气相色谱仪氢火焰离子化检测器概述（二）

四、检测条件：

1、毛细管柱插入喷嘴的深度：

毛细管柱插入喷嘴的深度对改善峰形十分重要。通常毛细管柱插入喷嘴口平面下1～3mm处。若太低，组分与喷嘴表面接触会产生催化吸附，使峰形拖尾。若插入太深，会产生很大噪声，灵敏度下降。

  2、气体种类：

（1）载气：

载气不但将组分带入FID，同时又是氢火焰的稀释剂。N₂、Ar、He和H₂等均可作FID的载气。N₂和Ar作载气，灵敏度高，线性范围宽。由于N₂价廉易得，响应值大，是一种常用的载气。

FID是质量型检测器，峰高与载气流量成正比，而且在一定的流量范围内，峰面积不变。作峰高定量，又希望降低检测下限时，可适当加大载气流量。

（2）H₂：

H₂是保证氢火焰燃烧的气体，N₂稀释氢火焰的灵敏度高于纯氢火焰。H₂与N₂的流量比影响FID的灵敏度和线性范围。

当N₂流量固定时，随着H₂流量增大，响应值逐渐增大，增至一定的值后又逐渐降低。当N₂流量不同时，zui优的H₂流量也不同，即H₂与N₂的流量有一个zui优比值。当H₂与N₂的流量比zui优时，不但响应值大，而且流量有微小变化时对信号的影响zui小。

（3）空气：

空气作为助燃气体，并为离子化过程提供氧气，同进起着吹扫离子室的作用。空气流量也影响灵敏度，随着空气流量增加，灵敏度渐趋稳定。

3、气体纯度：

作常量分析时，载气、H₂和空气纯度在99.9%以上即可。但作痕量分析时，一般要求在99.999%以上，空气中的总烃含量小于0.1μL/L。气源中的杂质会产生噪声、基线漂移、假峰、柱流失和缩短柱寿命。

通常超纯氮气发生器产生的N₂纯度可达99.9995%，氢气发生器产生的H₂纯度可达99.99999%。这些气源用于FID痕量分析，基线稳定性好。

4、载气、H₂与空气的流量比：

几乎所有能气化的有机物在FID上都有响应，正确控制载气、H₂与空气的流量是完成分析工作的必要条件。

（1）载气流量：

载气流量通常根据柱分离要求进行调节。对于FID而言，适当增大载气流量会降低检测下限，从zui优线性和线性范围考虑，载气流量低些为宜。

（2）氮氢比：

实验表明，N₂稀释氢火焰的灵敏度高于纯氢火焰。在要求高灵敏度如痕量分析时，调节氮氢比在1∶1左右往往能得到响应值的zui大值。如果是常量组分的质量检验，增大H₂流量，使氮氢比下降至0.43～0.72，虽然减小了灵敏度，但可使线性和线性范围得到大的改善和提高。

（3）空气流量：

空气是氢火焰的助燃气，为火焰化学反应和电离反应提供必要的氧气，同时起着吹扫CO₂和H₂O等燃烧产物的作用。通常空气流量约为H₂流量的10倍。流量过小，供氧量不足，响应值低。流量过大，易使火焰不稳，噪声增大。

一般在选定H₂和N₂流量后，逐渐增大空气流量到基流不再增大，再过量50 mL/min即可。空气流量通常为300～500mL/min。

一般比较合适的流量比为载气：H₂：空气=（1～1.5）：1：（10～20）。

5、温度：

FID为质量型检测器，对温度变化不敏感。但在程序升温分析时，要特别注意基线漂移，可用双柱进行补偿，或自动补偿装置进行校准和补偿。

在FID中，由于H₂燃烧，产生大量水蒸汽。若检测器温度低于80℃，水蒸汽不能以蒸汽状态从检测器排出，冷凝成水，使高阻值的收集极电阻值大幅度下降，灵敏减小度，噪声增加。若有氯代溶剂或氯代样品时，易造成腐蚀。因此，FID温度必须在120℃以上。

气化室温度变化时对FID性能既无直接影响也无间接影响，只要能保证样品气化而不分解即可。

6、极化电压：

极化电压的大小影响检测器的灵敏度。当极化电压较低时，离子化信号随极化电压的增加而迅速增大。当电压超过一定的值时，增加电压对离子化电流的增大没有明显影响。

正常操作时，极化电压一般为150～300V。

7、电极形状和电极距离：

有机物在氢火焰中的离子化效率很低，要求收集极的表面积必须足够大，以收集更多的正离子，提高收集效率。

收集极的形状有网状、片状和圆筒状等，圆筒状电极的收集效率最高。两极之间距离为5～7mm时，往往可获得较高灵敏度。圆筒状电极的内径一般为0.2～0.6mm。

喷嘴内径小，气体流量大，有利于组分的电离，检测器灵敏度高。

8、尾吹气影响：

（1）加尾吹气可减小峰加宽，提高柱效，调节灵敏度。

（2）尾吹气大，样品从毛细管柱到检测器速度加快，灵敏度提高，峰形窄，但点火困难。尾吹气太大，灵敏度下降。

（3）尾吹气小，峰拖尾，峰形展宽，灵敏度降低，但点火较容易。

五、使用注意事项：

1、尽量采用高纯气源，空气必须经过分子筛充分的净化。

2、在最优的N₂/H₂比和最优空气流量的条件下使用。

3、色谱柱必须经过严格的老化处理。

4、离子室要注意外界干扰，保证其处于屏蔽、干燥和清洁的环境中。

5、检测器的清洗：

（1）当检测器玷污不严重时：

清洗方法是将色谱柱取下，用一根管子将进样口与检测器连接起来，然后通载气，将检测器恒温箱升至120℃以上，再从进样口注入约20μL蒸馏水，接着用几十微升丙酮或氟里昂溶剂进行清洗，并在此温度下保持1～2h，检查基线是否平稳。若基线不理想，则再洗一次或卸下清洗（注意更换色谱柱，必须先切断氢气源）。

（2）当检测器玷污比较严重时：

必须卸下FID进行清洗。方法是先卸下收集极、极化极和喷嘴等。若喷嘴是石英材料制成的，则先将其放在水中浸泡12h左右。若喷嘴是不锈钢等材料制成的，可将喷嘴和电极等一起先小心用300～400号细砂纸磨光，然后用适当溶液（如1∶1甲醇苯）浸泡，再用超声波清洗，最后用甲醇清洗后置于烘箱中烘干。注意切勿用卤素类溶剂（如氯仿和二氯甲烷等）浸泡，以免与卸下零件中的聚四氟乙烯材料作用，导致噪声增加。洗净后的各个部件要用镊子取出，勿用手摸。各部件烘干后，在装配时要小心，否则会再度玷污。部件装入仪器后要先通载气30min，再点火升高检测室的温度。实际工作中，最好先在120℃下保持数小时后，再升至工作温度。