【文章內(nèi)容簡介】 池陰極的鈀銀合金管而得到高純氫氣。氫氣純度比任何其他氫氣發(fā)生器制備的氫純度都高，且絕對干燥。因此對微量分析特別有利，它的缺點主要是要用貴金屬價格偏高。采用離子交換膜，即所謂“SPE”（固體聚合物電解質(zhì)）新技術(shù)的電解池；“SPE”型氫氣發(fā)生器是國外近期新開發(fā)出來的一種新產(chǎn)品，工作時不需加苛性堿，無腐蝕，不會沖液，加去離子水也無需停機，制氫純度可達99．99％以上。國內(nèi)上述三合一膜電極的制備技術(shù)尚未過關(guān)，還依賴進口。 采用特制多孔石棉膜為氧，氫分離的電解池；這是一種我國科技人員研制開發(fā)利用多孔膜技術(shù)，以特制多孔石棉膜為氫氧分離元件，以鎳為電極，并確保氫氣具有一定工作壓力電解池。由于取材容易，操作簡單安全等特別適合目前國情，因此，制造廠家多，產(chǎn)量最大，它的不足主要是氫氣純度低，使用壽命受制造工藝的影響較大。四、氮氣發(fā)生器氮氣發(fā)生器是采用化學催化脫氧法，除去空氣中的氧氣取得氮氣，并經(jīng)無油膜式泵向氣相色譜儀提供氮氣。五、空氣泵目前，國內(nèi)可以作為氣相色譜儀配套使用的無油膜式壓縮空氣泵，種類越來越多，性能也有顯著提高。在安裝時，應(yīng)把泵安放在通風良好，粉塵較小的地方，環(huán)境溫度應(yīng)不要超過40℃，輸出氣路中應(yīng)根據(jù)不同儀器性能，要求加適當?shù)倪^濾裝置。六、鋼瓶減壓閥（氧表） 用途 ～1Mpa的低壓輸出，低壓氣的壓力可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，同時此低壓在高壓和輸出流量波動時基本保持不變，因此減壓閥的功用就是氣體的減壓和穩(wěn)壓。近年國外又使用一種所謂雙級減壓閥，即把基本穩(wěn)定的低壓氣經(jīng)過第二次穩(wěn)壓后才輸出。由于從這種減壓內(nèi)輸出的壓力經(jīng)過兩次穩(wěn)壓，所以儀器的載氣，輔助氣的調(diào)節(jié)就不再需要使用穩(wěn)壓閥了。 主要技術(shù)性能 （1）進氣最高工作壓力15MPa，最低工作壓力應(yīng)大于低壓輸出工作壓力的2倍。 （2）輸出工作壓力范圍（常用）～1MPa。 （3）最大輸出氣體流量＞40m３／小時。 （4）當輸入壓力和輸出流量在允許范圍內(nèi)波動時，輸出壓力波動不大于最高輸出壓力的15％。 （5）輸入（出）。 選用時注意事項 （1）選用雙級比間級減壓閥輸出壓力更穩(wěn)定。 （2）膜片常用材料有不銹鋼和橡膠兩種，前者更適合氣相色譜儀使用。金屬膜片減壓閥不會污染高純氣源，穩(wěn)定性好，壽命長。 （3）一般氣體和可燃氣體（H２）的減壓閥結(jié)構(gòu)完全相同，僅螺紋連接旋向不同。 （4）～1MPa就夠了，輸出范圍越大穩(wěn)壓精度越差。（5）輸出流量在氣相色譜儀上要求最大的（空氣）一般為每小時60升，因此選用時優(yōu)先采用允許流量較小者?！　　　　　　　　　∫弧“恪」省≌稀∨拧〕”沓！∫姟」省≌峡赡茉蚝筒课慌拧〕》健》ā　　÷　?1) 各連接處漏氣，螺紋松動，或墊圈損壞(2) 安全閥漏氣，彈簧調(diào)節(jié)不合適，或密封墊損壞(3) 上蓋沒有上緊，或膜片損壞(4) 壓力表漏氣　　　　　　　　　　　　　　　　　　(1) 擰緊或更換密封墊(2) 重新調(diào)整彈簧或更換密封墊(3) 擰緊上蓋，或更換膜片(4) 更換低壓閥關(guān)不死(1) 閥門座有污物(2) 閥門座損壞(1) 清洗(2) 更換 低壓輸出失控（調(diào)節(jié)螺桿全部松開，低壓指示不斷自動升高波動很大）(1) 閥門座和密封墊上有污染(2) 閥門座和密封墊有毛刺和損傷(3) 封密小彈簧沒有壓緊或失去彈性(4) ）彈簧位置不正或歪扭(1) 拆開閥門清洗(2) 修平或更換(3) 擰緊增加小彈簧壓力或更換(4) 更換高壓有指示而低壓沒有指示或動作不靈敏（1）調(diào)節(jié)螺桿已旋到最低仍沒有工作壓力，大彈簧損壞或調(diào)節(jié)螺桿彎曲（1） 更換大彈簧和修理調(diào)節(jié)螺桿高壓與低壓指示同時下降（1）打開氣源以后不久低壓表和高壓表指示同時下降：氣瓶閥沒有完全打開。（1） 重新開啟氣瓶閥壓力表指示不回零或指針不動（1）壓力表內(nèi)傳動失靈（1）修理或更換第二節(jié)　氣　體　的　凈　化 氣體凈化的目的主要是除去H2O、O2，有害的有機物，灰塵和機械雜質(zhì)等。對氣體的純度要求主要取決于分析對象，色譜柱的填充物，檢測器，以及儀器的穩(wěn)定性和壽命等的需要。一般講對載氣的純度要求是微量分析比常規(guī)分析高；毛細管柱比填充柱高；程序升溫比恒溫操作高；濃度型比質(zhì)量型檢測器高。通常用于氣相色譜中的各種氣體純度最好在99．995％以上。當然這也不是絕對的，某些高選擇性檢測器，就允許那些非敏感的干擾物質(zhì)的濃度大些。 一、氣體不純的不良影響氣體中的雜質(zhì)，對氣相色譜操作的干擾是多方面的，是一個比較復(fù)雜的問題，因此在決定對所有氣體進行凈化之前，要根據(jù)具體情況分析后再采取適當凈化措施。對氣體純度要求過高，有時不但不需要，反而使氣路系統(tǒng)過于復(fù)雜，更容易出現(xiàn)漏氣或其他問題。對檢測器的影響： TCD：信噪比減小，無法調(diào)零，線性變窄，校正因子不能使用。氧含量大，使元件在高溫時加速老化，減少壽命，使不平衡輸出增加，穩(wěn)定性變壞。FID：，CH4等有機雜質(zhì)，使基流激增，無法調(diào)零；基線隨雜質(zhì)的濃度大幅度變化，信噪比下降，不能進行微量分析。二、氣體的凈化方法 凈化氣體的方法主要有以下幾種： 除去有機雜質(zhì)： 主要用活性碳吸附，某些化合物也可以用分子篩；載氣中的微量烴可用低溫（干冰或液氮溫度下）活性炭或分子篩除去；空氣中微量輕組分烴類氣體可用800℃～850℃氧化銅或500℃過錳酸銀等將其燃燒氧化為CO2，然后由堿或堿石棉吸附除去。２、CO2用堿石棉除去；３、除水低溫（如干冰一酒精溫度）下用3A與5 A分子篩除水，可使水含量降至30μl/l以下。如凈化溫度低于－70℃還能有效地除去ONCHCO、CO2等，但要注意所用載氣在分子篩上的吸附性要遠比放除去的小。另外還可以來用活性氧化鋁或硅膠在液氮溫度下進行。金屬鎳除氧在常溫下，將被還原的金屬鎳—105催化劑裝進過濾器，欲凈化的氣通過后，O2的含量可降至10μl/l以下。三、常用凈化物質(zhì)的使用與老化 活性炭 粉碎過篩，用苯浸泡幾次以除去其中的硫磺、焦油等雜質(zhì)，然后在380℃下通人過熱水蒸汽，吹至乳白色物質(zhì)消失為止（可裝入不銹鋼管中，在管式爐中加熱沖洗），保存在磨口瓶內(nèi)。使用前，于160℃下烘烤2小時即可使用。 硅膠粉碎過篩后，在350℃一580℃下烘烤活化3—4小時，（注意不要超過600℃，以免分子篩結(jié)構(gòu)破壞失效）。 105催化劑： 105型是一種含鈀除氧催化劑。使用前將它放在脫氧反應(yīng)管中，在360℃下減壓脫水兩小時。冷卻至室溫后，可將欲純化的氫氣通過催化劑，還原活化一小時。含氧1％的H2氣，一次通過催化劑后。催化劑失效后可用上述方法再生。 活性銅催化劑：活性銅催化劑，呈棕色條狀，使用前需用H2在300～400℃下還原活化。它可有效地除去氮氣中的氧，使O2含量下降到10μl/l左右。四、常用過濾器 國內(nèi)外氣相色譜儀所用過濾器種類繁多，可根據(jù)具體情況選擇配用。過濾器的活化依據(jù)氣體的干凈程度和過濾器的大小而定，當氣源比較臟時，最好在更換新鋼瓶的同時活化一次。其他過濾器視情況而定。 過濾器一般安裝在氣源和儀器之間，內(nèi)裝硅膠活性炭和分子篩，使儀器免受氣源中的水汽和碳氫化合物的污染。通用儀器必備，特別對于TCD，ECD必須使用，尺寸一般在長約300毫米直徑約30毫米，尺寸不宜太大。 第三節(jié) 　氣體的壓力與流速控制在氣相色譜儀中，載氣起著推動試樣在色譜柱中運動和為試樣在色譜提供分配相的作用。因此，氣路系統(tǒng)在氣相色譜儀中是一個連續(xù)運動系統(tǒng)。系統(tǒng)的密封性、載氣的流速、壓力變化等，將對儀器穩(wěn)定性和定性定量分析結(jié)果產(chǎn)生很大影響。實驗表明，流速波動1％，F(xiàn)ID的噪聲在臟的氣路比干凈的氣路要增大10～100倍，試樣的保留時間重復(fù)性通常將大于1秒。在ECD中，最小檢測量將成倍增加等。 現(xiàn)代氣相色譜儀的載氣氣路和輔助氣路應(yīng)具備以下特點：１、氣路安排應(yīng)既實用又簡單。２、有良好長久的密封效能。３、所用氣路中器材，部件干凈程度，必須滿足色譜分析的要求。為提高氣的純度，在氣路系統(tǒng)應(yīng)具備有多種用途的過濾器。 ４、為提高定性精度，減少溫度波動對氣流的影響，氣路控制部分最好能恒溫。 ５、壓力表的精度（特別是在毛細管分析中）應(yīng)足夠高。 ６、流速的調(diào)節(jié)應(yīng)方便，精確，重復(fù)性好。對FID、ECD、FPD應(yīng)能在排氣口精確地測量流速。 ７、為適應(yīng)在低于環(huán)境溫度以下工作，儀器應(yīng)備有致冷劑（液N2和液CO2等）的控制系統(tǒng)。 ８、為適應(yīng)多功能的需要，氣路中應(yīng)備有開關(guān)閥，穩(wěn)壓閥，穩(wěn)流閥，針形閥，單向閥，電磁閥，液體或氣體的進樣閥等。且通過簡單的組合、排列就能適應(yīng)不同柱或檢測器的需要。 ９、為了不斷提高儀器的自動化和數(shù)字化以及實現(xiàn)微處理機控制，氣路中要備有機械式或電子式數(shù)字顯示的流速控制器。 雖然以上特點，對于一臺多功能，高指標的氣相色譜儀是非常重要的，但并非每一臺色譜儀不論它的性能高低和應(yīng)用場合都一應(yīng)具全，還必須根據(jù)具體情況安排。 氣相色譜儀中的氣路安排大體可分成單氣路，補償式雙氣路和多支路三大類。 氣路部件的安排可以千變?nèi)f化，但流速都是通過調(diào)節(jié)氣阻和壓力來實現(xiàn)的。可以固定輸入壓力調(diào)節(jié)氣阻，也可以固定氣阻調(diào)節(jié)壓力。在氣動控制中，氣體的壓力與流速的關(guān)系雖然和電子學中的概念相似（如電壓一氣壓；電阻一氣阻；電容一氣容，電流一氣流等），但它卻沒有電學中歐姆定律那樣簡單的線性關(guān)系。在氣路中，流速，壓力和氣阻的關(guān)系只能寫成： 式中：F——流過氣阻的氣體的平均流速 Pl，P2——分別為氣阻兩端的壓力 R ——氣阻 其中若氣阻是一個常數(shù)，上式便可改寫成等式，實際上氣阻除和本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還隨氣體的性質(zhì)及氣體的流動形式而變化因此在實際使用時很難利用公式計算出流速，而必須實測確定。雖然壓力和流速的穩(wěn)定性對分析定性、保留時間和定量的峰高，峰面積以及儀器的穩(wěn)定性有直接影響，但至今未能給出穩(wěn)定性的具體要求數(shù)值。一般講：濃度型比質(zhì)量型要求高，毛細管分析比填充柱高，程序升溫比恒溫分析要求。一個優(yōu)良的氣路，壓力與流速的穩(wěn)定性應(yīng)達到0．5—1％。一、氣阻氣阻是一種使氣體流通截面突然變小的耗能器。當氣體流過時，氣體分子和管壁，分子之間相互碰撞，摩擦加大損耗很大的能量（包括氣壓一勢能損失，流速一動能損失）而表現(xiàn)出阻力作用。 毛細管氣阻 用毛細管做固定氣阻時的優(yōu)點有：（1）裝在穩(wěn)壓閥后，提高輸出壓力的工作點，使其工作穩(wěn)定，方便可靠；（2）只要氣阻足夠大，調(diào)節(jié)壓力時流速變化細微且穩(wěn)定，比用固定壓力調(diào)節(jié)氣阻方式效果好；（3）毛細管氣阻特性比較穩(wěn)定，且壓力與流量關(guān)系比較接近線性。下表給出了毛細管氣阻壓力與流速的關(guān)系。毛細管尺寸：，長200mm　輸入壓力Mpa0．010．040．080．100．160．18流速 ml /min11407894147150～。長度取決于所通過的氣體性質(zhì)和要求的阻力大小。毛細管固定氣阻選擇內(nèi)徑大，長度長的效果好。氣阻使用前要經(jīng)過高壓液體清洗干凈，使用中嚴防灰塵和機械雜質(zhì)壓進管內(nèi)，否則流速不穩(wěn)或被堵死。二、開關(guān)閥 開關(guān)閥在氣路中主要用于切斷氣體的供給，當閥關(guān)閉時氣阻無窮大，開啟時氣阻近似于零。氣路中采用開關(guān)閥的目的是： （1）在雙氣路中，如果只使用一路，而針形閥的設(shè)計又不允許作關(guān)閉用時，切斷另一路載氣； （2）為了準確地重復(fù)得到原來的壓力和流速，不希望改變各控制閥的位置，僅用開關(guān)閥操作，切斷或接通氣源。這樣還省去了穩(wěn)壓閥，針形閥的反復(fù)調(diào)節(jié)延長閥的壽命。近年來，氣相色譜儀中為了簡化氣路，把穩(wěn)流閥設(shè)計成兼有開關(guān)作用即在其針形閥閥桿園柱斜面的底部加一個“O”形圈可在旋到底時切斷氣路，因此省去了開關(guān)閥；另外還有在氫氣，空氣氣路中采用開關(guān)一針形閥也不再另設(shè)開關(guān)閥。三、針形閥 在氣路中使用針形閥的目的是為了細微均勻的調(diào)節(jié)流速。在恒溫分析中，直接裝在穩(wěn)壓閥后調(diào)節(jié)，在程序升溫分析中把它設(shè)計在穩(wěn)流閥中。 １、對針形閥的主要技術(shù)要求（１）～；（２）流量的調(diào)節(jié)范圍0～幾百ml／min（具體視要求而定）；（３）流量調(diào)節(jié)要成線性——調(diào)節(jié)平穩(wěn)，流量值不跳動； （４）調(diào)節(jié)細、精度高——最小調(diào)節(jié)增量應(yīng)＜／min。 針形閥工作原理實質(zhì)上是一個手動調(diào)節(jié)可變氣阻，即靠細紋旋轉(zhuǎn)使閥針沿軸向前后移動，改變閥針與閥座間的環(huán)形流通面積（氣阻）來調(diào)節(jié)流速。閥針和閥座通孔之間有一定的孔隙，孔隙的大小可以通過閥針和閥座的相對位置進行調(diào)節(jié)。圖３—１是常用的針形閥結(jié)構(gòu)示意圖，閥針的直徑和閥座孔直徑相同，旋到根部也不會損傷閥針。若在針根部裝一密封圈可起到開關(guān)閥作用。１．閥體 2．壓縮彈簧 3．閥針密封圈 4．閥針５．密封環(huán) 6．密封墊圈 7．螺帽 8．調(diào)節(jié)手柄圖３－１　常用針型閥的基本結(jié)構(gòu)針型閥檢漏方法除在儀器通氣的情況下，用肥皂液涂抹檢漏液外，還可以拆下通氣，將出口堵死放在無水乙醇中，觀察有無氣泡產(chǎn)生。 ２、針形閥在使用中應(yīng)注意的事項（１）分清進出氣口。應(yīng)使氣體首先通過氣阻，從而使閥桿處于低壓端，有利于密封； （2）要嚴防水，灰塵等機械雜質(zhì)進入工作間隙（氣阻），否則會使氣流不穩(wěn)或失調(diào)； （3）閥針不要向關(guān)緊方向旋得太多或關(guān)死，以防長期不用時，使針與座咬合； （4）發(fā)現(xiàn)錐形針閥的調(diào)節(jié)流速忽大忽小可以清洗針與座。如發(fā)現(xiàn)錐面磨損可重新研磨； （5）閥桿漏氣可以更換