一、 氣相色譜分析儀純氣的現(xiàn)狀
氣相色譜分析純氣中雜質(zhì)因其具有各種優(yōu)越性而不可替換。如同時(shí)可檢測多個(gè)組分，分析時(shí)間短，操縱簡便，分析技術(shù)靈活多變，價(jià)格低，能自動化檢測與計(jì)算機(jī)控制等優(yōu)點(diǎn),因而其產(chǎn)品受到廣大用戶的歡迎。例如我公司的“氬氣純度分析儀” 、“液氧中痕量總烴分析儀”等產(chǎn)品投進(jìn)市場后得到用戶的肯定和青睞，替換進(jìn)口并供不應(yīng)求。在純氣分析方面的國家標(biāo)準(zhǔn)已有一定數(shù)目上已經(jīng)采用了氣相色譜法。但現(xiàn)狀仍與國際上有較大的差距。
1、技術(shù)研究與創(chuàng)新方面
從發(fā)表論文上看，在上世紀(jì)八十—九十年代國內(nèi)出現(xiàn)過研究分析痕量雜質(zhì)氣體的繁榮時(shí)代。但近十年來新的檢測方法、技術(shù)與儀器、檢測器研究進(jìn)展緩慢、創(chuàng)新乏力、論文發(fā)表數(shù)目減少，無長期同一規(guī)劃和穩(wěn)定的投進(jìn)，專業(yè)研究與分析隊(duì)伍不斷壯大，同時(shí)又有待素質(zhì)進(jìn)步。至今還無一本“高純氣體分析技術(shù)”的專著問世。
2、“國家標(biāo)準(zhǔn)”反應(yīng)技術(shù)落后
總體看有關(guān)高純氣的“國家標(biāo)準(zhǔn)”中，其中分析方法與國際水平比較明顯落后，儀器化水平低，其中有一部分才能與之水平相近。還有些“標(biāo)準(zhǔn)”仍采用比色法為主，檢測方法不能儀器化。例如在“醫(yī)用氧標(biāo)準(zhǔn)”（GB8982—1998）中反應(yīng)出的題目較為集中。在標(biāo)準(zhǔn)的“技術(shù)指標(biāo)”中除氧含量指標(biāo)（≥99.5%）外，雜質(zhì)含量無任何數(shù)據(jù)，都是“按規(guī)定方法試驗(yàn)合格”。而所有的規(guī)定方法都是化學(xué)吸收法或比色法。分析結(jié)果只有“合格”與“分歧格”，無數(shù)據(jù)記錄。這對指導(dǎo)廠家生產(chǎn)是不利的。至今多數(shù)廠家不具備全面按“規(guī)定”抽檢的技術(shù)與條件。使用單位（醫(yī)院與相關(guān)研究單位）更難投進(jìn)組建分析職員與條件。有的廠家只是向科研單位送檢一次、檢驗(yàn)合格后再不對該項(xiàng)檢測。
二、 檢測器與檢測技術(shù)
1、 檢測器
目前用于純氣中雜質(zhì)氣體分析的氣相色譜檢測器有如下幾種。
⑴熱傳導(dǎo)池檢測器（TCD）
該檢測器的可以指標(biāo)可以達(dá)到ppm級檢測。與變溫濃縮法配合可以檢測到ppb級，例如高純氫氣，超純氫的檢測可以測到0.1ppb（0.1x10-9V/V）級。
⑵氣敏檢測器
在檢測高純氮?dú)獾膰覙?biāo)準(zhǔn)（GB/T8980—1996）中用此檢測器可以檢測到此0.1ppm雜質(zhì)氫氣。
⑶氫火焰離子化檢測器（FID）
國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T8984.1—3—1997）氣體中一氧化碳、二氧化碳和碳烴化合物的測定是利用火焰離子化法轉(zhuǎn)化后，直接測定,可檢測量小濃度0.1ppm。配合變溫濃縮可測到1 ppb。
⑷改性離子檢測器（M—ArID）
將氬離子化檢測器改性后可以檢測高純氬中的氫、氧、氮、甲烷、一氧化碳和二氧化碳雜質(zhì)氣，最小檢測濃度可到0.1ppm。
⑸氦離子化檢測器（HeID）
該檢測器大多使用檢測高純氦氣中雜質(zhì)氣體，直接檢測可到1ppb 。也有與切換技術(shù)配合檢測其它高純氣中雜質(zhì)氣。
⑹電子捕捉檢測器（ECD）
該檢測器可以檢測高純氮?dú)?、氬氣、一氧化碳等氣中的痕量氧（ppb級）。
另外還有氧化鋯檢測器[、離子遷移檢測器等。
2、檢測技術(shù)
氣相色譜法分析氣體雜質(zhì)采用的檢測技術(shù)有變溫濃縮法、柱中轉(zhuǎn)化法、柱切換法和流程變化法等。
⑴變溫濃縮法
變溫吸附濃縮法是將一定量的樣品氣中雜質(zhì)氣低溫吸附在樣管中吸附劑上，解凍加熱進(jìn)樣的方法。因而實(shí)際進(jìn)樣量大大大于樣管體積（102~104倍），雜質(zhì)氣就從ppb級變成ppm級分析[1，4]。用此法要求底氣不被冷凍、吸附或沸點(diǎn)高于雜質(zhì)氣，如用于濃縮氫中雜質(zhì)、氧中的烴類等。附變溫吸附濃縮法外，還有化學(xué)反應(yīng)濃縮法與特殊濃縮法，它們使用在特種氣體的檢測。
⑵柱中轉(zhuǎn)化法
柱中轉(zhuǎn)化法是樣品進(jìn)樣后、在色譜分離柱前或后，經(jīng)過一個(gè)催化劑或化學(xué)反應(yīng)管（可以控制一定溫度）。其中某雜質(zhì)氣參加反應(yīng)，變成另一種氣體被檢測。如一氧化碳與二氧化碳在火焰離子化檢測器上無響應(yīng)，但經(jīng)鎳催化劑（有氫氣參加）后變成甲烷氣就響應(yīng)了，并能檢測到0.1ppm。與濃縮配合可檢測到ppb。氣相色譜分析微量水時(shí)也采用此法。微量水與柱中碳化鈣（Ca2C）反應(yīng)天生乙炔，用火焰離子化檢測能到小于1ppm的水分。
⑶柱切換法
該法又稱多維色譜法。它是利有閥或“無閥”切換將主成分（底氣）大部分切往后，余下雜質(zhì)氣體再經(jīng)二次分離后檢測。如采用高靈敏度的氦離子化檢測器檢測氧中雜質(zhì)，氫氣和氖氣中雜質(zhì)氣 。
⑷流程變化法
利用色譜柱的串聯(lián)、并聯(lián)達(dá)到分離雜質(zhì)氣，也能與上述三種方法聯(lián)合使用達(dá)到分離檢測多種雜質(zhì)氣的目的。檢測器也能串聯(lián)、并聯(lián)使用，但需滿足串并的檢測器都使用同一種載氣。
以上技術(shù)大都對常規(guī)氣體的檢測，而對更多的特種高純氣應(yīng)采用特殊的技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)和國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，汽油中烯烴、芳烴和苯含量已成為汽油規(guī)格中重要的質(zhì)量指標(biāo)。因此測定汽油中的飽和烴、烯烴、芳烴和苯的體積分?jǐn)?shù)和質(zhì)量分?jǐn)?shù)對監(jiān)測有關(guān)煉油裝置的工藝狀況提供了重要的手段。對確定汽油的調(diào)和比例，了解不同汽油的質(zhì)量特性非常重要。
為了適應(yīng)發(fā)展和打破國外儀器廠商對該行業(yè)的壟斷，組織分析儀器行業(yè)專家和教授、以及在石油化工行業(yè)工作多年的高級工程師在GC-9310氣相色譜儀的基礎(chǔ)上二次研究開發(fā)了TZGC-9310-DW氣相色譜儀，專門用于汽油中的烴族組成分析，該儀器性能穩(wěn)定，分析結(jié)果精度高，操作簡單易于維護(hù)，分析時(shí)間較短更有利于生產(chǎn)控制。
適用范圍：
適用于測定汽油以及終餾點(diǎn)205℃以下的石油餾分中飽和烴、烯烴、芳烴和苯的含量；不適用于測定除苯以外的各烴族中單體組分含量。
含量測定范圍：
烯烴5%～65%（體積分?jǐn)?shù)）、芳烴5%～50%（體積分?jǐn)?shù)）、苯含量0.3%～50%（體積分?jǐn)?shù)）
醇和醚對測定結(jié)果的影響：
對含有醇和醚等含氧化合物組分的汽油樣品，醇和醚將隨特定的烴族出峰，應(yīng)對結(jié)果進(jìn)行校正。
工作原理：
該儀器利于不同極性色譜柱和專用的烯烴吸附阱對汽油樣品按族選擇性保留的特點(diǎn)，通過適當(dāng)?shù)闹y連接流程，實(shí)現(xiàn)對樣品的族組成分析。
當(dāng)汽油樣品經(jīng)汽化后經(jīng)過六通閥進(jìn)入極性分離柱，芳烴組分于飽和烴、烯烴組分在此柱中分離。當(dāng)飽和烴、烯烴經(jīng)過烯烴吸附阱時(shí)，此時(shí)烯烴吸附阱處于低溫吸附狀態(tài)，烯烴組分被選擇性保留，飽和烴則通過烯烴吸附阱，進(jìn)入檢測器檢測；待飽和烴組分流出后切換六通閥，使烯烴吸附阱脫離載氣流路，此時(shí)吸附阱溫度開始上升至脫附溫度，而芳烴中的苯由極性分離柱經(jīng)過平衡柱后進(jìn)入檢測器；為了縮短分析時(shí)間，使其它芳烴組分快速出峰，切換另外一只六通閥，則極性分離柱成反吹狀態(tài)，經(jīng)平衡柱進(jìn)入檢測器檢測；當(dāng)吸附阱溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，切換六通閥使烯烴吸附阱反吹狀態(tài)接入載氣流路，烯烴脫附并流入檢測器檢測，整個(gè)分析過程結(jié)束。
氣相色譜儀分析中,要求液體樣品的進(jìn)樣量較少，而且進(jìn)樣需要準(zhǔn)確、快速,并有較高的重現(xiàn)性。但在日常的氣相色譜儀分析中，特別是對于毛細(xì)管氣相色譜儀來說，液體樣品的進(jìn)樣常常會有一些問題產(chǎn)生。只有使用高效、可靠的進(jìn)樣系統(tǒng)才能解決這些問題。通常使用的液態(tài)樣品進(jìn)樣技術(shù)有四種：分流進(jìn)樣、不分流進(jìn)樣、柱頭進(jìn)樣、程序升溫進(jìn)樣。下面將主要介紹這幾種進(jìn)樣方式在分析液態(tài)樣品中的應(yīng)用。
分流進(jìn)樣。
分流進(jìn)樣，先將液體樣品注入氣相色譜儀進(jìn)樣器的加熱室中，加熱室迅速升溫使樣品瞬間蒸發(fā)；在大流速的載氣的吹掃下，樣品與載氣迅速混合，混合氣通過分流口時(shí)大部分的混合氣體被排出而少量的混合氣體進(jìn)入色譜，進(jìn)行分析。分流有兩個(gè)目的:一是減少載氣中樣品的含量使其符合毛細(xì)管色譜進(jìn)樣量的要求；二是可以使樣品以較窄的帶寬進(jìn)入色譜柱。但這種進(jìn)樣方式只有1-5%的樣品可以進(jìn)入色譜柱，不適合樣品中痕量組分的分析。當(dāng)使用火焰離子化檢測器（FID）時(shí)，分析的檢測限約為50ppm（w/w）。在進(jìn)樣過程中，進(jìn)樣針將樣品注入加熱室時(shí)，部分揮發(fā)性組分會損失掉，所以這種進(jìn)樣方式的分析重現(xiàn)性不高。分流模式進(jìn)樣適合分析揮發(fā)性物質(zhì)，在定量分析時(shí)待測化合物的沸點(diǎn)要求低于n-C20的沸點(diǎn)。分流模式進(jìn)樣不適合分析熱不穩(wěn)定性物質(zhì)。因?yàn)樵诩訜崾抑谐３l(fā)生待測物質(zhì)的分解反應(yīng)，尤其是使用玻璃纖維填料的襯管時(shí)。雖然分流進(jìn)樣方式有許多弊端，但是由于它操作簡便、適應(yīng)性強(qiáng),仍然是分析工作中最常使用的進(jìn)樣方式之一。
不分流進(jìn)樣。
不分流式進(jìn)樣和分流式進(jìn)樣需要的氣相色譜儀設(shè)備相似。樣品在導(dǎo)入加熱的襯管后迅速蒸發(fā)，這時(shí)關(guān)閉分流管將樣品導(dǎo)入色譜柱中。在20-60秒后開啟分流閥將加熱的襯管中的微量蒸汽排出。待測組分在較低的柱溫下由于溶劑效應(yīng)在色譜柱頂端再次富集，使樣品以較窄的帶寬進(jìn)行分離。理想的再富集是溶質(zhì)組分在色譜柱入口形成一層液膜。這種效果可以通過使用弱極性溶液作為溶劑來實(shí)現(xiàn)。對于極性較強(qiáng)的溶劑如甲醇，只能小體積進(jìn)樣（<2μl）。如果進(jìn)樣體積較大，樣品的峰形就會失真。類似的情況在分流進(jìn)樣模式中也會發(fā)生。因?yàn)闃悠沸枰诩訜崾抑蟹胖酶L的時(shí)間，所以不分流進(jìn)樣模式的熱分解效應(yīng)比分流進(jìn)樣模式更明顯。與分流進(jìn)樣模式相比不分流進(jìn)樣更適于用對痕量組分的分析。
柱頭進(jìn)樣。
氣相色譜儀柱頭進(jìn)樣是將液體樣品在不加熱的狀態(tài)下直接注入毛細(xì)管色譜柱內(nèi)，中間不經(jīng)過蒸發(fā)過程。在程序升溫的過程中溶質(zhì)的蒸汽壓不斷升高，這時(shí)開始分析。由于初始溫度低于溶劑的沸點(diǎn),避免了熱歧視效應(yīng)。對于揮發(fā)性組分，柱頭進(jìn)樣方式和不分流進(jìn)樣方式都采用溶劑效應(yīng)對溶質(zhì)實(shí)現(xiàn)再富集。通過在柱頭連接一段短的攔截預(yù)柱避免了色譜柱溢流造成的液體樣品譜帶展寬。柱頭進(jìn)樣能將分析樣品全部導(dǎo)入色譜柱中，這種技術(shù)適合于檢測樣品中的痕量組分和熱不穩(wěn)定性物質(zhì)。柱頭進(jìn)樣的種種特性明顯優(yōu)于分流進(jìn)樣和不分流進(jìn)樣方式。盡管柱頭進(jìn)樣有如此多的優(yōu)點(diǎn)但是由于技術(shù)和操作的特殊性這種進(jìn)樣方式還不能廣泛應(yīng)用于日常的分析工作中。
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