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氫氣作為氣相色譜儀載氣的優(yōu)勢及注意事項

在實驗室氣相色譜儀的使用中,通過使用不同的氣體往往可以優(yōu)化分離效果。氫氣發(fā)生器使氫氣作為氣相色譜系統(tǒng)的載氣非常方便,克服了其他載氣體需要購買氣瓶的缺點。

氫氣作為載氣在氣相色譜分析中具有以下優(yōu)點:

 

高擴(kuò)散速率:由于氫氣分子質(zhì)量較小,因此具有較高的擴(kuò)散速率,這有助于提高分離效率和分離速度 。

低粘度:氫氣的粘度較低,有利于氣相柱中流體的傳輸,減小峰展寬,提高分離性能 。

良好的熱導(dǎo)性:氫氣具有良好的熱導(dǎo)性能,有助于保持色譜柱溫度的穩(wěn)定性

低背景噪聲:氫氣的市場組分相對較少,背景噪聲較低,有利于檢測靈敏度的提高 。

快速分析:氫氣可以在較高的流速范圍內(nèi)保持優(yōu)秀的板高和分離效率,允許在不損失分離效率的情況下縮短分析時間 。

適合快速氣相色譜分析:由于氫氣具有較低的粘度,可以使用直徑更小的毛細(xì)管而保持較高的載氣流速,有效地縮短分析時間

安全性:通過使用氫氣發(fā)生器代替購買氫氣鋼瓶,可以避免氫氣與空氣形成爆炸性混合物的風(fēng)險 。

成本效益:氫氣的價格相對穩(wěn)定,且可以通過氫氣發(fā)生器現(xiàn)場生成,相比氦氣更經(jīng)濟(jì),且不需要頻繁更換氣瓶,減少了實驗室的勞動強(qiáng)度和空間占用 。

適用于特定的檢測器:在使用電子捕獲檢測器(ECD)時,氫氣作為載氣可以避免氧化過程;在使用熱導(dǎo)檢測器(TCD)時,氫氣的導(dǎo)熱性特別高 。

適合于特定的色譜柱和分析條件:氫氣作為載氣時,分離的效率是最高的,大概是使用氦氣的分離效率的2倍,是使用氮氣的分離效率的四倍 。

綜上所述,氫氣作為載氣在氣相色譜分析中提供了快速、高效和經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢,但同時也需要注意其安全性和與特定檢測器的兼容性。

  

氫氣發(fā)生器與安全

分析人員一直思考的問題是氫氣的化學(xué)反應(yīng)性,盡管氫氣作為燃料氣早已用于氣相色譜,但人們對其作為載氣仍心存懷疑。所有氣相色譜的毛細(xì)管柱都與色譜儀的進(jìn)樣器相連,在充滿氫氣的毛細(xì)管中,若混入4%的空氣即形成爆炸性混合物。這種情況可以通過使用氫氣發(fā)生器代替購買氫氣鋼瓶來避免,現(xiàn)代化的氫氣發(fā)生器原理為水的電解,通常采用固體電解質(zhì),固體電解質(zhì)的特點是質(zhì)子通過其孔徑結(jié)構(gòu)運輸,實現(xiàn)了電解產(chǎn)生的氫氣和氧氣的有效分離。

氫氣發(fā)生器只有在需要的時候才產(chǎn)生氫氣,因為其在特定的時間內(nèi)只產(chǎn)生一定量的氣體,因而可以通過壓力來監(jiān)控系統(tǒng)是否過載。在系統(tǒng)過載的情況下,氫氣發(fā)生器會自動關(guān)閉,因而不可能在色譜系統(tǒng)內(nèi)形成爆炸混合物。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生泄漏,流速高于發(fā)生器最大效率時,系統(tǒng)也將自動關(guān)閉,以避免發(fā)生危險。

 

小結(jié)由于氣體物質(zhì)在氫氣中具有較高的擴(kuò)散常數(shù),另外氫氣本身具有較低的粘度,特別適合于做氣相色譜的載氣。安全問題可以通過使用氫氣發(fā)生器解決。




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