[發明專利]一種基于碳原子發射光譜測定含碳化合物的氣相色譜檢測方法

有效

• 申請號: 201210344012.7
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN102866224A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 侯賢燈;韓丙軍;吳鵬;蔣小明;鄭成斌
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N30/88
• 分類號: G01N30/88
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 肖友發

技術領域

本發明屬于分析化學中氣相色譜檢測新技術，涉及一種對碳元素具有高選擇性的氣相色譜檢測方法。?

背景技術

在氣相色譜儀中，檢測器是檢測方法的重要組成部件。目前，已知的氣相色譜檢測器幾十種，其中最常見的包括熱導檢測器（TCD）、氫火焰離子化檢測器（FID）、氮磷檢測器（NPD）、電子捕獲檢測器（ECD）、火焰光度檢測器（FPD）等。這些檢測器因為其不同檢測原理而被用作不同的氣相色譜檢測方法。TCD基于不同分析組分與載氣有不同的熱導率的原理，是一種通用的非破壞性濃度型檢測器，理論上可應用于任何組分的檢測，但靈敏度較低；FID基于檢測目標物在氫焰中離子化，生成的離子在電場作用下移動形成離子流而被檢測，其檢測目標為可燃燒的有機物，但對于二氧化碳等不能燃燒的目標物則無響應；NPD用于測定含氮和含磷的有機化合物，ECD用于分析鹵素化合物、多環芳烴等一些電負性大的化合物，FPD主要用于測定含硫、含磷化合物。目前，尚未有對碳元素具有選擇性的氣相色譜檢測方法報道。?

介質阻擋放電（Dielectric?Barrier?Discharge，DBD）是有絕緣介質插入放電空間的一種非平衡態氣體放電。DBD有很多優點，包括工作溫度低、能耗小、裝置結構簡單、可在大氣壓下工作等。目前，DBD在工業上廣泛用于表面改性和污染物處理等。在分析化學中，DBD已被用作原子化器和離子源。如，Miclea等人將DBD作為原子化器，用于激光原子吸收光譜中（Miclea,?M.;?Kunze,?K.;?Musa,?G.;?Franzke,?J.;?Niemax,?K.?Spectrochim.?Acta?Part?B,?2001,?56,?37-43）；專利（ZL-200510086518.2）設計了一種基于DBD的原子化器，可用于能產生氫化物的砷、硒、錫、銻等元素的原子化；專利（ZL-200610011548.1）設計了一種基于DBD的化學離子化方法和質譜離子源，可與質譜檢測器聯用用于有機物檢測。DBD用作氣相色譜的檢測方法在文獻中也有報道，Kunze等人將基于DBD的激光原子吸收光譜儀用作氣相色譜檢測器，用于含鹵素的氣體分析物的檢測（Kunze,?K.;?Miclea,?M.;?Franzke,?J.;?Niemax,?K.?Spectrochim.?Acta?Part?B,?2003,?58,?1435-1443）；Li等人發現DBD能夠激發鹵代烴的分子發射光譜，并將其用作氣相色譜的檢測器檢測鹵代烴（Li,?W.;?Zheng,?C.;?Fan,?G.;?Tang,?L.;?Xu,?K.;?Lv,?Y.;?Hou,?X.?Anal.?Chem.?2011,?83,?5050-5055）。DBD裝置作為原子化器僅用于易原子化的元素，如汞、砷、硒、錫、銻等元素；對于有機物則只能激發其能量需求較低的分子發射光譜，如鹵代烴；目前未有將DBD用于激發碳元素原子發射光譜的報道。?

發明目的?

本發明的目的是采用加熱輔助的DBD等離子體激發碳原子發射光譜，并將其發展成為對碳具有高選擇性、高穩定性和高靈敏度的氣相色譜檢測方法，用于含碳化合物的氣相色譜檢測。?

技術方案?

本發明以DBD裝置作為含碳化合物中碳元素的原子化器和激發源，以電荷耦合器件作為碳原子發射光譜的檢測器，在DBD裝置的石英管上安裝加熱控溫設備，以含碳化合物作為檢測物，選擇193.0?nm碳的特定原子發射線進行定量檢測，其檢測步驟為：?

（1）樣品從氣相色譜儀進樣口進入，經分離后從放電氣體進口進入到DBD裝置中；?

（2）DBD裝置內外電極電壓控制在1.84?~?3.25?kV；?

（3）放電氣體氬氣經放電氣體口以300?~?900?mL?min^-1進入；?

（4）通過控制電加熱絲的電壓，控制DBD裝置溫度為25?~?300?℃；?

（5）樣品進入加熱的DBD裝置后，在DBD等離子體中原子化產生碳元素的自由原子；?

（6）碳元素的自由原子經DBD等離子體激發，產生碳元素的193.0?nm的特征原子發射譜線，經電荷耦合器件檢測，實現含碳化合物的定量分析。?

本發明所述的基于DBD的氣相色譜檢測器，其結構由DBD等離子體激發裝置、加熱控溫裝置、光學檢測裝置構成。如圖1所示，DBD等離子體激發裝置采用空心石英管作為絕緣介質，在石英管外面纏繞銅絲作為外電極，內部插入銅絲作為內電極，通入氬氣作為放電氣體，使用變壓器調節內外電極的電壓，控制等離子體激發的能力。?