Способ анализа органических соединений в газовой хроматографии и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к газовому анализу и предназначено для высокочувствительного детектирования аминов, гидразинов и их производных в воздухе и смесях веществ при их газохроматографическом анализе. Целью изобретения является повышение точности и чувствительности анализа органических соединений, ионизирующихся путем поверхностной ионизации. Детектор содержит коаксиально расположенные термоэмиттер, выполненный в виде стакана с нагревательным элементом , расположенным с внешней стороны поверхности, и цилиндрический коллектор, установленный внутри эмиттера с зазором. Выходной конец хроматографической колонки введен в переходной штуцер на всю длину коллектора вдоль его оси. Вспомогательный газ подается в пространство между выходным концом хроматографической колонки и коллектором ионов, и смешивание его с компонентами разделенной смеси происходит непосредственно у ионизирующей поверхности. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСтИЧЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК (sI)s 6 01 N 30 68

Г ОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4313898/25 (22) 16.10.87 (46) 07.11,91, Бюл. ¹ 41 (71) Институт электроники им. У.А.Арифова и Специализированное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством Института электроники им, У.А,Арифова (72) У.Х.Расулев, Э.Г.Назаров, В.О.Сидельников и P.Н.Евтухов (53) 543.544(088. 8) (56) Бражников В,В. Дифференциальные детекторы для газовой-хроматографии. — М.:

Наука, 1974.

Зандберг Э,Я. и др. Высокочувствительный детектор аминов и их производных,—

ЖАХ, 1980, вып.6, т.35, с. 1188. (54) СПОСОБ АНАЛИЗА ОРГАНИЧЕСКИХ

СОЕДИНЕНИЙ В ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕ СТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к газовому анализу и предназначено для высокочувствиИзобретение относится к области газового анализа и пг.едназначено для высокочувствительного детектирования аминов, гидразинов и их производных в воздухе и смесях веществ при их газохроматографическом анализе. Изобретение может быть использовано при аттестации капиллярных хроматографических микроколонок, при испытании новых полимерных материалов с точки зрения соответствия их санитарно-гигиеническим нормам, а также в средствах контроля окружающей среды и условий труда.

Цель изобретения — повышение точности и чувствительности анализа органиче„., SU „„1689845 А1 тельного детектирования аминов, гидраэинов и их производных в воздухе и смесях веществ при их газохроматографическом анализе. Целью изобретения является повышение точности и чувствительности анализа органических . соединений, ионизирующихся путем поверхностной ионизации. Детектор содержит коаксиально расположенные термоэмиттер, выполненный в виде стакана с нагревательным элементом, расположенным с внешней стороны поверхности, и цилиндрический коллектор, установленный внутри эмиттера с зазором, Выходной конец хроматографической колонки введен в переходной штуцер на всю длину коллектора вдоль его оси, Вспомогательный газ подается в пространство между выходным концом хроматографической колонки и коллектором ионов, и смешивание его с компонентами разделенной смеси происходит непосредственно у ионизирующей поверхности, 2 с,п, ф-лы, 2 ил. ских соединений, ионизирующихся путем поверхностной ион иза ции.

На фиг,1 изображено устройство для анализа органических соединений; на фи г.2 — див гра м м ы.

Поверхностно-ионизационный детектор (ПвИД) состоит из коллектора 1, термоэмиттера 2, нагревательного элемента 3 с токоподводами 4, переходного штуцера 5. для соединения ПвИД с концом 6 хроматографической микроколонки 7, штуцеров 8 и 9 для ввода вспомогательного газа и вывода отработанных газов, злектрометрического вывода 10 для регистрации ионного тока коллектора 1 и термопары 11 для контроля

1689845 температуры термоэмиттера 2. Выходной конец 6 хроматографической колонки 7, размещенной в термостате 12, введен через штуцер 5 внутрь коллектора 2 с зазором вдоль его оси на всю его длину.

Подачу вспомогательного газа в ПвИД осуществляют независимо от подачи компонент анализируемой смеси через штуцер 8, расположенный на поверхности переходного штуцера 5. Смешивание вспомогательного газа и компонент анализируемой смеси производят непосредственно у ионизирую щей поверхности термоэмиттера 2.

Анализ осуществляют следующим образом.

Для данного типа колонки выставляют рекомендованные скорость подачи газа-носителя и тип газа-носителя. Включают нагрев термостата 12 хроматографической колонки, после установления рабочей температуры включают нагрев термоэмиттера

2, выполненного в виде полого стакана, например, из молибдена с внутренним диаметром б мм и длиной 10 мм, путем подачи электропитания на токоподводы нагревательного элемента 3, например из нихромовой проволоки. Устанавливают рабочую температуру термоэмиттера 2 и подают на него потенциал, отталкивающий ионы к коллектору 1, производят напуск вспомогательного газа и осуществляют подбор оптимальных условий анализа следующим образом.

В систему ввода проб вводят для анализа контрольную смесь. Компоненты разделенной смеси с выходного конца 6 хроматографической колонки 7 направляют на иониэирующую поверхность термоэмиттера 2, одновременно на ту же поверхность подают независимо вспомогательный газ через зазор между коллектором 1, которым служит цилиндр, например, из нержавеющей стали с наружным диаметром 4,5 мм и выходным концом 6 колонки 7, Вспомогательный газ стабилизирует термоэмиссионные свойства ионизирующей поверхности, Испарившиеся с нее ионы собирают на коллекторе и регистрируют изменения ионного тока во времени, т,е. получают хроматограмму ионизирующихся путем поверхностной ионизации компонент смеси. Затем изменяют скорость подачи вспомогательного r33a и записывают хроматограмму контрольной смеси для последовательного ряда скоростей подачи вспомогательного газа.

Из сравнения хроматограмм выбирают скорость подачи вспомогательного газа, обеспечивающую максимальную интенсивность и наилучшее разрешение линий, соответствующих отдельным компонентам смеси.

После подбора оптимальных условий анализа осуществляют хроматографиронание анализируемых смесей.

На фиг.2 приведены хроматографиче5 ские пики триэтипамина массой 1 10 г, -в температура поверхности термоэмиттера

390 С, ускоряющее напряжение 200 В. В качестве газа-носителя использован гелий при скорости подачи его через колонку

10 5 мл/мин, Скорость подачи вспомогательного газа-воздуха 20 мл/мин. Температура термостата хроматографической колонки ,100 С, Пик 13 получен при независимой подаче вспомогательного газа и компонент

15 анализируемой смеси, пик 14,получен для случая подачи в ПвИД смеси вспомогательного газа и компонент разделенной в колонке анализируемой смеси через тройник, подключенный между выходом капилляр20 ной колонки и детектором, Видно, что в результате независимой подачи вспомогательного газа и компонент разделенной смеси в ПвИД и смешивания их непосредственно у ионизирующей

25 поверхности возросли амплитуда хроматографического пика и суммарный регистрируемый ионный ток, а постоянная времени

ПвИД уменьшилась.

Введение выходного конца хроматогра30 фической колонки на всю длину коллектора, например на расстояние 0,7 — 1 мм от поверхности эмиттера, позволяет завершать хроматографическое разделение смеси непосредственно у ионизирующей поверх35 ности. Выполнение термоэмиттера в виде стакана с внутренней рабочей поверхностью и размещение внутри него коллектора позволяет упростить контроль температуры за счет возможности установления прямого

40 контакта термопары с термоэмиттером, что повышает надежность контроля условий анализа и соответственно, его точность. Соотношение диаметров коллектора и микроколонки выбирают из условия обеспечения

45 требуемой скорости подачи вспомогательного газа, создающей оптимальные условия теплообмена и получения максимального коэффициента использования анализируемого вещества. Кроме того, расположение

50 выходного конца хроматографической колонки внутри коллектора с зазором позволяет использовать образующийся между стенками коллектора и этим выходным концом канал для подачи термоизолированного

55 за счет теплообмена со стенкой коллектора вспомогательного газа непосредственно на ионизирующую поверхность, При этом подбором скорости подачи и температуры вспомогательного газа можно обеспечить условия, при которых температура коллек1689845

0mpab ый га тора станет ниже температуры деструкции молекул.

Таким образом, снижается дестабилизирующее воздействие вспомогательного газа на поверхность термоэмиттера и повышается чувствительность анализа. Кроме того, за счет создания независимых каналов подачи анализируемой смеси и вспомогательного газа и ионизирующую поверхность создается возможность интенсивной вентиляции рабочего обьема ПвИД, что повышает разрешение при регистрации пиков разделенных в колонке и выходящих друг за другом компонент смеси, Формула изобретения

1. Способ анализа органических соединений в газовой хроматографии, включающий хроматографическое разделение смеси в колонке, подачу в поверхностно-ионизационный детектор (ПвИД) вспомогательного газа и компонент разделенной смеси анализируемого газа в количествах, обеспечивающих при рабочих температурах ионизирующей поверхности постоянство коэффициента поверхностной ионизации, и измерение ионного така с коллектора детектора, отл и ч а ю щи и с я тем, что. с целью повышения точности и чувсгвительности анализа, подачу вспомогательного газа в

ПвИД осуществляют независимо от подачи

5 компонент разделенной смеси, а смешивание газов производят непосредственно у ионизирующей поверхности.

2. Устройство для анализа органических соединений в газовой хроматографии, со10 держащее ПвИД в составе коаксиально расположенных коллектора и термоэмиттера, токоподводящих вводов, штуцеров для ввода вспомогательного и вывода отработанных газов и хроматографическую колонку, 15 соединенную с детектором через переходной штуцер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности анализа, термоэмиттер выполнен в виде стакана с нагревательным элементом, 20 расположенным с внешней стороны поверхности -термоэмиттера, цилиндрический коллектор установлен внутри термоэмиттера с зазором, выходной конец хроматографической колонки введен с зазором внутрь

25 коллектора вдоль его оси на всю его длину. а штуцер для подачи вспомогательного газа установлен на поверхности переходного штуцера.

188о815

Составитель Е, Рожковская

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С. Черни

Редактор Е. Папп

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3809 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобрегениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5