Двухпламенный детектор для газовой хроматографии

Двухпламенный детектор для газовой хроматографии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик ((l) 1000905 оциалистичес

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву(22) Заявлено 27. 08. 81 (2! ) 3331483/23-25 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет—

Опубликовано 28. 02,83. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 28. 02. 83 (51)М. Кл.

6 01 N 31/08

G 01 М 27/62

Гасударственные комнтет во делам нзооретеннй н открытий (53) УД3 543 544 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. Е.. Сотников и Н. И. Бабанов

Всесоюзный научно-исследовательский институт биоло ги ческо го пр ибо рост роени я (7l) Заявитель (54) ДВУХПЛАМЕННЫЙ ДЕТЕКТОР

ДЛЯ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

Изобретение относится к газовой хроматографии, в частности к детекторам, и может быть использовано для одновременного селективного анализа углеводородов, галогенов и соединений, содержащих азот, фосфор и серу.

Известен селективный пламенно фотометрический детектор для определения соединений, содержащих серу, фосфор и хлор, содержащий две встроенные1 одна в другую горелки и три соответ" ствующих светофильтра, соединенных с фотоэлектрическими умножителями (ФЭУ).

Детектор приспособлен для селективного определения S-, Р- и Cl-содержащих веществ, но не анализирует. азотсодержащие вещества и углеводороды.

Известен также двухпламенный термоионный детектор для одновременного оп2о ределения углеводородов, галогенов, N- u P-содержащих соединений, включающий верхнюю и нижнюю горелки с электродами (1 ).

Этот детектор сложен конструктивно и требует при анализе галогенов, N- u P-содержащих веществ источника солей щелочных металлов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаембму является детектор, содержащий корпус, в котором расположены нижняя горелка с положительным электродом питания и сигнальным электродом, дополнительная верхняя горелка с отрицательным электродом питания и цилиндрическим коллекторным электродом.

Этот детектор прост конструктивно и для селективного определения галогенов, М- и Р-содержащих соединений не требует солей щелочных металлов(2).

Недостатком известного детектора является отсутствие возможности селективного определения серосодержащих веществ. Кроме того, кольцевой электрод питания над верхней горелкой находится в основном под воздействием остатков соединений, поднимаю1000905 щихся с нижней горелки,и поэтому при введении больших проб галогенов, азот- и фосфорсодержащих соединений частично теряет ионизационные свойства, что приводит к снижению чувствительности анализа. Относительно большой внутренний диаметр детектора и возможность прохождения ионизуемых соединений (их производных) с внешней сторон@ верхнего цилиндрического 10 коллекторного электрода также приводят к снижению чувствительности за счет размывания соединений в рабочем объеме между нижней и верхней горелками и не полного их захвата коллек- 15 торным электродом.

Цель изобретения — увеличение селективно=ти и чувствительности анализа галогенов и соединений содержащих азот, фосфор, серу. 20

Указанная цель достигается тем, что в двухпламенный детектор, содержащий корпус, в котором расположены нижняя горелка с положительным электродом питания и сигнальным электродом,25 дополнительная верхняя горелка с отрицательным электродом питания и цилиндрическим коллекторным электродом, введены расположенная вокруг верхней горелки прозрачная кварцевая втулка с З0 прорезью, через которую в зоне максимального нагрева пламени размещен отрицательный электрод, последовательно установленные фотоэлектронный умножитель и световод, расположенный с наружной стороны кварцевой втулки в зоне пламени верхней горелки перпендикулярно ее оси и отрицательному электроду, а цилиндрический коллекторный электрод плотно установлен по внутрен-40 нему диаметру кварцевой трубки. !

Повышение специфичности определения к серосодержащим соединениям достигается установкой в зоне верхнего

4 пламени световода, соединенного через светофильтр с ФЭУ, Кварцевая втулка, изготовленная из проплавленного прозрачного кварца, защищает световод от перегрева, кроме того, за счет ее высоких теплоизо- 50 ляционных свойств в зоне верхнего электрода питания более равномерно по диаметру детектора поддерживается температура, что увеличивает и стабилизирует ионизационные свойства элект-55 рода.

Повышение чувствительности анализа достигает< я за с.чет размещения верхнеro прямого электрода питания непосредственно в водородном пламени, уменьш ния рабочего объема детектора и прохождения всех ионизированных соединений (их производных) внутри коллектора. Уменьшение рабочего объема детектора достигается за счет установки кварцевой втулки, которая позволяет плотно по ее внутреннему диаметру разместить коллекторный электрод, исключив возможность Koнтакта электрода с корпусом при уменьшении диаметра детектора.

На фиг. 1 представлен предлагаемый детектор, продольный разрез; на фиг. 2разрез A-A на фиг. 1.

Детектор содержит разъемный корпус

1, в нижней части которого в основании 2 установлена нижняя металлическая горелка 3, над которой размещены кольцевой положительный электрод 4 питания и возвышающийся над ним сигнальный электрод 5. Над сигнальным электродом 5 по центру внутри прозрачной кварцевой втулки 6 размещена Г-образная верхняя металлическая горелка 7, над выходом которой в зоне с макси-. мальной температурой пламени через прорезь во втулке установлен никелевый отрицательный электрод 8 питания, В кварцевой втулке над электродом 8 зафиксирован цилиндрический коллекторный электрод 9. В верхней части де- тектора находится спираль 10 для поджига пламени на горелках. Детектор оканчивается съемной крышкой 11. С внешней стороны кварцевой втулки в зоне, симметрично охватывающей пламя, установлен перпендикулярно последнему и электроду 8 гибкий световод 12, соединенный через светофильтр 13 с фЭУ 14. Водород и газ-носитель (азот) на горелку 3 подается через основание 2, а воздух - через отверстие в нижней части корпуса.

Пример. Предлагаемый детектор испытан на лабораторном хроматографе марки "Цвет 04н для анализа смеси углеводородов С вЂ” С, этилового спирта, ацетонитрила, сероводорода и двуокиси серы. Анализ проводился на метровой хроматографич< .ской колонке, заполненной полисорбом-1 (фракция 0,50,8 мм) при 110 С. Испаритель, агревался до 150 С. Перед проведением анас лиза были установлены с пом )щью мыльно. Пленочного измерите лл c ".)(): с g ln t1(,— токов через детс к г р, и; . н:

1000905

1О

Формула изобретения

Скоро< ть водорода, поступающего в нижнюю горелку детектора 30

Скорость водорода, S поступающего в верхнюю горелку детектора

Скорость подачи воздуха в детектор 450

Скорость газа-носителя (азота) 50

Перед ФЭУ после световода установлен интерференционный светофильтр с длиной волны пропускания 395 нм (для серосодержацих соединений). Спиралью

10 поджигалось водородное пламя на обеих горелках, через 10-15 мин после прогрева детектора приступали к проведению анализа. Шприцом через испаритдль хроматографа проба воздуха с анализируемой смесью вводилась на хроматографическую колонку и выходящие разделенные соединения фиксировались детектором.

С нижней горелки записывался сигнал от смеси углеводородов С,2-С 1 этилового спирта и ацетонитрила. С верхнего. коллекторно го электрода записывался сигнал только от ацетонитрила.

Сигнал, усиленный после ФЭУ, зафиксировал сероводород, двуокись серы и ацетонитрил.

Сигнал от ацетонитрила, полученный с верхнего коллекторного электрода, у на 1,5 порядка больше сигнала, зафиксированного после ФЭУ.

Таким образом, селективный двухпламенный детектор позволяет одновременно определять не только P- N- u

С1-содержание соединения, но и серосодержащие вещества. Пороговая чувствительность азотсодержащих соединений по ацетонитрилу составляет 10 мг, галогенсодержащих по хлористому метилену 10 мг и серосодержащих по сероводороду 8 ° 10 4 мг.

Повышение (в 4-5 раз) чувствительности определения галогенов и азотсо30 держащих соединений достигается за счет увеличения ионизации от никелевого электрода, находящегося в зоне максимального нагрева, поступления всех ионизированных соединеных в коллекторный электрод и уменьшения внутреннего диаметра детектора до 7 мм, т.е. в 2-2,3 раза по сравнению с прототипом. Уменьшение диаметра детектора и соответственно рабочего обьема между нижней и верхней горелками приводит к уменьшению размывания компонентов и получению более симметричных хроматографических пиков, записанных от верхних сигнальных электродов, что позволяет работать с меньшими скоростями газа-носителя.

Размещение верхнего никелевого электрода питания непосредственно в зоне водородного пламени уменьшает его отравление при попадании бгльших проб N-, P-, С1- и S-содержащих соединений, что способствует стабилизации его ионизирующего действия. Это повышает точность определения анализируемых веществ.

Кварцевая втулка не только защищает световод от перегрева, но и исключает возможность контакта точно зафиксированного коллекторного электрода с корпусом или верхним электродом питания.

Установленный после световода светофильтр можно легко заменять на фильтр с другой волной пропускания при необходимости фиксации соединений некоторых других классов.

Предлагаемый детектор в сравнении с известными обладает высокой селективностью и чувствительностью анализа,. что позволяет расширить возможности идентификации различных классов соединений в сложной смеси.

Двухпламенный детектор для газовой хроматографии, содержащий корпус, в котором расположены нижняя горелка с положительным электродом питания и сигнальным электродом, дополнительная верхняя горелка с отрицательным электродом питания и цилиндрическим коллекторным электродом, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения селективности и чувствительности анализа галогенов и соединений, содержащих азот, фосфор и серу, в него введены расположенная вокруг верхней горелки прозрачная кварцевая втулка с прорезью, через которую в зоне максимального нагрева пламени размещен отрицательный электрод, последовательно установленные фотоэлектронный умножитель и световод, расположенныи с наружной стороны кварцевой втулк в зоне пламени верхней горелки пеппенди1лгат

9 /

Составитель Н. Игнатенко

Корректор Н. Король

Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1370/46

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 1000905 кулярно ее оси и отрицательному элект- 1. роду, а цилиндрический коллекторный ние в электрод плотно установлен по внутрен- 1970, нему диаметру кварцевой втулки. 2.

Источники информации „ 11 784 принятые во внимание при экспертизе (прот

Редактор С. Пекарь Техред К.Мыцьо

Мак-Цейр Г., Бонелли Э. Введегазовую хроматографию. М,, "Мир", с. 111-1 12.

Авторское свидетельство СССР

502, кл, G 01 N 31/08, 1979 отип).