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气相色谱技术的主要特征和方向

作者:小T来源:泰特仪器日期:2019-01-07

本文主要对气体分析中的气相色谱技术进行了介绍,并对未来发展趋势进行了展望。现如今气相色谱技术已相对成熟,但是国内外相关仪器厂家仍然不断推出性能更稳定、功能更全面、自动化程度更高的气相色谱仪,特别是国产色谱仪的进步更加明显,国产气相色谱仪具有较高的市场占有率,武汉泰特沃斯科技北京赛车,是国内领先的气相色谱仪供应商。

气体分析是一种专门针对室温和常压下的气态物质的组成和含量进行研究的方法,也是气相色谱技术的主要应用领域。气相色谱技术具有高效、灵敏、快速等优势,因此才能够在诸多气体分析方法中脱颖而出成为佼佼者。

气相色谱技术是气体分析中的常用技术之一,其以高效、灵敏、快速等优势而得到了广泛应用。通过气相色谱技术,能够实现对超高纯气体和聚合级气体的测定,还可实现对具有相似性质的同分异构体的正、异丁烯组分的分离分析。同时,随着一些先进技术的不断发展,例如微型快速色谱技术、多维切换技术以及在线工业色谱技术等,均将进一步推动气相色谱技术在气体分析中的应用。

1 气体分析中的气相色谱技术的主要特征

1.1 分离模式

无论是气-固色谱法,还是气-液色谱法,都是气体分析的常用方法。但比较而言,在固体表面上的气体组分具有较大的吸附系数,所以保留时间长,分离起来比较容易;而在固定液上的气体组分则分配系数过小,因此分离效果往往较差。所以,通常情况下气体分析常会选择气-固色谱法。

1.2 色谱柱

一般情况下,在气体分析中常使用的色谱柱有以下几种:气-固色谱填充柱、微填充柱以及PLOT柱。其中,PLOT柱是最常用的一种色谱柱,其又具体可以分为PLOT分子筛柱、PLOT高分子小球柱、PLOTAl2O3柱以及PLOT碳分子筛柱等几种类型,在实际应用中应根据分析对象的不同来合理选择色谱柱类型。而有些时候,由于气体组成非常复杂,所以仅采用一种色谱柱是难以有效完成气体分析任务的,因此经常需要组合应用多种色谱柱来进行分析。例如:某气体由于是氧气、氮气、一氧化碳及二氧化碳的混合气体,所以仅利用一根分子筛色谱柱无法将它们有效分离,必须要用十通阀将分子筛柱与硅胶柱连接起来,利用阀的切换才能够实现对该气体的有效分析。

1.3 检测系统

积分型检测器和微分型检测器是常用的气体分析检测器,其中积分型检测器常用于对色谱柱流出物的总量进行连续测定,但目前其的应用频率正逐渐降低,而微分型检测器的应用范围正日渐扩大,它主要是用于对色谱柱后流出载气组分和浓度变化进行测定。在实际气体分析中,经常需要同时应用多个检测器对气体中的不同成分进行检测,这也是气相色谱技术分析气体混合物的特点之一。

2 气体分析中的气相色谱技术的发展趋势

2.1 多维色谱切换技术

多维色谱切换技术是近年来气体分析中的气相色谱技术的主要发展趋势。一般情况下,仅通过单柱色谱系统往往是无法有效完成复杂气体组分的分离及测定的,尤其是针对痕量气体组分的测定和分析,采用单柱色谱系统经常会受到来自主要组分的干扰。而多维色谱切换技术的出现,有效解决了这一问题。多维色谱切换技术采用了两根及以上色谱柱或两个及以上检测器对气体进行测定和分析,并利用阀来对各色谱柱前后的压力进行切换或改变,从而改变载气流向,实现在不受主要组分干扰的情况下得到更多的气体分离信息。目前多维色谱切换技术有两种模式:一种是二维色谱GC+GC模式,现阶段这种模式的应用比较广泛;另一种是二维色谱GC×GC模式,这种模式是一种新型模式,正逐渐在复杂混合物体系的分析中得到推广。

2.2 便携式色谱仪

近年来,随着科技的发展及人们实验要求的不断提高,气体分析仪器正逐渐朝微型化方向发展,在此背景下,便携式色谱仪也应运而生。便携式色谱仪的出现,是气相色谱技术的一项革命性转折。普通色谱仪的两个关键元件分别是进样器和检测器,它们均是由美国科学家所研发出来的,最初科学家们只是基于航天发射中气体监测的需要,后来利用半导体芯片生产工艺,成功将重要元件研制了出来,从而推出了基于芯片技术的普通色谱仪。而便携式色谱仪与普通色谱仪一样,也主要是由进样器和检测器组成的,但不同的是便携式色谱仪在制作中应用了微加工技术,是在硅片上刻制进样器和检测器,最终产品的尺寸仅类似一个集成电路,具有体积小、重量轻、灵敏度高、分析速度快以及便于携带等优点。目前在很多有毒有害气体的检测中,便携式色谱仪均得到了重要的应用。另外,便携式色谱仪不但能够在实验中应用,还可以在在线工业中应用。未来,便携式色谱仪的应用领域还将继续扩大。

综上所述,气体分析是一项重要工作,它需要应用到许多先进的技术和工具,气相色谱技术就是气体分析的重要技术之一。我国对气相色谱技术的应用已经有了很长的时间,在对其的分离模式、色谱柱以及检测系统的研究中也已经取得了丰富的经验。未来,多维色谱切换技术将是气相色谱技术的主要发展趋势,同时色谱仪也将逐渐朝微型化方向发展。在此背景下我们应当要进一步加强对气相色谱技术的研究,从而更好地服务于气体分析工作。
 



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