火焰光度检测器
同修 / 2022-07-14
火焰光度检测器
火焰光度检测器是一种高灵敏度，仅对含硫、磷的有机物产生检测信号的高选择性检测器。其适用于分析含硫、磷的农药及在环境分析中监测微量含硫、磷的有机污染物。
1.检测原理
在富氢火焰中，含硫、磷有机物其燃烧后分别发出特征的蓝紫色光(波长为350～430nm，最大强度为394nm)和绿色光(波长为480～560nm，最大强度为526nm)，经滤光片(对硫为394nm，对磷为526nm)滤光，再由光电倍增管测量特征光的强度变化，转变成电信号，就可检测硫或磷的含量。
由于含硫、磷有机物在富氢火焰上发光机理的差别，测硫时在低温火焰上响应信号大，测磷时在高温火焰上响应信号大。
当被测样品中同时含有硫和磷时，就会产生相互干扰。通常磷的响应对硫的响应干扰不大，而硫的响应对磷的响应产生干扰较大，因此使用火焰光度检测器测硫和测磷时，应选用不同的滤光片和不同的火焰温度。
此外有机烃类在富氢火焰上燃烧也产生不同波长的光(390~515nm)，其对磷的干扰不大，而对硫有干扰。因此，测硫时可采用360nm滤光片，以减少烃类干扰。
2.检测器的结构
火焰光度检测器由两部分组成，见图15-28。
(1)火焰燃烧喷嘴其和氢火焰离子化检测器的喷嘴相似，但在喷嘴上部加一遮光罩，以减少烃类燃烧发出的干扰光波的影响。另外为了保证燃烧时为富氢火焰，首先使含有样品的载气预先和空气(或纯氧)混合燃烧，使有机物热分解、氧化。再从火焰外层通入氢气，以进行还原，使硫、磷有机物产生特征的发射光谱。
(2)硫或磷特征发射光谱的检测系统 硫或磷在富氢火焰上的特征发射光谱经石英片、滤光片，被光电倍增管接收，转变成电信号，再经微电流放大器放大后送至记录仪。
3.操作条件
①各种气体流速对响应信号的影响：火焰光度检测器使用的是富氢火焰，因此当载气(N2)使用最佳流速时，氢气的流量要比较大。当氢气流量大时，富氢火焰的温度高，反之则温度低。测定中空气(或氧气)用量的变化对信号响应的影响很大，其表现出有一最佳流量。
②检测器的使用温度应大于100℃，防止检测器积水增大噪音。
③检测器使用的光电倍增管对检测器灵敏度影响很大，要求所用光电倍增管的暗电流小(未点火无发射时应小于10-9安)、基流小(点火无样品进入时小于10-8安)、噪声小(应小于10-10安)。光电倍增管使用的直流高压电源通常为750伏，其可由晶体管直流高压电源或由组合式干电池供电。
以上介绍了在气相色谱分析中最常使用的四种检测器——热导池检测器、氢火焰离子化检测器、电子捕获检测器和火焰光度检测器。除此之外，碱焰离子化检测器、氦(氩)离子化检测器、等离子体检测器、气体密度天平等也很重要，可参看有关气相色谱专著。
气相色谱的定性及定量方法
在气相色谱分析中，当操作条件确定后，将一定量样品注入色谱柱，经过一定时间，样品中各组分在柱中被分离，经检测器后，就在记录仪上得到一张确定的色谱图。由谱图中每个组分峰的位置可进行定性分析，由每个色谱峰的峰高或峰面积可进行定量分析。
一、定性分析
气相色谱的定性分析就是要确定色谱图中每个色谱峰究竟代表什么组分。因此必须了解每个色谱峰位置的表示方法及定性分析的方法。
1.常用的保留值简介
在气相色谱分析中，常用的保留值为保留时间、调整保留时间、相对保留值、比保留体积和保留指数。
保留时间是指从进样开始到色谱图上出现某组分浓度极大值时所需要的时间，用tr表示。
图15-29中，t0r为空气(或甲烷)的保留时间，tr（A）和tr(B)为组分A、B的保留时间。
保留时间是由两种时间构成的。一是被测组分通过固定相所占据的柱空间体积、进样系统与检测器死体积所消耗的时间(由每种色谱仪的结构决定)，通常叫死时间。死时间可由不与固定相发生作用的惰性组分(如空气、甲烷)在色谱图上出现峰最高点所需时间来表示。另一是由于被测组分与固定相发生吸附或分配过程，而造成被测组分在色谱柱中滞留所需的时间，这个时间仅由被测组分和固定相的热力学性质所决定。因此在气相色谱分析的操作条件确定情况下，即当色谱柱长度、内径、固定相用量、柱温、载气流量、汽化温度一定时，对每种被测组分，都有确定的保留时间tr数值。
由上述分析可知，死时间t0r与被测组分的性质无关。因此以保留时间与死时间的差值，即调整保留时间，作为被测组分的定性指标，具有更本质的含义。
tr= tr(A)-t0r
反映了被测组分和固定相的热力学性质，所以用调整保留时间比用保留时间tr作为定性指标要更好一些。
为了抵消色谱操作条件的变化对保留值的影响，可将某一物质的调整保留时间与一标准物(如正壬烷)的调整保留时间长s相比，即为相对保留值（如相对壬烷值）：
Yis=tr(i)/tr(s)
相对保留值ris仅与固定相的性质和柱温有关，与色谱分析的其
它操作因素无关，因此具有通用性。
.jpg "检测器的结构")
.jpg "常用的保留值简介")
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