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气相色谱仪之氢火焰离子化检测器(FID)的工作原理与应用

氢火焰离子化检测器的主要用途:

氢火焰离子化检侧器(FID )是典型的破坏性、质量型检测器,结构简单、性能优异、稳定可靠、操作方便,所以经过40多年的发展,今天的FID结构仍无实质性的变化。

气相色谱仪名片.jpg

氢火焰离子化检测器的主要特点有哪些呢?

主要特点是对几乎所有挥发性的有机化合物均有响应

对所有径类化合物(碳数≥3)的相对响应值几乎相等

对含杂原子的烃类有机物中的同系物(碳数≥3)的相对响应值也几乎相等

具有灵敏度高(10-13~10-10g/s),基流小(10-14~10-13A),线性范围宽(106~107),死体积小(≤1µL),响应快(1ms)

可以和毛细管柱直接联用,对气体流速、压力和很度变化不敏感等优点

是应用较广泛的气相色谱检测器。


氢火焰离子化检测器的结构示意图?

640.webp.jpg


氢火焰离子化检测器的工作原理是什么呢?

FID的工作原理是以氢气在空气中燃烧为能源,载气(N2)携带被分析组分和可燃气(H2)从喷嘴进入检侧器,助然气(空气)从四周导人,被侧组分在火焰中被解离成正负离离子,在极化电压形成的电场中,正负离子向各自相反的电极移动,形成的离子流被收集极收、输出,经阻抗转化,放大器(放大107~1010倍)便获得可测量的电信号,FID离子化的机理近年才明朗化,但对烃类和非烃类其机理是不同的。

1、对烃类化合物而言:在火焰内燃烧的碳氮化合物中的每一个碳原子均定里转化成基本的、共同的响应单位——甲烷,再经过下面的反应过程与空气中氧反应生成CHO+正离子和电子。

CH+O→CHO++e

所以,FID对烃是登碳响应,这是主要的反应,成为电荷传送的主要介质。在电场作用下,正离子和电子e分别向收集极和发射极移动,形成离子流,但在碳原子中产生CH的概率仅有1/106,因此提高离子化效率是提高FID灵敏度有效的途径,目前仍然有不少关于这方面的研究和报道。

2、对非烃类化合物,其响应机理比较复杂,随所含官能团的不同而异,基本规律是不与杂原子相连的碳原子均转化成甲烷。

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