气相色谱微体积热导检测器测量氙.pdf

《气相色谱微体积热导检测器测量氙.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第40卷分析化学(FENXIHUAXUE)仪器装置与实验技术第7期2012年7月ChineseJournalofAnalyticalChemistry113041134DOI：10．3724／SP．J．1096。2012．10982气相色谱微体积热导检测器测量氙刘蜀疆陈占营常印忠王世联李奇樊元庆(禁核试北京国家数据中心和北京放射性核素实验室，北京100085)摘要气相色谱微体积热导检测器(~tTCD)是与毛细管柱相连的浓度型检测器。为提高IxTCD测量氙的能力，研究了色谱进样条件、分离条件和检测条件对氙响应影响。结果表明，当柱流量为1．5mL／mi

2、n，1．0mL样品完全进样所需最短时间为O．4rain；等量氙响应值随着柱流量的增加而增大，与色谱柱温度无关；在流量比(q)等于2．3时，等量氙响应值达到最大(O．98V·s／hPa)；且当q=2～3时，其均值为0．97IxV·s／hPa；相对标准偏差(RSD)为1．2％。关键词单丝流路；微体积热导检测器；氙响应；进样时间；气相色谱1引言监测大气中的稀有气体氙是全面禁止核试验条约(CTBT)放射性核素核查的重要内容】。氙活度浓度是氙监测的重要参数，包括氙同位素活度和稳定氙体积。气相色谱热导检测器(TCD)作为气体组分分析手段，可用于稳定氙监测6]。

3、TCD是浓度型检测器，与其它检测器相比，它具有结构简单、响应物质范围广、性能稳定和不破坏样品等特征。20世纪70年代以来，为适应毛细管色谱柱需求，TCD池体积逐渐减小，出现了体积小、灵敏度高的微体积TCD(gTCD)【7]。微体积TCD基于集成芯片技术，1979年Terry等[9]利用该技术设计了集成pTCD硅片。随后，TcD发展迅速，不同构造的~tTCD陆续产生[10~14]，性能不断提高，最小可探测浓度(MDC)可达1×10(y／V)[I5j。与此同时，pTCD池体积也逐渐减小，从100LLL减小到14nL¨。~。早在1973年TCD测量氙就有

4、报道【16]。从1996年后相关应用逐渐增多’l”，但／ITCD测量氙的影响因素研究至今未见报道。本实验采用单丝流路调制式uTcD，控温方式为恒热丝(阻值为10Q)温度，检测电路为惠斯通电桥，其测量／参比信号从同一热丝交替获取，获取频率80Hz。gTCD池体为长方环形，池体积3．5L(V左：V右一2：3)，分左右通道，左通道有热丝。池腔上方1个出口，下方3个入口，参比气以5Hz切换进入左／右通道，并控制载气进人右／左通道，如图1所示。在gTCD热丝固定、桥电压等无法手动调节条件下，gTCD响应影响因素包括柱流量、参比气流量、补偿气流量和检测器温度等

5、。为提高~tTCD对氙的测量分析能力，本研究考察了进样、分离和检测等条件的影响。2实验部分图1gTCD检测器气路示意图㈣Fig．1Schematicillustrationofmicro-thermal2·1仪器与试剂c。nductivitydetect。r(gTCD)gasgatewayv9~6890N气相色谱仪，单丝流路调制式gTCD(美国安捷201卜O8—29收稿；2012-02-13接受E—mail：liushu116@163．cona第7期刘蜀疆等：气相色谱微体积热导检测器测量氙伦科技有限公司)；5A分子筛毛细管柱(HP一5MS，美国安捷

6、伦科技有限公司)，柱径0．35mm，柱长30m；气体样品进样装置参见文献[20]。高纯氦气(99．999％)、高纯氮气(99．999％)和氙氦标准气(氙浓度1010X10～(V／V)，均由北分海谱气体有限公司提供。2．2实验步骤将1．0mL样品环抽真空至压力小于100Pa，约1arm氙标准气经进样装置引入温度25℃样品环，记录进样样品压力P．m。启动化学工作站，六通阀在0．O1min时刻切阀，载气吹扫样品环一定时间(t-n)后六通阀返回初始状态，样品进入毛细管柱分离，~tTCD检测组分，组分分析完成关闭工作站，分析数据得到组分峰面积等参数。2．3色

7、谱条件在一定色谱条件下，测量了进样条件(即吹阀时间)、色谱条件和检测条件对氙响应影响，参数考察及其色谱条件列于表1。表1实验研究的相应色谱条件参数值Table1Chromatographicconditionsofxenonresponseresearch3结果与讨论3．1实验原理研究表明，若不改变检测条件，等量氙响应值为定值㈣。本研究中氙浓度和进样体积不变，等量氙响应值(Equivalentxenonresponsevalue，EXRV)可简化为：△EXRV一~XXe(1)rIn式中，A。为氙组分响应峰面积(uV·s)；P为氙标准气体的进样时样品

8、环中的气体压力(hPa)。3．2色谱分离本研究氙标准气的基体气为氦气，与载气相同，仅需考虑进样管路残留空气在柱效较低时对氙