2010-5-21
第 七 章
色谱分析法
一、气相色谱仪及其流程
二,气相色谱固定相
三、气相色谱检测装置
1．检测器特性
2．热导检测器
3．氢火焰离子化检测器
4,电子捕获检测器
5,具有定性功能的检测器
（联用技术）
第二节
气相色谱装置
2010-5-21
气相色谱仪 1
2010-5-21
气相色谱仪 2
2010-5-21
气相色谱仪 3
2010-5-21
一、气相色谱流程
1-载气钢瓶； 2-减压阀；
3-净化干燥管； 4-针形阀；
5-流量计 ;6-压力表； 4-针
形阀； 5-流量计 ;6-压力表；
9-热导检测器； 10-放大器；
11-温度控制器； 12-记录仪；
1,载气系统,包括气源、净化干燥管和载气流速控制 ;
2,进样系统,进样器及气化室；
3,色谱柱,填充柱（填充固定相）或毛细管柱（内壁涂有固定液）；
4,检测器,可连接各种检测器，以热导检测器或氢火焰检测器最为常见；
5,记录系统,放大器、记录仪或数据处理仪；
6,温度控制系统,柱室、气化室的温度控制。
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二,气相色谱固定相
1,气固色谱固定相
种类：
活性炭,有较大的比表面积, 吸附性较强 。
活性氧化铝,有较大的极性 。 适用于常温下 O2,N2,CO
,CH4,C2H6,C2H4等气体的相互分离 。 CO2能被活性氧化铝
强烈吸附而不能用这种固定相进行分析 。
硅胶,与活性氧化铝大致相同的分离性能, 除能分析上
述物质外, 还能分析 CO2,N2O,NO,NO2等, 且能够分离臭
氧 。
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气固色谱固定相
分子筛,
碱及碱土金属的硅铝酸盐 （ 沸石 ）, 多孔性 。 如 3A,4A
,5A,10X及 13X分子筛等 （ 孔径：埃 ） 。 常用 5A和 13X（ 常
温下分离 O2与 N2） 。 除了广泛用于 H2,O2,N2,CH4,CO等
的分离外, 还能够测定 He,Ne,Ar,NO,N2O等 。
高分子多孔微球 （ GDX系列 ）,
新型的有机合成固定相 （ 苯乙烯与二乙烯苯共聚 ） 。
型号,GDX-01,-02,-03等 。 适用于水, 气体及低级醇的
分析 。
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气固色谱固定相的特点
（ 1） 性能与制备和活化条件有很大关系；
（ 2） 同一种固定相, 不同厂家或不同活化条件
,分离效果差异较大；
（ 3） 种类有限, 能分离的对象不多；
（ 4） 使用方便 。
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2,气液色谱固定相
气液色谱固定相 [固定液 + 担体 （ 支持体 ） ],
? 固定液在常温下不一定为液体, 但在使用温度下一定呈
液体状态 。
? 固定液的种类繁多, 选择余地大, 应用范围不断扩大 。
担体：化学惰性的多孔性固体颗粒, 具有较大的比表面积 。
可以作为担体使用的物质应满足以下条件：
? 比表面积大, 孔径分布均匀；
? 化学惰性, 表面无吸附性或吸附性很弱, 与被分离组份
不起反应；
? 具有较高的热稳定性和机械强度, 不易破碎；
? 颗粒大小均匀, 适度 。 一般常用 60~80目, 80~100目 。
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担体（硅藻土）
红色担体,
孔径较小，表孔密集，比表面积较大，机械强度好。
适宜分离非极性或弱极性组分的试样。
缺点是表面存有活性吸附中心点。
白色担体,
煅烧前原料中加入了少量助溶剂 (碳酸钠 )。
颗 粒疏松，孔径较大。表面积较小，机械强度 较
差。但吸附性显著减小，适宜分离极性组分的试样。
表 5-1填充柱气液色谱担体一览表
种类
担体名称 特点及用途 生产厂家
红色
硅藻土
担体
201 红色担体
301 釉化红色担体
6201 红色担体
适用于涂渍非极性固定液分析非极性物
质
由 201 釉化而成，性能介于红色与白色
硅藻土担体之间，适用于分析中等极性
物质
上海试剂厂
大连催化剂厂
硅
藻
土
类
白色
硅藻土
担体
101 白色担体
101 酸洗
101 硅烷化白色担体
102 白色担体
适用于涂渍极性固定液分析极性物质
催化吸附性小，减小色谱峰拖尾
上海试剂厂
非
硅
藻
土
类
高分子微球
玻璃微球
氟担体
由苯乙烯和二乙烯苯共聚而成
经酸碱处理，比表面积 0,02 m
2
/ g,可在
较高温度下使用，适宜分析高沸点物质。
由四氟乙烯聚合而成，比表面积 10,5 m
2
/
g
适宜分析强极性物质和腐蚀性物质
上海试剂厂
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固定液
固定液：高沸点难挥发有机化合物，种类繁多。
(1)对 固定液的 要求
应对被分离试样中的各组分具有不同的溶解能力，较好
的热稳定性，并且不与被分离组分发生不可逆的化学反应。
(2)选择的基本原则
,相似相溶,，选择与试样性质相近的固定相。
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(3)固定液分类方法
如按化学结构、极性、应用等的分类方法。在各种色谱手
册中，一般将固定液按有机化合物的分类方法分为：脂肪烃、
芳烃、醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷等，
(4) 最高最低使用温度。高于最高使用温度易分解，温度低呈
固体；
(5) 混合固定相：对于复杂的难分离组分通常采用特殊固定液
或将两种甚至两种以上配合使用；
(6) 固定液的相对极性：规定：角鲨烷（异三十烷）的相对极
性为零,β,β’— 氧二丙睛的相对极性为 100，
固定液
名 称
商品牌号 使用温度
（最高）
℃
溶剂 相对
极性
麦氏
常数
总和
分析对象
（参考）
1, 角鲨烷
（异三十烷）
SQ 150 乙醚 0 0 烃类及非极性化合物
2,阿皮松 L A P L 300 苯 — 143 非极性和弱极性各类高
沸点有机化合物
3,硅油 O V - 101 350 丙酮 +1 229 各类高沸点弱极性有机
化合物，如芳烃
4, 苯基 10%
甲基聚硅氧烷
O V - 3 350 甲苯 +1 423
5, 苯基 （ 20% ）
甲基聚硅氧烷
O V - 7 350 甲苯 +2 592
6, 苯基 （ 50% ）
甲基 聚硅氧烷
O V - 17 300 甲苯 +2 827
7, 苯基 （ 60% ）甲基
聚硅氧烷
O V - 22 350 甲苯 +2 1075
8, 邻苯二甲酸
二壬酯
DNP 130 乙醚 +2
9, 三氟丙基甲基
聚硅氧烷
O V - 210 250 氯仿 +2 1500
10, 氰丙基 （ 25% ）
苯基 （ 25% ）
甲基聚硅氧烷
O V - 225 250 +3 1813
11,聚乙二醇 P E G 20M 250 乙醇 氢键 2308 醇、醛酮、脂肪酸、酯
等极性化合物
12, 丁二酸二乙
二醇聚酯
D E G S 225 氯仿 氢键 3430
表 8-2 优选固定液
麦氏常数,x’,y’、
z’,u’,s’表示, 分别
代表了极性分子间存
在着的静电力 （ 偶极
定向力 ） ；极性与非
极性分子间存在着的
诱导力；非极性分子
间的色散力；氢键等
。 也可以用五个数的
总和来表示固定相的
极性大小, 如,β，
β’— 氧二丙睛五个常
数的总和为 4427,是
强极性固定相 。
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三、气相色谱检测装置
色谱仪的关键部件之一, 种类较多, 原理和结构各异 。
有的具有广普性, 如热导检测器；有的具有高选择性, 仅对
某类物质有高响应 。
1,检测器特性
浓度型检测器：
测量的是载气中通过检测器组分浓度瞬间的变化, 检测
信号值与组分的浓度成正比 。
质量型检测器：
测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化, 即检测
信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比 。
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检测器性能评价指标
响应值（或灵敏度） S:
在一定范围内, 信号 E与进入检测器的物质质量 m呈线
性关系：
E=S m
S = E / m
单位,mＶ /（ mg / cm3） ； （ 浓度型检测器 ）
mＶ /（ mg / s） ； （ 质量型检测器 ）
S 表示单位质量的物质通过检测器时, 产生的响应信
号的大小 。 S值越大, 检测器 （ 也即色谱仪 ） 的灵敏度也就
越高 。 检测信号通常显示为色谱峰, 则响应值也可以由色
谱峰面积 （ A） 除以试样质量求得：
S = A / m
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最低检测限（最小检测量）,
噪声水平决定着能被检测到的浓度（或质量）。
从图中可以看出：如果要把信号从本底噪声中识别出来, 则组分的响
应值就一定要高于 N。 检测器响应值为 2倍噪声水平时的试样浓度 （ 或质量
）, 被定义为最低检测限 （ 或该物质的最小检测量 ） 。
线性度与线性范围,
检测器的线性度定义为：检测器响应值的对数值与试样量对数值之间
呈比例的状况 。 而检测器的线性范围定义为：检测器在线性工作时, 被测
物质的最大浓度 （ 或质量 ） 与最低浓度 （ 或质量 ） 之比 。
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2．热导检测器
（ 1） 热导检测器的结构
池体, 一般用不锈钢制成。
热敏元件, 电阻率高、电阻温度系数大、且价廉易加工
的钨丝制成。
参考臂,仅允许纯载气通过，通常连接在进样装置之前。
测量臂, 需要携带被分离组分的载气流过，则连接在紧
靠近分离柱出口处。
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（ 2）检测原理
平衡电桥，右图。
不同的气体有不同的热导系数。
? 钨丝通电，加热与散热达到平衡后，两臂电阻值：
R参 =R测 ; R1=R2 则,R参 ·R2=R测 ·R1
无电压信号输出；记录仪走直线（基线）。
? 进样后，载气携带试样组分流过测量臂而这时参考臂流
过的仍是纯载气，使测量臂的温度改变，引起电阻的变化，
测量臂和参考臂的电阻值不等，产生电阻差,R参 ≠R测
则,R参 ·R2≠R测 ·R1
? 这时电桥失去平衡,a,b两端存在着电位差，有电压信
号输出。信号与组分浓度相关。记录仪记录下组分浓度随
时间变化的峰状图形。
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（ 3）影响 热导检测器灵敏度的因素
① 桥路电流 I, I?,钨丝的温度 ?, 钨丝与池体之间的温
差 ?,有利于热传导, 检测器灵敏度提高 。 检测器的响应值 S
∝ I3,但稳定性下降, 基线不稳 。 桥路电流太高时, 还可能
造成钨丝烧坏 。
② 池体温度, 池体温度与钨丝温度相差越大, 越有利于热
传导, 检测器的灵敏度也就越高, 但池体温度不能低于分离
柱温度, 以防止试样组分在检测器中冷凝 。
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表 7-3 某些气体与蒸气的热导系数 (λ),单位,J / cm·℃ ·s
③载气种类, 载气与试样的热导系数相差越大，在检测器
两臂中产生的温差和电阻差也就越大，检测灵敏度越高。载
气的热导系数大，传热好，通过的桥路电流也可适当加大，
则检测灵敏度进一步提高。氦气也具有较大的热导系数，但
价格较高。
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3,氢火焰离子化检测器
（ 1） 特点
（ FID,hydrogen flame ionization detector）
a,典型的质量型检测器,
b,对有机化合物具有很高的灵敏度,
c,无机气体, 水, 四氯化碳等含氢少或不含氢的物质灵敏
度低或不响应 。
d,氢焰检测器结构简单, 稳定性好, 灵敏度高, 响应迅速
等特点 。
e,比热导检测器的灵敏度高出近 3个数量级, 检测下限可达
10-12g·g-1。
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(2) 氢焰检测器的结构
a,在发射极和收集极之间加
有一定的直流电压（ 100— 300V）
构成一个外加电场。
b,氢焰检测器需要用到三种
气体：
N2,载气携带试样组分；
H2,为燃气；
空气：助燃气。
使用时需要调整三者的比例
关系，检测器灵敏度达到最佳。
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(3) 氢焰检测器的原理
a,当含有机物 CnHm的载气由喷嘴喷出进入
火焰时, 在 C层发生裂解反应产生自由基,
CnHm ──→ ·CH
b,产生的自由基在 D层火焰中与外面扩散进
来的激发态原子氧或分子氧发生如下反应：
·CH + O ──→CHO + + e
c,生成的正离子 CHO+ 与火焰中大量水分子
碰撞而发生分子离子反应：
CHO+ + H2O ──→H 3O+ + CO
A区：预热区
B层：点燃火焰
C层：热裂解区：
温度最高
D层：反应区
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氢焰检测器的原理
d,化学电离产生的正离子和电子在外加恒
定直流电场的作用下分别向两极 定向 运动而
产生微电流 （ 约 10-6～ 10-14A） ；
e,在一定范围内, 微电流的大小与进入离
子室的被测组分质量成正比, 所以 氢焰检测
器是质量型检测器；
f,组分在氢焰中的电离效率很低，大约五
十万分之一的碳原子被电离；
g,离子电流信号输出到记录仪，得到峰面
积与组分质量成正比的色谱流出曲线。
A区：预热区
B层：点燃火焰
C层：热裂解区：
温度最高
D层：反应区
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（ 4）影响氢焰检测器灵敏度的因素
① 各种气体流速和配比的选择：
N2流速的选择主要考虑分离效能,
N2 ? H2 = 1 ? 1～ 1 ? 1.5
氢气 ? 空气 =1 ? 10。
② 极化电压
正常极化电压选择在 100～ 300V范围内 。
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4.电子捕获检测器
? 高选择性检测器，
? 仅对含有卤素、磷、硫、氧等元素的化合物有很高的灵敏
度，检测下限 10-14 g /mL，
? 对大多数烃类没有响应。
? 较多应用于农副产品、食品及环境中农药残留量的测定。
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5.具有定性功能的检测器（联用技术）
色谱 -质谱；色谱 -红外等 。
质谱作为色谱的检测器使用需要解决 四个问题,
（ 1） 色谱柱出口压力与质谱仪高真空之间的匹配；
（ 2） 试样组分与载气的分离；
（ 3） 质谱对色谱流出峰的快速测定 （ 电子计算机解
决 ） ；
（ 4） 质谱仪的小型化 （ 小型化的质量分析器 ） 。
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质谱作为色谱检测器所存在 问题 的 解决：
第一和第二个问题的解决：
采用分子分离器；
分子分离器类型：
微孔玻璃式、半透膜式和喷射式三种。
喷射式分子分离器：
由一对同轴收缩型喷嘴构成，喷嘴被封在一真空室中，如图所示
。可做成多级。
第 七 章
色谱分析法
一、气相色谱仪及其流程
二,气相色谱固定相
三、气相色谱检测装置
1．检测器特性
2．热导检测器
3．氢火焰离子化检测器
4,电子捕获检测器
5,具有定性功能的检测器
（联用技术）
第二节
气相色谱装置
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气相色谱仪 1
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气相色谱仪 2
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气相色谱仪 3
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一、气相色谱流程
1-载气钢瓶； 2-减压阀；
3-净化干燥管； 4-针形阀；
5-流量计 ;6-压力表； 4-针
形阀； 5-流量计 ;6-压力表；
9-热导检测器； 10-放大器；
11-温度控制器； 12-记录仪；
1,载气系统,包括气源、净化干燥管和载气流速控制 ;
2,进样系统,进样器及气化室；
3,色谱柱,填充柱（填充固定相）或毛细管柱（内壁涂有固定液）；
4,检测器,可连接各种检测器，以热导检测器或氢火焰检测器最为常见；
5,记录系统,放大器、记录仪或数据处理仪；
6,温度控制系统,柱室、气化室的温度控制。
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二,气相色谱固定相
1,气固色谱固定相
种类：
活性炭,有较大的比表面积, 吸附性较强 。
活性氧化铝,有较大的极性 。 适用于常温下 O2,N2,CO
,CH4,C2H6,C2H4等气体的相互分离 。 CO2能被活性氧化铝
强烈吸附而不能用这种固定相进行分析 。
硅胶,与活性氧化铝大致相同的分离性能, 除能分析上
述物质外, 还能分析 CO2,N2O,NO,NO2等, 且能够分离臭
氧 。
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气固色谱固定相
分子筛,
碱及碱土金属的硅铝酸盐 （ 沸石 ）, 多孔性 。 如 3A,4A
,5A,10X及 13X分子筛等 （ 孔径：埃 ） 。 常用 5A和 13X（ 常
温下分离 O2与 N2） 。 除了广泛用于 H2,O2,N2,CH4,CO等
的分离外, 还能够测定 He,Ne,Ar,NO,N2O等 。
高分子多孔微球 （ GDX系列 ）,
新型的有机合成固定相 （ 苯乙烯与二乙烯苯共聚 ） 。
型号,GDX-01,-02,-03等 。 适用于水, 气体及低级醇的
分析 。
2010-5-21
气固色谱固定相的特点
（ 1） 性能与制备和活化条件有很大关系；
（ 2） 同一种固定相, 不同厂家或不同活化条件
,分离效果差异较大；
（ 3） 种类有限, 能分离的对象不多；
（ 4） 使用方便 。
2010-5-21
2,气液色谱固定相
气液色谱固定相 [固定液 + 担体 （ 支持体 ） ],
? 固定液在常温下不一定为液体, 但在使用温度下一定呈
液体状态 。
? 固定液的种类繁多, 选择余地大, 应用范围不断扩大 。
担体：化学惰性的多孔性固体颗粒, 具有较大的比表面积 。
可以作为担体使用的物质应满足以下条件：
? 比表面积大, 孔径分布均匀；
? 化学惰性, 表面无吸附性或吸附性很弱, 与被分离组份
不起反应；
? 具有较高的热稳定性和机械强度, 不易破碎；
? 颗粒大小均匀, 适度 。 一般常用 60~80目, 80~100目 。
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担体（硅藻土）
红色担体,
孔径较小，表孔密集，比表面积较大，机械强度好。
适宜分离非极性或弱极性组分的试样。
缺点是表面存有活性吸附中心点。
白色担体,
煅烧前原料中加入了少量助溶剂 (碳酸钠 )。
颗 粒疏松，孔径较大。表面积较小，机械强度 较
差。但吸附性显著减小，适宜分离极性组分的试样。
表 5-1填充柱气液色谱担体一览表
种类
担体名称 特点及用途 生产厂家
红色
硅藻土
担体
201 红色担体
301 釉化红色担体
6201 红色担体
适用于涂渍非极性固定液分析非极性物
质
由 201 釉化而成，性能介于红色与白色
硅藻土担体之间，适用于分析中等极性
物质
上海试剂厂
大连催化剂厂
硅
藻
土
类
白色
硅藻土
担体
101 白色担体
101 酸洗
101 硅烷化白色担体
102 白色担体
适用于涂渍极性固定液分析极性物质
催化吸附性小，减小色谱峰拖尾
上海试剂厂
非
硅
藻
土
类
高分子微球
玻璃微球
氟担体
由苯乙烯和二乙烯苯共聚而成
经酸碱处理，比表面积 0,02 m
2
/ g,可在
较高温度下使用，适宜分析高沸点物质。
由四氟乙烯聚合而成，比表面积 10,5 m
2
/
g
适宜分析强极性物质和腐蚀性物质
上海试剂厂
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固定液
固定液：高沸点难挥发有机化合物，种类繁多。
(1)对 固定液的 要求
应对被分离试样中的各组分具有不同的溶解能力，较好
的热稳定性，并且不与被分离组分发生不可逆的化学反应。
(2)选择的基本原则
,相似相溶,，选择与试样性质相近的固定相。
2010-5-21
(3)固定液分类方法
如按化学结构、极性、应用等的分类方法。在各种色谱手
册中，一般将固定液按有机化合物的分类方法分为：脂肪烃、
芳烃、醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷等，
(4) 最高最低使用温度。高于最高使用温度易分解，温度低呈
固体；
(5) 混合固定相：对于复杂的难分离组分通常采用特殊固定液
或将两种甚至两种以上配合使用；
(6) 固定液的相对极性：规定：角鲨烷（异三十烷）的相对极
性为零,β,β’— 氧二丙睛的相对极性为 100，
固定液
名 称
商品牌号 使用温度
（最高）
℃
溶剂 相对
极性
麦氏
常数
总和
分析对象
（参考）
1, 角鲨烷
（异三十烷）
SQ 150 乙醚 0 0 烃类及非极性化合物
2,阿皮松 L A P L 300 苯 — 143 非极性和弱极性各类高
沸点有机化合物
3,硅油 O V - 101 350 丙酮 +1 229 各类高沸点弱极性有机
化合物，如芳烃
4, 苯基 10%
甲基聚硅氧烷
O V - 3 350 甲苯 +1 423
5, 苯基 （ 20% ）
甲基聚硅氧烷
O V - 7 350 甲苯 +2 592
6, 苯基 （ 50% ）
甲基 聚硅氧烷
O V - 17 300 甲苯 +2 827
7, 苯基 （ 60% ）甲基
聚硅氧烷
O V - 22 350 甲苯 +2 1075
8, 邻苯二甲酸
二壬酯
DNP 130 乙醚 +2
9, 三氟丙基甲基
聚硅氧烷
O V - 210 250 氯仿 +2 1500
10, 氰丙基 （ 25% ）
苯基 （ 25% ）
甲基聚硅氧烷
O V - 225 250 +3 1813
11,聚乙二醇 P E G 20M 250 乙醇 氢键 2308 醇、醛酮、脂肪酸、酯
等极性化合物
12, 丁二酸二乙
二醇聚酯
D E G S 225 氯仿 氢键 3430
表 8-2 优选固定液
麦氏常数,x’,y’、
z’,u’,s’表示, 分别
代表了极性分子间存
在着的静电力 （ 偶极
定向力 ） ；极性与非
极性分子间存在着的
诱导力；非极性分子
间的色散力；氢键等
。 也可以用五个数的
总和来表示固定相的
极性大小, 如,β，
β’— 氧二丙睛五个常
数的总和为 4427,是
强极性固定相 。
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三、气相色谱检测装置
色谱仪的关键部件之一, 种类较多, 原理和结构各异 。
有的具有广普性, 如热导检测器；有的具有高选择性, 仅对
某类物质有高响应 。
1,检测器特性
浓度型检测器：
测量的是载气中通过检测器组分浓度瞬间的变化, 检测
信号值与组分的浓度成正比 。
质量型检测器：
测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化, 即检测
信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比 。
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检测器性能评价指标
响应值（或灵敏度） S:
在一定范围内, 信号 E与进入检测器的物质质量 m呈线
性关系：
E=S m
S = E / m
单位,mＶ /（ mg / cm3） ； （ 浓度型检测器 ）
mＶ /（ mg / s） ； （ 质量型检测器 ）
S 表示单位质量的物质通过检测器时, 产生的响应信
号的大小 。 S值越大, 检测器 （ 也即色谱仪 ） 的灵敏度也就
越高 。 检测信号通常显示为色谱峰, 则响应值也可以由色
谱峰面积 （ A） 除以试样质量求得：
S = A / m
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最低检测限（最小检测量）,
噪声水平决定着能被检测到的浓度（或质量）。
从图中可以看出：如果要把信号从本底噪声中识别出来, 则组分的响
应值就一定要高于 N。 检测器响应值为 2倍噪声水平时的试样浓度 （ 或质量
）, 被定义为最低检测限 （ 或该物质的最小检测量 ） 。
线性度与线性范围,
检测器的线性度定义为：检测器响应值的对数值与试样量对数值之间
呈比例的状况 。 而检测器的线性范围定义为：检测器在线性工作时, 被测
物质的最大浓度 （ 或质量 ） 与最低浓度 （ 或质量 ） 之比 。
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2．热导检测器
（ 1） 热导检测器的结构
池体, 一般用不锈钢制成。
热敏元件, 电阻率高、电阻温度系数大、且价廉易加工
的钨丝制成。
参考臂,仅允许纯载气通过，通常连接在进样装置之前。
测量臂, 需要携带被分离组分的载气流过，则连接在紧
靠近分离柱出口处。
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（ 2）检测原理
平衡电桥，右图。
不同的气体有不同的热导系数。
? 钨丝通电，加热与散热达到平衡后，两臂电阻值：
R参 =R测 ; R1=R2 则,R参 ·R2=R测 ·R1
无电压信号输出；记录仪走直线（基线）。
? 进样后，载气携带试样组分流过测量臂而这时参考臂流
过的仍是纯载气，使测量臂的温度改变，引起电阻的变化，
测量臂和参考臂的电阻值不等，产生电阻差,R参 ≠R测
则,R参 ·R2≠R测 ·R1
? 这时电桥失去平衡,a,b两端存在着电位差，有电压信
号输出。信号与组分浓度相关。记录仪记录下组分浓度随
时间变化的峰状图形。
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（ 3）影响 热导检测器灵敏度的因素
① 桥路电流 I, I?,钨丝的温度 ?, 钨丝与池体之间的温
差 ?,有利于热传导, 检测器灵敏度提高 。 检测器的响应值 S
∝ I3,但稳定性下降, 基线不稳 。 桥路电流太高时, 还可能
造成钨丝烧坏 。
② 池体温度, 池体温度与钨丝温度相差越大, 越有利于热
传导, 检测器的灵敏度也就越高, 但池体温度不能低于分离
柱温度, 以防止试样组分在检测器中冷凝 。
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表 7-3 某些气体与蒸气的热导系数 (λ),单位,J / cm·℃ ·s
③载气种类, 载气与试样的热导系数相差越大，在检测器
两臂中产生的温差和电阻差也就越大，检测灵敏度越高。载
气的热导系数大，传热好，通过的桥路电流也可适当加大，
则检测灵敏度进一步提高。氦气也具有较大的热导系数，但
价格较高。
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3,氢火焰离子化检测器
（ 1） 特点
（ FID,hydrogen flame ionization detector）
a,典型的质量型检测器,
b,对有机化合物具有很高的灵敏度,
c,无机气体, 水, 四氯化碳等含氢少或不含氢的物质灵敏
度低或不响应 。
d,氢焰检测器结构简单, 稳定性好, 灵敏度高, 响应迅速
等特点 。
e,比热导检测器的灵敏度高出近 3个数量级, 检测下限可达
10-12g·g-1。
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(2) 氢焰检测器的结构
a,在发射极和收集极之间加
有一定的直流电压（ 100— 300V）
构成一个外加电场。
b,氢焰检测器需要用到三种
气体：
N2,载气携带试样组分；
H2,为燃气；
空气：助燃气。
使用时需要调整三者的比例
关系，检测器灵敏度达到最佳。
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(3) 氢焰检测器的原理
a,当含有机物 CnHm的载气由喷嘴喷出进入
火焰时, 在 C层发生裂解反应产生自由基,
CnHm ──→ ·CH
b,产生的自由基在 D层火焰中与外面扩散进
来的激发态原子氧或分子氧发生如下反应：
·CH + O ──→CHO + + e
c,生成的正离子 CHO+ 与火焰中大量水分子
碰撞而发生分子离子反应：
CHO+ + H2O ──→H 3O+ + CO
A区：预热区
B层：点燃火焰
C层：热裂解区：
温度最高
D层：反应区
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氢焰检测器的原理
d,化学电离产生的正离子和电子在外加恒
定直流电场的作用下分别向两极 定向 运动而
产生微电流 （ 约 10-6～ 10-14A） ；
e,在一定范围内, 微电流的大小与进入离
子室的被测组分质量成正比, 所以 氢焰检测
器是质量型检测器；
f,组分在氢焰中的电离效率很低，大约五
十万分之一的碳原子被电离；
g,离子电流信号输出到记录仪，得到峰面
积与组分质量成正比的色谱流出曲线。
A区：预热区
B层：点燃火焰
C层：热裂解区：
温度最高
D层：反应区
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（ 4）影响氢焰检测器灵敏度的因素
① 各种气体流速和配比的选择：
N2流速的选择主要考虑分离效能,
N2 ? H2 = 1 ? 1～ 1 ? 1.5
氢气 ? 空气 =1 ? 10。
② 极化电压
正常极化电压选择在 100～ 300V范围内 。
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4.电子捕获检测器
? 高选择性检测器，
? 仅对含有卤素、磷、硫、氧等元素的化合物有很高的灵敏
度，检测下限 10-14 g /mL，
? 对大多数烃类没有响应。
? 较多应用于农副产品、食品及环境中农药残留量的测定。
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5.具有定性功能的检测器（联用技术）
色谱 -质谱；色谱 -红外等 。
质谱作为色谱的检测器使用需要解决 四个问题,
（ 1） 色谱柱出口压力与质谱仪高真空之间的匹配；
（ 2） 试样组分与载气的分离；
（ 3） 质谱对色谱流出峰的快速测定 （ 电子计算机解
决 ） ；
（ 4） 质谱仪的小型化 （ 小型化的质量分析器 ） 。
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质谱作为色谱检测器所存在 问题 的 解决：
第一和第二个问题的解决：
采用分子分离器；
分子分离器类型：
微孔玻璃式、半透膜式和喷射式三种。
喷射式分子分离器：
由一对同轴收缩型喷嘴构成，喷嘴被封在一真空室中，如图所示
。可做成多级。
