恒温炉仅适用于沸点不高、沸程较窄的样品分析。当样品沸程较宽时,如选用低柱温,低沸点组分出峰较快,峰形较好,但高沸点组分出峰慢,甚至出平顶峰,有时无法定量。此外,重组分在低温下不能从色谱柱中流出,使基线劣化,形成一些无法解释的“假峰”现象。如选用高柱温,高沸点组分能获得较好的峰形,流出较快,但此时低沸点样品出峰太快,甚至无法分离。因此,恒温炉不适用于这种沸程较宽,特别是含有一些高沸点组分的样品分析。
采用程序升温炉可以使柱温按预定的程序逐渐上升,让样品中的每个组分都能在最佳温度下流出色谱柱,使宽沸程样品中所有组分都获得良好的峰形,并可缩短分析周期。
程序升温型的气相色谱仪在技术上涉及以下几个方面:
①进样阀、色谱柱、检测器的温度控制要分开进行,分析过程中仅对色谱柱进行程序升温,进样阀和检测器的温度不能变,以防止基线漂移和检测器响应变化。所以要设置程序升温和恒温两个炉体,色谱柱装在程序升温炉内,进样阀和检测器装在恒温炉内,如果进样阀和检测器的恒温温度不同,则还需分开安装并分别加以控温。
②程序升温炉的升温速率可调、线性、多段,程序升温的重现性是色谱定性和定量分析的基础。
③程序升温炉的热容量要小,以便迅速加热和冷却色谱柱。尽量采用薄壁短柱(如毛细管柱),以便提高换热速率。炉内采用高速风扇强制循环升温和恒温,降温则采用涡旋制冷管。一个分析周期结束后,炉温尽快冷至初始给定温度,以便下次分析。(www.xing528.com)
④为克服高温下因固定液流失产生的基线漂移和噪声,往往采用双柱补偿。
⑤必须设置性能良好的稳流阀。在程序升温过程中,温度的变化引起色谱柱阻力发生变化,导致流速变化,造成基线不稳,使检测器响应发生变化。在双色谱柱系统中应使用性能对称的稳流阀,使升温过程中流速同步变化,基线不发生漂移。目前多采用电子压力控制器EPC加以控制,EPC是一种高精度的数字控制阀系统,可以达到很高的稳压稳流效果,并自动可调。
图9.4是一种程序升温型色谱仪的空气浴炉,它包括程序升温炉和恒温炉两个炉体。
图9.4 程序升温型色谱仪的空气浴炉
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