气相色谱仪检测器概述（六）

第六节 火焰光度检测器

火焰光度检测器（FPD）是一种灵敏度高和选择性高的，对P的响应为线性，对S的响应为非线性。以前一直将FPD作为含S 和P化合物的专用检测器，后来由于NPD对P检测的灵敏度高于FPD，而且更可靠。因此，FPD现在多只作为含S化合物的专用检测器。

一、结构：

FPD由氢火焰部分和光度部分构成，氢火焰部分包括火焰喷嘴、遮光槽和点火器等，光度部分包括石英窗、滤光片和光电信增管等。含S和P化合物由载气携带，先与空气或纯氧气混合后由检测器下部进入喷嘴，在喷嘴周围有四个小孔，供给过量的燃气H₂，点燃后产生光亮、稳定的富氢火焰。喷嘴上面的遮光槽可将火焰本身和烃类物质发出的光挡去，使火焰更稳定，减少噪声。S和P燃烧产生的特征光通过石英窗口和滤光片（S用394nm滤光片，P用526nm滤光片），然后经光电倍增管转换成电信号。

二、工作原理：

FPD主要利用以下三个条件达到检测目的：

1、富氢火焰：检测器中有富氢火焰存在，为含硫、磷化合物提供了燃烧和激发的基本条件。

2、特征波长：样品在富氢火焰中燃烧时，含硫、磷化合物能发射出其特有波长的特征光。

3、光电转换：检测器设有滤光片和光电倍增管，通过滤光片选择后光电倍增管把光转换成电信号。

含S和P化合物在富氢火焰中燃烧时，S和P被激发而发射出特征波长的光谱。当含S化合物燃烧时，形成激发态的S₂^﹡分子，此分子回到基态时发射出波长为350～480nm的光，其中394nm为含S化合物的特征波长。当含P化合物燃烧时，形成激发态的HPO^﹡分子，此分子回到基态时发射出波长为480～600nm的光，其中526nm为含P化合物的特征波长。这两种特征光的光强度与被测组分的含量均成正比。特征光透过特征光滤光片投射在光电倍增管上，光电倍增管将光信号转换成电信号，经微电流放大器放大并记录，得到相应的色谱图。

三、类型：

1、按火焰发光系统的结构可分：

（1）单火焰型FPD。

（2）双火焰型FPD。

（3）脉冲火焰型FPD。

2、按光信号通道的数量可分：

（1）单通道FPD。

（2）多通道FPD。

四、特点：

1、灵敏度高。

2、选择性高。

3、对硫为非线性响应。

五、检测条件：

影响FPD响应值的主要因素有气体流量、载气种类、检测器温度和样品浓度等。含S和P化合物的检测条件比较接近，含S化合物的检测条件更为苛刻，操作时更应慎重。当使用毛细管柱时，使FPD与之适应，也是检测条件中必须考虑的问题。

1、载气种类：

实验表明，FPD的载气zui好用H₂，其次是He，zui好不用N₂。因为H₂作载气时在相当大的范围内，响应值随流量的增加而增大；用N₂作载气时，FPD对S的响应值随流量的增加而减小。

2、气体流量：

通常FPD中用三种气体：空气、H₂和载气。O₂/H₂比是影响响应值zui关键的参数，它决定了火焰的性质和温度，影响灵敏度。O₂/H₂比应视具体情况做实验来确定。

（1）富氢火焰：

FPD必须是富氢火焰，氧气与H₂流量之比在0.2～0.5，灵敏度高。

（2）测磷流量：

H₂流量为160～180mL/min，空气流量为150～200mL/min，氮气流量为40～80mL/min。

（3）测硫流量：

N₂流量为90～100mL/min时，灵敏度较高。

检测室温度过高，测硫时灵敏度下降。

各种气体的实用流量还与仪器型号、样品种类、分析要求和其它操作条件有关，应根据具体情况确定其流量。

3、检测器温度：

检测器温度对S和P的响应值有不同的影响，S的响应值随检测器温度升高而减小，P的响应值基本上不随检测器温度改变而改变。实际工作中，检测器的使用温度应大于100℃，防止H₂燃烧生成的水蒸汽冷凝在检测器中而增大噪声。

4、样品浓度的适用范围：

在一定的浓度范围内，样品浓度对P的检测无影响，成线性；而对S 的检测却密切相关，成非线性。当被测样品中同时含S和P时，检测会互相干扰。通常P的响应干扰不大，而S的响应对P的响应干扰较大。因此，使用FPD检测S和P时，应选用不同的滤光片和不同的火焰温度来消除彼此的干扰。