甲苯 | 总峰面积 |
2.91 | 3.740 | 7.903 | 106.212 | 156.345 | 928.906 |
23.11 | 3.740 | 7.903 | 110.616 | 146.435 | 941.074 |
33.01 | 3.743 | 7.893 | 86.966 | 115.259 | 763.288 |
由表1,综合考虑对定量结果和分离效果的影响,初温选择40℃。由表2和图1、 2,隔垫吹扫气大小对该混合物的分离影响不大。通常设为2-3mL/min即可,设置高点一般对浓度高的组分影响不大,如本实验用的混合物;但是,隔垫吹扫气开的太大,检测的灵敏度低,不易检测浓度极低的组分。