气相色谱法测定大气中的苯系物ppt课件.ppt
气相色谱法测定大气中的苯系物,一、实验目的,1.通过本实验学会用气相色谱法测定大气中苯系物的方法2.掌握用气相色谱法测定大气中苯系物的过程和气相色谱仪对有机物等的分离原理及有关仪器的使用。,二、实验原理,待测样品被蒸发为气体,以惰性气体为载气将其带入柱内进行分离。其分离原理是基于待测物在气相和固定相之间的吸附-脱附或分配来实现的。分离后的组分进入检测器，检测器将物质的浓度或质量信号转换为电信号输给记录仪或显示器，得到色谱图。利用保留值可定性，利用峰高或峰面积可定量。,气路系统进样系统分离系统温度控制系统检测记录系统,气相色谱仪的组成部分,（一）气路系统(Carrier gas supply)功能：获得纯净、流速稳定的载气。组成：包括载气、流量计、压力计及气体净化装置。载气：要求化学惰性，不与有关物质反应。载气的选择除了要求考虑对柱效的影响外，还要与分析对象和所用的检测器相配。流量计：在柱前使用转子流量计，在柱后以皂膜流量计测流速。许多现代仪器装置有电子流量计，并以计算机控制其流速保持不变。,（二）进样系统(Sample injection system),mL-1,常以微量注射器穿过隔膜垫或六通阀将液体样品注入气化室(汽化室温度比样品中最易蒸的物质的沸点高约50oC)，进样量、进样速度、试样的气化速度影响测定的精密度和准确度,（三）分离系统 柱分离系统是色谱分析的心脏部分。分离柱包括填充柱和毛细管柱。柱材料：金属、玻璃、融熔石英、Teflon等填充柱：多为U形或螺旋形，内径24 mm，长16m，由柱管和固定相组成。毛细管柱：又叫开管柱。通常将固定液均匀地涂渍或交联到内径0.10.5mm的毛细管内壁，长达几十至100m。通常弯成直径1030cm的螺旋状。,（四）温控系统 温度控制是否准确，升降温速度是否快速是市售色谱仪器的最重要指标之一。控温系统包括对三个部分的控温，即气化室、柱箱和检测器。控温方式：恒温和程序升温。,（五）检测器气相色谱检测器种类繁多，最为常用的几种检测器是：1.热导检测器(Thermal conductivity detector,TCD);2.氢火焰离子化检测器(Flame ionized detector,FID);3.电子捕获检测器(Electron capture detector,ECD);4.火焰光度检测器(Flame photometric detector,FPD);5.氮磷检测器（NPD）也称热离子检测器(Thermionic detector,TID);6.原子发射检测器(Atomic emission Detector,AED)7.硫荧光检测器（Sulfur chemiluminescence Detector,SCD）,氢火焰电离检测器（FID）,结构：主体为离子室，内有火焰喷嘴、极化电极（阴极）和信号收集极（阳极）。原理：含碳有机物在H2-Air火焰中燃烧产生碎片离子，在电场作用下形成离子流，根据离子流产生的电信号强度，检测被色谱柱分离的组分。,大气中的苯系物测定,苯、甲苯、二甲苯等是有机工业的重要原料和溶剂。在医药、合成染料、有机农药、硝基化合物、油漆、树脂等方面有广泛的用途，因此，大气中苯系物的污染比较常见，且因苯系物沸点较低，易燃易爆、毒性大、会危害人体的中枢神经和造血系统，应予以重点分析监测。大气中的苯系物一般以蒸气的形式分散在空气中。空气中的苯系物或有机蒸气经活性碳采集浓缩(苯等可在较高浓度下直接进样进行色谱分析)，以二硫化碳解吸，以适当的色谱分离拄分离，用FID检测器进行检测。以色谱保留时间定性，色谱峰高或峰面积定量。,三、仪器与试剂,1.活性碳管 用长70mm，内径4mm，外径6mm的玻璃管，其中装两部分2040目椰子壳活性碳，中间用2mm氨基甲酸乙酯泡沫塑料隔开，玻璃管两端用火熔封。活性碳在装关前于600通氮气处理1小时。管中前部装100mg，后部装50mg活性碳。后部活性碳外边用3mm氨基甲酸乙酯泡沫塑料固定；而前部活性碳的外边则用硅烷化的玻璃棉固定。活性碳管的阻力当流量为1l/min，须在3.3KPa以下。2.采样泵；流量计(00.5l/min)；具塞刻度试管(1mL)；3.气相色谱仪附FID检测器。4.色谱纯的苯、甲苯等有机物标准样品；二硫化碳。,四实验内容,1.试样的采集 临采样前打开活性碳管两端，将管连接在采样泵上，注意活性碳少的一端接采样泵，并垂直放置，以0.2L/min的速度抽取110L空气。采样后将管的两端套上塑料帽，尽快分析。否则应冷藏保存。在采样的同时做一空白管，此管除不抽气外，按样品管同样操作。2.色谱条件 色谱柱：2.5%邻苯二甲酸二壬酯2.5%有机澡土-34涂于Chromosorb W AW DMCS,60-80目；柱温：8090;汽化室和检测器温度：250;载气(氮气):50mL/min;空气:500mL/min;氢气:50mL/min。,3.标准曲线的绘制 于10mL容量瓶中先加入少量二硫化碳，然后用微量注射器加入10100mg标样，用二硫化碳稀释至刻度。计算0.5mL标准溶液中苯、甲苯等物质的含量，此液为储备液。用前再用二硫化碳将储备液分别稀释为不同含量的标准溶液，所配的标准溶液中应包括被测物的最高容许浓度时规定所采空气体积中的含量。用微量注射器取5uL标准溶液，每个标准溶液注射3次，以浓度mg/0.5mL对峰面积或峰高作图，绘制标准曲线。,4.样品分析 将已采样后的活性碳管的玻璃毛取出弃去。把第一部分活性碳移入具塞试管中。把隔开活性碳用的泡沫塑料取出弃去，第二部分的活性碳移入另一个具塞试管中。上述两具塞试管中分别加入0.5mL二硫化碳，放置30min，随时摇动，分析时以二硫化碳定溶至0.5mL。同时作空白管的解吸。取5uL样品和空白试液进行色谱分析，每个样品做三次平行实验。,5.解吸效率的测定 由于在一定条件下，每种化合物在活性碳上的解吸效率受多种因素影响，如实验室的不同、活性碳的批号不同等，因此对有机物的吸附和解吸效率也是不同的。故在计算样品含量时应考虑被测物质在活性碳上的解吸效率。测定解吸效率时，将6份100mg活性碳分别于具塞试管中，此活性碳必须与采样所用的为同一批。将以上的6支试管分为3组，分别加入0.5mL高、中、低含量的标准溶液。中等含量的应为相当于最高容许浓度的标准溶液，放置30min，随时摇动。按照标准溶液操作用同一支微量注射器进样求出峰面积(B)；同时取100mg活性碳，加入0.5mL二硫化碳作为解吸空白，其它操作相同，求出峰面积(C)。以上操作是根据标准溶液中剩余的被测物质的量大致等于活性碳上所解吸的被测物的量的原理而进行的。,按下式分别计算高、中、低含量被测物时平均解吸效率：式中：A被测物的峰面积。B按照标准溶液操作用同一支微量注射器进样求出的峰面积 C同时取100mg活性碳，加入0.5mL二硫化碳作为解吸空白，其它操作相同，求出的峰面积 以平均解吸效率对含量做图绘制解吸效率曲线备用。注意：平均解吸效率应在实际测定前测定出。,五结果计算,式中：X空气中苯系物蒸气的浓度，mg/M3；C由标准曲线上查出的被测物的含量，mg/0.5mL；D解吸效率；V0换算成标准状况下的采样体积，L。,六思考题,1.试述气相色谱法的分离原理。2.试述FID检测器的检测原理。3.为什么以吸附解吸法测定空气中的有机物蒸气时，需要事先测定被测物的吸附率或解吸率?4.以气相色谱法测定空气中的苯系物，除了可采用本方法所述的分析方式外，还可以采用什么方式测定?,
