氢火焰离子化检测器 (FID)

发布时间:2018-01-23

氢火焰离子化检测器 (FID)

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1.   FID对各类有机化合物的相对响应有一定的规律性:         

同系物相对克分子响应值(RMR)与分子中的碳原子数和分子量呈线性关系;

正异构烷烃、烯烃、炔烃、芳烃(苯和甲苯除外)、环烷烃等烃类,它们的相对重量响应值比较接近。因此,在作烃类近似定量分析时,可直接采用面积百分数求出质量百分数;

烃类分子中的氢原子被其他一些官能团,如羟基、醛基、酯基、腈基、噻吩、呲咯等取代时,其响应值大大降低。如甲烷的相对质量响应值为0.87,而甲醇为0.21,甲酸则为0.009。因此在作烃类衍生物定量分析时,可采用准确的相对响应值。

2.  FID对水、空气没什么响应,故而特别适合于含生物物质的水相样品和空气污染物的测定。又因对CS2的灵敏度很低,使CS2成为FID样品的极好溶剂。

3.  FID检测限低小检测量可达10-10~ 10-11线性可达107又属于质量型检测器,故对操作条件变化相对不敏感,稳定性好,特别适合于微量至常量的常规分析。

4.  又因它响应时间快,所以和毛细管分析技术配用,能完成痕量与快速分析。可以说FID是目前所有检测器中令人满意,近似理想的一个通用检测器。

5.  以氢火焰为电离源就称氢火焰离子化检测器是一个通用电离检测器。 一般对FID来讲,基流越小越好,这样方能使基流微小变化容易区别测量出来。

6.  火焰的性质与形状:目前FID的操作使用扩散型富氧火焰,理想时应形成可分成六层。

7.  早期认为,氢火焰电离机理主要是热电离,但这已被实验所否定。目前,已是以化学电离为主。在实际操作中也可发现,只有选择佳气流比,使火焰达到稳定的扩散型火焰时,才能得到较高的灵敏度;而含有CS2H2S的火焰尽管温度很高,但灵敏度并不大。

8.      实现扩散型火焰操作,除和喷嘴燃烧系统的设计有关外,主要依赖于气流比的选择。

9.      氢火焰电离生成的主要离子形式:

      水合氢离子H3O+是氢火焰电离生成的主要离子。这个离子极性为正,相对比较重。能及时地和全部地把生成的这类离子收集起来,是设计FID检测器的关键。

12.氢火焰电离中存在的主要复合形式:

            任何电离过程中,有电离也有复合,有机物在火焰中主要复合形式是:

                  H3O++ e  H2O + H + 6.29eV

    为了提高FID的灵敏度,希望应尽量减少复合。即H3O 一旦生成就要立即收集起来。从上式中可以看出:只要减少电子(e)的能量就可以使复合减小。

13.      火焰的离子化效率:

      氢火焰的电离效率,相对其他检测器是低的,约十万个烃分子(10-5)才能产生一对离子。或者说FID的灵敏度很低。 电离效率不但和被分析样品、FID整体结构(如收集极形状、长短、喷嘴的粗细、极化极的形状和相对位置等)有关外,还和载气的流量、燃烧气、助燃气的配比和操作压力有关。因此,同一标准混合物在结构和操作条件不同时,各组分的相对离子化效率是不同的,即灵敏度不同。在保持其实验条件不变的情况下,改变载气和燃烧气的流速,测定化学结构不同物质相对克分子响应值时,所有含氧化物的相对克分子响应都与氢气流速有关;氢气和氮气相互作用,对丙酮的响应也有影响;而对苯、吡啶噻吩及四氯甲烷等的相对克分子响应无明显影响。

北京北分三谱仪器有限责任公司

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    真:

人:张云飞

E-mail  bjbfsp@163.com

    址:www.bfsanpu.com

 

要强调的是,虽然FID的电离效率比其他离子化检测器低100 ~ 1000倍,但它的噪声却也低同样的数量级(小噪声可达10-14安培),即信噪比不低。因此,可以把信号放大以提高灵敏度。FID理论上的检测限可达10-12/秒。 

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