(1)提出問題 NPD對含氮、磷的化合物具有高選擇性,同時具有高靈敏度的特性,被廣泛地應用于含氮、磷化合物的檢測分析。而NPD是目前唯一一個可以高選擇性和高靈敏度檢測含氮化合物的檢測器,因此其又多用于含氮化合物的分析。
但是,在NPD的使用過程中會出現(xiàn)選擇性變低、靈敏度下降的現(xiàn)象,此時NPD對于分析目標物的響應信號變低,影響分析的正常進行。那么,NPD選擇性變低、靈敏度下降的主要原因有哪些?應當如何進行排除?
(2)分析原因 NPD選擇性變低、靈敏度下降的主要原因,包括進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、檢測器等部分。
①進樣系統(tǒng) 包括進樣口襯管、硅膠隔墊是否被污染、老化等原因需要更換;
②分離系統(tǒng) 包括色譜柱是否被污染等;
③氣路系統(tǒng) 包括載氣、氫氣、空氣等氣體流速是否正常,氫氣與空氣的170l氣相色譜百問精編比例是否合適等;
④檢測器 包括檢測器是否設置正確,銣珠外形是否正常、電壓是否正確,點火是否正常,噴嘴是否堵塞,收集極、絕熱體等部分是否正常,尾吹氣設置是否正確等。
(3)解決方案當出現(xiàn)NPD選擇性變低、靈敏度下降的現(xiàn)象時,應以進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、檢測器為主要檢查對象,逐步排查可能存在的問題。
①進樣系統(tǒng)檢查 確認襯管(石英棉)沒有與被檢測樣品產(chǎn)生吸附作用,影響檢測樣品的出峰,這尤其是在使用NPD分析含磷化合物的時候更容易出現(xiàn)。檢查襯管(石英棉)、硅膠隔墊有沒有被污染,可進行清潔或更換。
②分離系統(tǒng)檢查 確認色譜柱有無被污染等原因造成柱效低、柱流失大,此時需老化、平衡處理或直接更換色譜柱。
③氣路系統(tǒng)檢查 確認所有氣路無泄漏等情況,尤其是檢測器與色譜柱的連接處。檢查確認氫氣流量設置正確,通常NPD最大氫氣流量不超過l0mL/min,而氫氣最大變化0.1mL就可能對靈敏度和選擇性產(chǎn)生很大影響。因此,在NPD的使用過程中應該注意調(diào)節(jié)合適的氫氣流量以達到較好的選擇性和靈敏度。
④檢測器檢查 確認NPD的各路連接正常,包括色譜柱與NPD檢測器連接端無過長或過短情況。檢查確認NPD檢測器溫度、氣體流速、尾吹氣等設置正確。檢查確認NPD檢測器銣珠電壓設置正確,點火正常。檢查確認噴嘴無堵塞,收集極、絕熱體等部分正常。
(4)案例分析 一臺配備NPD的氣相色譜儀,該NPD的銣珠使用約3年,連續(xù)使用壽命約800h。在一次樣品分析中,發(fā)現(xiàn)儀器輸出信號逐漸降低,目標物進入到檢測器以后選擇性變低、靈敏度變差,增加激發(fā)電壓后有所好轉,此時激發(fā)電壓已經(jīng)較高。但隨著時間的延長,信號又逐漸降低,檢測器再次出現(xiàn)選擇性變低、靈敏度變差的現(xiàn)象,此時調(diào)整激發(fā)電壓已經(jīng)達到檢測器的最大值,但是選擇性仍然較低,儀器已經(jīng)不能滿足正常檢測的需要。
首先,檢查并更換進樣口硅膠墊和襯管,檢測器選擇性仍然較低,故障依舊。
其次,色譜柱失效會使色譜儀的靈敏度大幅度下降,對目標物選擇性變低??紤]到色譜柱的類型與正常檢測無差異,且該色譜柱分析樣品較少,經(jīng)過在進樣口端和檢測器端重新安裝色譜柱,并對色譜柱進行老化以后,檢測器選擇性仍然很低,故障依舊。
再次,檢查載氣(氮氣),氣源的氣壓維持在5MPa以上,氫氣和空氣均使用氣體發(fā)生器,經(jīng)檢查氣體發(fā)生器工作正常,而排除氣體壓力不足因素的影響。檢查載氣、氫氣、空氣等氣路是否存在泄漏等情況,先檢查氣路連接是否正常,使用檢漏液(最好是十二烷基磺酸鈉溶液)逐個接頭檢漏,未發(fā)現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。
然后檢查氫氣與空氣比例是否合適,在正常點火時適當調(diào)整氫氣和空氣比例,觀察檢測器信號,發(fā)現(xiàn)故障依舊。檢查氣路流量設置是否正確,考慮到故障出現(xiàn)以前沒有進行變動,初步排除氣路的影響。
NPD通常需要設置的參數(shù)包括溫度、各氣體流量、激發(fā)電壓等。本次故障中NPD已經(jīng)排除氣路等問題,發(fā)現(xiàn)檢測器故障依舊,初步認定故障的問題出現(xiàn)在檢測器部分。檢查檢測器溫度:氫氣、空氣、尾吹器的設置,發(fā)現(xiàn)設置均正確。檢查并重新連接檢測器和色譜柱,檢查檢測器收集極等接口有無松動,均正常。
最后,懷疑檢測器銣珠由于使用時間較長,并且南方天氣潮濕,銣珠退化造成儀器選擇性變低。拆開檢測器,發(fā)現(xiàn)銣珠呈灰白色,外觀與新的銣珠對比僅顏色從黑色變?yōu)榛野咨?,而肉眼觀察不出其他的明顯變化。更換新的銣珠,按照正常的老化程序對新銣珠進行老化以后,儀器恢復正常。
分析認為,NPD的性能主要由溫度、氫氣流量和銣珠所施電壓決定,因此,在使用過程中通常通過調(diào)節(jié)相應的設置使儀器達到最佳條件。但是NPD銣珠的壽命不是無限的,在一般使用條件下,壽命可保證2年以上。因此,在使用過程中應當注意銣珠的維護和保養(yǎng),盡可能地延長銣珠的使用壽命。