大氣色譜儀工作原理

色(se)(se)(se)(se)譜(pu)(pu)(pu)儀利(li)用(yong)(yong)色(se)(se)(se)(se)譜(pu)(pu)(pu)柱(zhu)(zhu)(zhu)先將混(hun)合(he)物(wu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)，然后(hou)利(li)用(yong)(yong)檢(jian)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)依(yi)(yi)(yi)次(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)已分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)出(chu)(chu)來的(de)(de)(de)組(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)。色(se)(se)(se)(se)譜(pu)(pu)(pu)柱(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)直徑為數毫米，其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)填充有固(gu)(gu)(gu)體(ti)(ti)吸附劑或(huo)液體(ti)(ti)溶(rong)劑，所填充的(de)(de)(de)吸附劑或(huo)溶(rong)劑稱(cheng)(cheng)為固(gu)(gu)(gu)定相(xiang)(xiang)。與固(gu)(gu)(gu)定相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)對應(ying)的(de)(de)(de)還有一(yi)個流(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)相(xiang)(xiang)。流(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)相(xiang)(xiang)是(shi)一(yi)種(zhong)與 樣品(pin)(pin)和(he)固(gu)(gu)(gu)定相(xiang)(xiang)都不(bu)發生反應(ying)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)，一(yi)般為氮或(huo)氫氣(qi)(qi)(qi)。　待(dai)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析的(de)(de)(de)樣品(pin)(pin)在(zai)(zai)(zai)色(se)(se)(se)(se)譜(pu)(pu)(pu)柱(zhu)(zhu)(zhu)頂端注入(ru)(ru)(ru)流(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)相(xiang)(xiang)，流(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)相(xiang)(xiang)帶(dai)著(zhu)(zhu)樣品(pin)(pin)進(jin)入(ru)(ru)(ru)色(se)(se)(se)(se)譜(pu)(pu)(pu)柱(zhu)(zhu)(zhu)，故流(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)相(xiang)(xiang)又稱(cheng)(cheng)為載(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)。載(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)在(zai)(zai)(zai)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析過(guo)(guo)(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)是(shi)連續(xu)地(di)以一(yi)定流(liu)(liu)(liu)速(su)(su)流(liu)(liu)(liu)過(guo)(guo)(guo)(guo)色(se)(se)(se)(se)譜(pu)(pu)(pu)柱(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)；而樣品(pin)(pin)則只(zhi)是(shi)一(yi)次(ci)(ci)一(yi)次(ci)(ci)地(di)注入(ru)(ru)(ru)，每注入(ru)(ru)(ru)一(yi)次(ci)(ci)得(de)(de)到一(yi)次(ci)(ci)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析結果(guo)。　樣品(pin)(pin)在(zai)(zai)(zai)色(se)(se)(se)(se)譜(pu)(pu)(pu)柱(zhu)(zhu)(zhu)中(zhong)(zhong)(zhong)得(de)(de)以分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)是(shi)基于(yu)熱力學(xue)性質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)差(cha)異(yi)。固(gu)(gu)(gu)定相(xiang)(xiang)與樣品(pin)(pin)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)各組(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)具(ju)有不(bu)同的(de)(de)(de)親合(he)力（對氣(qi)(qi)(qi)固(gu)(gu)(gu)色(se)(se)(se)(se)譜(pu)(pu)(pu)儀是(shi)吸附力不(bu)同，對氣(qi)(qi)(qi)液分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)配色(se)(se)(se)(se)譜(pu)(pu)(pu)儀是(shi)溶(rong)解度(du)不(bu)同）。當載(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)帶(dai)著(zhu)(zhu)樣品(pin)(pin)連續(xu)地(di)通過(guo)(guo)(guo)(guo)色(se)(se)(se)(se)譜(pu)(pu)(pu)柱(zhu)(zhu)(zhu)時(shi)(shi)(shi)，親合(he)力大(da)的(de)(de)(de)組(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)在(zai)(zai)(zai)色(se)(se)(se)(se)譜(pu)(pu)(pu)柱(zhu)(zhu)(zhu)中(zhong)(zhong)(zhong)移動(dong)(dong)速(su)(su)度(du)慢，因為親合(he)力大(da)意(yi)味著(zhu)(zhu)固(gu)(gu)(gu)定相(xiang)(xiang)拉住它(ta)(ta)的(de)(de)(de)力量大(da)。親合(he)力小的(de)(de)(de)則移動(dong)(dong)快(kuai)。4根柱(zhu)(zhu)(zhu)管(guan)實(shi)際上是(shi)一(yi)根，只(zhi)是(shi)用(yong)(yong)來表示樣品(pin)(pin)中(zhong)(zhong)(zhong)各組(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)在(zai)(zai)(zai)不(bu)同瞬間(jian)的(de)(de)(de)狀(zhuang)態(tai)(tai)。樣品(pin)(pin)是(shi)由A、B、C3個組(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)組(zu)(zu)(zu)成的(de)(de)(de)混(hun)合(he)物(wu)。在(zai)(zai)(zai)載(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)剛(gang)將它(ta)(ta)們帶(dai)入(ru)(ru)(ru)色(se)(se)(se)(se)譜(pu)(pu)(pu)柱(zhu)(zhu)(zhu)時(shi)(shi)(shi)，三者(zhe)是(shi)*混(hun)合(he)的(de)(de)(de)，如狀(zhuang)態(tai)(tai)（Ⅰ）。經過(guo)(guo)(guo)(guo)一(yi)定時(shi)(shi)(shi)間(jian)，即載(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)帶(dai)著(zhu)(zhu)它(ta)(ta)們在(zai)(zai)(zai)柱(zhu)(zhu)(zhu)中(zhong)(zhong)(zhong)走過(guo)(guo)(guo)(guo)一(yi)段(duan)距(ju)離(li)(li)(li)后(hou)，三者(zhe)開(kai)始分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)，如狀(zhuang)態(tai)(tai)（Ⅱ）。再繼(ji)續(xu)前進(jin)，三者(zhe)便分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)開(kai)，如狀(zhuang)態(tai)(tai)（Ⅲ）和(he)（Ⅳ）。固(gu)(gu)(gu)定相(xiang)(xiang)對它(ta)(ta)們的(de)(de)(de)親合(he)力是(shi)A>B>C，故移動(dong)(dong)速(su)(su)度(du)是(shi)C>B>A。走在(zai)(zai)(zai)zui前面的(de)(de)(de)組(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen) C首先進(jin)入(ru)(ru)(ru)緊接在(zai)(zai)(zai)色(se)(se)(se)(se)譜(pu)(pu)(pu)柱(zhu)(zhu)(zhu)后(hou)的(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)，如狀(zhuang)態(tai)(tai)（Ⅳ），而后(hou)B和(he)A也(ye)(ye)依(yi)(yi)(yi)次(ci)(ci)進(jin)入(ru)(ru)(ru)檢(jian)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)。檢(jian)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)對每個進(jin)入(ru)(ru)(ru)的(de)(de)(de)組(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)都給(gei)出(chu)(chu)一(yi)個相(xiang)(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)信號。將從樣品(pin)(pin)注入(ru)(ru)(ru)載(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)為計時(shi)(shi)(shi)起點，到各組(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)經分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)后(hou)依(yi)(yi)(yi)次(ci)(ci)進(jin)入(ru)(ru)(ru)檢(jian)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)，檢(jian)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)給(gei)出(chu)(chu)對應(ying)于(yu)各組(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)zui大(da)信號（常稱(cheng)(cheng)峰值(zhi)）所經歷的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)稱(cheng)(cheng)為各組(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)保留(liu)時(shi)(shi)(shi)間(jian)tr。實(shi)踐證明，在(zai)(zai)(zai)條件（包括載(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu)速(su)(su)、固(gu)(gu)(gu)定相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)材料和(he)性質(zhi)(zhi)、色(se)(se)(se)(se)譜(pu)(pu)(pu)柱(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)長度(du)和(he)溫度(du)等）一(yi)定時(shi)(shi)(shi)，不(bu)同組(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)保留(liu)時(shi)(shi)(shi)間(jian)tr也(ye)(ye)是(shi)一(yi)定的(de)(de)(de)。因此，反過(guo)(guo)(guo)(guo)來可以從保留(liu)時(shi)(shi)(shi)間(jian)推斷(duan)出(chu)(chu)該組(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)是(shi)何種(zhong)物(wu)質(zhi)(zhi)。故保留(liu)時(shi)(shi)(shi)間(jian)就(jiu)可以作為色(se)(se)(se)(se)譜(pu)(pu)(pu)儀器(qi)(qi)(qi)實(shi)現(xian)定性分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析的(de)(de)(de)依(yi)(yi)(yi)據。

檢測器對每個組分所給出的信號，在記錄儀上表現為一個個的峰，稱為色譜峰。色(se)譜峰上的(de)(de)(de)極大值是定(ding)性(xing)分(fen)(fen)析的(de)(de)(de)依據，而(er)色(se)譜峰所包羅的(de)(de)(de)面積則取決于對應組分(fen)(fen)的(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)，故(gu)峰面積是定(ding)量(liang)(liang)分(fen)(fen)析的(de)(de)(de)依據。一(yi)個(ge)混合物樣(yang)品注入后，由記(ji)(ji)錄(lu)(lu)儀記(ji)(ji)錄(lu)(lu)得到的(de)(de)(de)曲(qu)線，稱為色(se)譜圖。分(fen)(fen)析色(se)譜圖就可(ke)以得到定(ding)性(xing)分(fen)(fen)析和定(ding)量(liang)(liang)分(fen)(fen)析結果。

氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)相(xiang)色(se)譜儀(yi)(yi)的結構(gou)。載氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)由載氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)鋼瓶提供，經(jing)過(guo)載氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)流(liu)量調(diao)節(jie)閥穩(wen)流(liu)和轉子(zi)流(liu)量計檢測(ce)流(liu)量后到樣品(pin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)化(hua)室(shi)。樣品(pin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)化(hua)室(shi)有加圈，以(yi)使液體樣品(pin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)化(hua)。如果待分(fen)析樣品(pin)是氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體，氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)化(hua)室(shi)便不必加熱(re)。氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)化(hua)室(shi)本身就是進(jin)樣室(shi)，樣品(pin)可(ke)以(yi)經(jing)它注射加入(ru)載氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。載氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)從(cong)進(jin)樣口帶著注入(ru)的樣品(pin)進(jin)入(ru)色(se)譜柱，經(jing)分(fen)離后依次(ci)進(jin)入(ru)檢測(ce)器(qi)(qi)而后放(fang)空。檢測(ce)器(qi)(qi)給出的信號經(jing)放(fang)大(da)后由記錄儀(yi)(yi)記錄下樣品(pin)的色(se)譜圖。

氣相(xiang)色(se)譜儀是(shi)一種多(duo)組(zu)份(fen)混合物的(de)(de)分(fen)離、分(fen)析(xi)工(gong)具，它是(shi)以氣體為(wei)流動相(xiang)，采用沖洗法的(de)(de)柱(zhu)色(se)譜技術。當多(duo)組(zu)份(fen)的(de)(de)分(fen)析(xi)物質進入(ru)到色(se)譜柱(zhu)時，由于各組(zu)分(fen)在(zai)色(se)譜柱(zhu)中的(de)(de)氣相(xiang)和(he)固定液液相(xiang)間(jian)的(de)(de)分(fen)配系數不同(tong)，因此各組(zu)份(fen)在(zai)色(se)譜柱(zhu)的(de)(de)運行速度也就不同(tong)，經(jing)過一定的(de)(de)柱(zhu)長(chang)后，順序離開色(se)譜柱(zhu)進入(ru)檢(jian)(jian)測器，經(jing)檢(jian)(jian)測后轉換為(wei)電信號送至數據處理(li)工(gong)作站(zhan)，從而完(wan)成了對被(bei)測物質的(de)(de)定性(xing)定量分(fen)析(xi)。

大氣色譜儀應用范圍

環境保(bao)護(hu)： 大(da)氣水源(yuan)等污染地的痕量毒(du)物分析、監測(ce)和研究

生物化學： 臨(lin)床應用(yong)，病(bing)理(li)和毒理(li)研究；

食品(pin)發(fa)酵： 微(wei)生物飲料(liao)中微(wei)量組分的(de)分析研究；

中(zhong)西藥物： 原料中(zhong)間體及成品分析；

石(shi)油(you)(you)加工： 石(shi)油(you)(you)化工，石(shi)油(you)(you)地質，油(you)(you)品(pin)組成等分(fen)析控制(zhi)和控礦研究；

有機化(hua)學(xue)： 有機合成(cheng)領域(yu)內的成(cheng)份(fen)研究(jiu)和生產控制；

衛生檢(jian)查： 勞動(dong)保(bao)護公害檢(jian)測的分(fen)析和研(yan)究；

*科學(xue)： 軍事檢測(ce)控制和研究；