Agilent 6890 气相色谱关于低含量硫化物的检测

前言：气相色谱系统在校正低 ppm 到 ppb 含量范围内的气态分析物，特别是涉及到活性化合物时一直面临着很大的挑战。随着选择性检测器如火焰光度检测器，(FPD)，原子发射检测器 (AED)，脉冲火焰光度检测器 (PFPD)，硫化学发光检测器 (SCD) 和质量选择性检测器在分析痕量挥发性硫化物或其它小分子化合物方面应用的增加，对简便，可靠的校正/混合系统的需求就日益明显起来。很多行业包括烃加工，半导体，和食品/饮料业都很迫切需要精确分析痕量级气体。采用渗透管是一种准确又可靠的解决办法，在控制载气流量下可以流出稳定的浓度。300 多个化合物都可以采用。但是这种方法也有它的不利之处。校正每种气体所用的管路都必须带有精确的温度控制。同时，校正多个组分时还需要用到专门的硬件：标准气体发生器来控制多根管路。

标准气体钢瓶的使用可以很方便地将惯用的多组分校正样排成次序，使用标准气瓶也有一些限制：1. 对很多气体来说，精确制备低于 ppm 级别的气体标准很难甚至不可能。2. 在一定浓度范围内校正，需要在每个分析级别购买不同的钢瓶。3. 钢瓶壁对分析物的吸附问题。采用即用型动态混合系统可以克服许多钢瓶的标准问题，6890 配备的这一系统，便宜，可靠，并且对活性化合物是惰性的，自动化的。

实验部分一台 Agilent 6890 气相色谱配有一个 AED 组成系统的核心。样品的导入是由 Hastelloy C 六通阀直接连到带有硫惰性管路的挥发物质进样口 (VI)。所有的6890/检测器都可以针对应用进行组合。如 FPD，对分析低含量硫化物的应用是很好的选择。这种即用型制备 ppb 级挥发性硫化物样品以及后面的分析是工业上的一个很重要应用，可以很好地证明混合系统的性能和用处。图 1 是混合系统硬件的基本组成和配置图。表 1 列出的是 6890 上使用的一些关键选项。推荐的构建混合系统所需的非 GC 的硬件如下：

1、10 到 20 英尺 1/16-英寸外径的 Restek 特殊钝化或硫惰性管路，特殊钝化部件号为 20595，部件号为22505.

2. 一个不锈钢 Swagelok 或 Valco 1/16 英寸三通接头，Swagelok 三通接头经 Restek 硫惰化后，部件号为 22526.

3. 一根 30 m，内径 0.25 mm 分析柱或同等保留能力的分析柱 30 m，内径 0.25 mm ID，去活性的熔融石英管 J&W 部件号为 160-2255-30. 相同保留的金属管也可以使用：Restek 硫惰性管线部件号为22502.

4. 合适的接头连接流量调节阀到标准钢瓶调节器

5. 1/16英寸不锈钢连接器连接气体进样阀，样品进入管线内

6. 出于安全考虑，1/8-英寸外径管线将气体进样阀中样品连接到实验室外放空。

分析柱作为一个阻尼直接插在三通接头，用石墨/vespel 进行密封。图 2 详细说明了如何进行连接，注明了如何将分析柱插入到 T 型接头里的 1/16-inch管线里。典型的色谱条件见表 2.

基质中标准分析物的实际浓度是由校正混合物和稀释剂的体积流量比决定的。流量计算程序 1（免费由在Chemical Analysis Group 网站下载）。可计算在给定的入口压力下，柱流量限制器中的流量。Aux EPC模块中每种稀释气的流量也必须被校正；这点在后面的结果部分再进行讨论。首先开始进行各组分已确定在 5 ppm 的硫化物混合样的校正。(DCG Partnership1, LTD., Pearland, TX, 281-648-1894)，将一系列混合物/稀释剂的组合得到的 ppb 级体积浓度的样品进到气相色谱中进行分析。如表 3 所示。多组分硫化物校正样的实际浓度见表 4。图 3 和 4，为自动稀释的硫化物混合样连续分析的色谱结果叠加图。

结果重复性对任何分析系统来说都是重要的特质，对痕量物质的定量来说更是至关重要。在实验中，动态混合系统设定了多组分硫化物的流量为 2 mL/min，氦气流量为 105 mL/min 来确定精度。这种流量最终得到各硫化物组分含量为 90 ppb。表 5 列出了混合物中所有八种硫化物运行 11 次的积分面积，以及标准偏差。除了四氢噻吩，其他的结果都非常好。采用更高的 GSV 和 VI 温度可能会改善四氢噻吩的 RSD。由于很多轻的硫化物在不同物质的表面有吸附行为，必须保证稳定浓度的分析物被进到气相色谱柱中。最好是保证多组分硫化物校正样流经样品定量环到出口的时间大约在 20 分钟，然后再进到气相色谱仪。

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结论采用 Agilent 6890 气相色谱可实时、便捷、自动地动态混和制备低含量气态校正标样。系统可以方便快捷地与一些易用的构件组合，再加上一个辅助的 EPC模块的通道。当系统采用特殊钝化或 硫惰性管线和接头时，包括活性的化合物如 H2S, COS, 硫醚类和轻的硫醇类都可以做到几个 ppbV 级的校正。当与选择性检测器如火焰光度检测器或原子发射联用后，就可以作为低含量气体的常规分析系统，功能非常强大。