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公司新闻
气相色谱载气源包括哪些
2023-09-23IP属地 湖北43

  对于气相色谱仪来说,气源是不可缺少的一部分;

  一.气相色谱中使用的气体类型

  一般来说,从气相色谱仪的使用来看,大多数情况下,大致可以分为四种:载气、气体、辅助气体和尾气吹扫。

  载气用于将样品带入仪器系统进行分离和测定。常用的载气是氢气、氦气、氮气和氩气。

  燃料气体和辅助燃料气体用于在探测器内提供火焰和燃烧;燃料气一般指氢气,辅助燃料气指空气(请注意不要用氧气)。

  尾吹一般和载气一样,有很多作用,比如稀释火焰,消除检测器的死体积。它用于毛细管柱分离的情况。

  除了上述之外,还有重整器中使用的氢气、用于驱动阀门的空气/氮气等。

  当然,如果严格分类,气相色谱中的气体除了载气外,还可以称为辅助气体,如燃料气、辅助气体、尾气吹炼重整炉用氢气、驱动多路阀旋转的气体等。

  面对众多选择,在常规实验室和测试单位中,实际上只使用三种气体:

  氮气-用作载气和吹扫尾气。

  氢气和空气-用作燃料气体和辅助气体

  二、气源——气源装置

  一般来说,实验室常用的气源装置有两种:钢瓶气和气体发生器。

  1缸气体

  一般来说,如果气瓶供应商资质齐全,气瓶的质量和稳定性可以得到有效保证;同时,维护和更换也相对容易;同时,如果用量不大,使用钢瓶气可以节省投资。但出于安全考虑,很多单位会建专门的气瓶间,布置专门的输气管道,初期可能是一笔不小的开支。

  需要注意的是,气瓶气体不代表高纯度——如果需要高纯度气体,以氮气/氢气为例,需要购买高纯度氮气/氢气,并注明纯度为99.999%。

  另外,使用钢瓶气体时,需要配备符合使用规范的减压器。

  2气体发生器

  出于安全原因,目前许多实验室使用气体发生器来供应气体。使用气体发生器的优势——安全——显而易见,同时气体发生器可以放在仪器旁边,避免了气体管道布置的问题。

  但是使用气体发生器有很多问题需要克服:比如使用高纯氮气发生器,不能像钢瓶气一样随时使用,从开启到合格供气需要时间;需要定期维护,更换水和碳氢化合物捕获装置;如果仪器很多,单个发电机可能无法满足所有要求,需要增加投资。

  目前市场上有氮气发生器、氢气发生器、空气源,以及可以同时提供氮气、氢气、空气的一体机。

  氮气发生器按原理可分为电化学、变压吸附和膜分离三种,其中变压吸附原理可达到(可达到)99.995%以上的纯度。

  氢气发生器按原理可分为碱性电解制氢和固体聚合物电解质水电解制氢(SPE或PEM)。两者简单的区别就是前者需要碱性电解液,后者只需要去离子水。从纯度来说,两者都可以达到99.99%以上。

  气源基本是空压机,种类很多。一般来说,往复式和涡流式用于实验室。需要注意的是,气相色谱所用的气源应该是无油的——气相色谱的要求是所用的空气不能含有影响仪器正常工作的灰尘、碳氢化合物、水分和腐蚀性物质。

  如果实验室需要更高纯度的空气,可以在气源后面安装除烃装置,或者直接购买一体化零级空气发生器,可以有效去除空气中的碳氢化合物,使其达到更低的浓度。

  其他3人

  当然,除了钢瓶气体和气体发生器,一些仪器的用户也会使用液氮作为氮源。

  3.简单的比较和解释

  对于氮气、氢气和空气,如果选择了合格的供应商,就可以获得满足仪器使用要求的钢瓶气源——良好的气源供应有利于仪器维护,减少仪器污染,使仪器在更低的噪音和干扰下工作。

  如果气源中杂质较多,可能会造成基线噪音高、检出限低等问题,甚至导致分析结果不准确。

  由于安全管理、当地供应商等原因,相当一部分用户选择使用燃气发生器。

  由于氮气发生器原理不同,其气体纯度也有较大差异——建议安装气体净化装置——如果使用ECD检测器,除了安装气体净化装置(脱水、脱烃、脱氧装置)外,建议购买高纯度的钢瓶氮气作为气源——一方面保证气体质量,另一方面如果购买高纯度的氮气发生器,价格较高,脱氧管也是较贵的耗材。

  氢气发生器产生的氢气经过气体净化装置后可以满足TCD检测器的要求。

  氢气发生器产生的氢气经过气体净化装置后基本可以满足FID、NPD和FPD的要求,但在制作低浓度样品时会有一定的影响。

  小型室内无油气源可以满足检测器的要求,但是空气发生器的气源是周围的环境,会对气源的质量产生影响。对于使用大中型空气压缩机进行气体浓缩的机构,长期使用后气体管道中可能会有金属锈蚀等污染物,所以要注意净化末端的空气。

  综合来看,建议载气(氮气)采用高纯度的钢瓶气体,氢气发生器和室内小型气源即可满足常规分析——管道内安装气体净化装置(脱水、脱烃、除氧装置)就好。

  其他四个

  对于氦气和氩气作为载气,使用钢瓶气体,可以在管道中串联净化装置。

  需要注意的是,如果使用氩气,要注意可能存在的健康危害:在普通大气压下无毒;高浓度时,氧分压降低,发生窒息;氩气浓度达到50%以上,症状严重;75%以上,几分钟就能死。当空气中氩的浓度增加时,呼吸会加快,注意力会不集中,出现共济失调。然后,疲劳、躁动、恶心、呕吐、昏迷、抽搐,甚至死亡。液态氩会引起皮肤;眼睛接触会引起炎症。