CN1035358A - 有机化合物的色谱分析方法及实现该方法用的装置 - Google Patents

Abstract

一种有机化合物色谱分析方法在于：将与表面电离检测器(9)密封连在一起的色谱柱(7)中被分析气体进行色谱分离，然后让被分析气体一分离混合物组分和辅助气体一起彼此单独地在一个方向上通过表面电离检测器(9)，随后再将它们在直接靠近表面电离检测器(9)热发射电极(11)的电离表面处进行混合，而且分离的混合物组分与辅助气体的混合是按一定量实现的，借以保证在其工作温度下检测器(9)热发射极(11)的表面电离系数不变。然后测量集电极(10)上的离子电流，并根据测量结果对被分析混合物各个组分进行定性和定量。

Description

本发明属于气体分析领域，更确切地说属于有机化合物的色谱分析方法及实现该方法用的装置。

此处推荐的发明，可以应用在化学工业、食品工业、化妆品工业，以及用以确定被分析的混合物中痕量的胺、联氨及它们的衍生物的分析目的。

所推荐的本发明还可以用来辨认有气味特性的物质，即当检测到由活的生物体分解出胺的时候，当由各种聚合物材料的析出气体中辨认出痕量的有毒胺的时候，当在微生物热解产物中辨认出有胺及其衍生物的时候，用来辨认有气味特性的物质。

目前为了检测含氮的有机化合物，广泛应用的气体色谱分析方法是和最灵敏的电离检测器相结合起来的，具体说来就是用电量检测器、光致电离检测器等结合在一起的。在其中的任何一种方法中，都同记录被分析的混合物成分的选择性和灵敏度有关。上述检测器中对含氮的有机化合物最灵敏的检测器是热电离检测器，其所具有的阈值灵敏度为10^-12～10^-13克/秒，此外它对于胺的化合物和氨并不具有选择性。

最为有效的检测胺、联氨及其衍生物的灵敏度最高的方法，是建立在分子从其表面上出现热解吸作用的过程中发生电离这一现象基础上的。

人们曾经确定，对于制做热发射极（ТермоЭМИТТеР）来说，最好的材料是氧化钨、氧化钼、氧化镍、氧化镍铬合金、氧化铼、氧化铱以及其它金属。

已知一种利用表面电离手段测定有机化合物的方法（参见苏联专利A，439747），其所包括的内容是在降低的压力下将被分析混合物的蒸汽提供给热发射极并在集电极（Ко ектор）上测量被解吸出来的离子流的大小。

但是人们知道，当有机物分子很热，发射极表面的氧化层相互作用时，会通过被分析化合物的分解产物而发生氧化物的还原，这样就会导致热发射极表面的催化及热发射特性的改变。其结果是使电离电流减小，或者导致被称之为热发射极“中毒”的现象。为了维持该表面的热发射特性不会改变，在供给被分析物质的同时，还必需供给辅助气体，例如氧气或者空气。在对大气中空气进行气体分析所利用的表面电离检测器中，这种条件是自动完成的。假如检测器是同色谱柱联结在一起使用的，那么为了使其正常工作，就必需将氧或空气供给检测器，所提供的辅助气体的多寡，应能保证在热发射极正常工作的温度下，其表面氧化的速度不低于有机化合物分解产物而使该表面氧化物还原的速度。

就其技术实质和所能达到的效果来说，与本申请最接近的是一种借助于表面电离检测器来测定有机化合物超痕量混合物的方法（参见苏联专利A，728067）。将由色谱柱中分解出来的混合物与辅助气体一起送给检测器，而且对于热发射极的工作温度及辅助气体量的选择，须能在保证被分析物质的表面电离系数不变的情况下对电离电流进行测量。

但在使用此方法提供气体时，被分析的混合物在由色谱柱中出来之后予先就和辅助气体混合，然后才供给热发射极的电离表面。而为了进行混合必须提供一部分附加的气体，从而使分解出来的混合物局部性地多次反复混合，于是就使按照该方法测定被记录到的成分的精度下降。除此而外，在采用色谱分析使用的气体载体速度下，由于被分析物质的一部分会在通往检测器的输送通道壁上被吸附，从而导致色谱峰值强度的下降以及临界分析灵敏度的相应降低。

已知的一些有机化合物用的检测器，都是根据在被加热的固体表面上有机化合物发生电离的原理而工作的，它们是一些二极管，其阴极用作集电极，而阳极则作为正离子的发射极。这种表面电离检测器的电离效率以及相应的灵敏度，即取决于其制作的几何形状（具体说来就是集电极和发射极的轮廓以及它们的相互位置），又取决于制做发射极的材料。检测器的电离效率E是由下式决定的：E＝ξβ，其中ξ表示物质的利用率，它取决于检测器的结构，而且等于供给发射极表面的分析物质分子的数量与经过检测器的分析物质分子总数量之比。而β为电离粒子的表面电离系数，它等于解吸下来的离子数与送给发射极表面的被分析分子数之比，而且与发射极的热发射和催化特性有关。

已知一种气相色谱用的检测器（参见苏联专利A，179509），它包括位于机壳内的作为集电极用的阴极，机壳内同轴布置的有做成圆柱形的用作发射极用的加热阳极，以及送进及引出分析气体的连接管。阳极的端面安置在与引入分析气体的通道相对的地方，而且与阴极的端面平行，以便与该端面构成一个平行平面的间隙。

在这种结构的检测器中，检测器的工作能力和特性，在很大程度上取决于检测器的线性尺寸以及各结构元件之间的比例，而尤其取决于阴极和阳极之间间隙的大小。其最佳比例应当通过实验的途径进行选择。

除此而外，在这种结构中完全排除了向检测器单独提供辅助气体和分析气体的可能性，从而导致检测器特性的恶化。

已知一种气相色谱装置（PCT申请86/06836），是由表面电离检测器和火焰电离检测器结合在一起的。

此装置包括一个电离室，它经过一个供给分析气体用的并以石英喷嘴为终端的装置与色谱柱相连。在电离室中装有二处在喷咀对面的加热电极（热发射极）;装在喷咀上的喷射电极;围绕加热电极（热发射极）并直接靠近喷射电极的圆柱形电极（集电极），以及相应的电源。此外在电离室中还有供给氧气或空气用的孔，而供给分析气体用的装置是经过锁闭活门与氧或空气源及氢气源相连的。

此装置的不足之处列举如下：

检测器的工作体积太大，而且从原则上看是不能减小的：尽管在使用表面电离检测器进行工作时热发射极应当尽可能靠近喷射电极，但在利用火焰电离检测器进行工作时，热发射极应当处在火焰的边界范围之外。因而在此结构中选择了折衷的解决方案，其中在表面电离检测的工作状态时未能实现具有最高灵敏度工作的最佳比例。在这种装置中，被分解混合物的成分与氧化（辅助）气体的予先混合，在到达热发射极的电离表面之前要在电离室中经过一定的路程。这将导致混合物的各种成分的重复混合，从而降低分析的精度。

除此而外，由于该装置中电离室的工作体积相对说来比较大，所以不能够将它与毛细管微柱（Мцкроко

онка）一起使用。因而这种装置不可能用来与微柱一起工作，因为后者既要求体积小，同时又要求灵敏度高。

就技术实质和所能达到的结果来看最为接近的是一种分析有机化合物用的装置（参见Зандьерг З.Я.，Каmенев А、Г.，Па ееВ В、N.，Расу

ев у、х、所著“胺及其衍生物用的高灵敏度检测器”一文，《分析化学》杂志，第35卷，第6期，P、1188，1980），其中的表面电离检测器是经过过渡连接管与色谱柱的输出端相连的。此表面电离检测器包括一个机壳，其中装有圆柱形的集电极以及与其同轴配置的由氧化钼丝绕成螺旋形的灼热的热发射极，馈电输入端就接在该氧化钼丝之上;机壳中还包括一些送进及引出分析气体用的连接管。检测器各结构元件的相互位置及其大小比例，能够保证被研究物质流产生涡流运动。此装置的附加优点还有：能够减小气体的体积;使物质消耗大大降低;使沿着热发射极螺旋线长度的温度分布改善，从而改善电离条件。

但这种已有装置无法保证分析有机化合物以足够的精度和灵敏度，因为不可能单独地将辅助气体和被分析混合物的分离组分分别供给检测器。辅助气体与分析气体的混合，是发生在过渡连接管和送入辅助气体用连接管之间的空间内的。在此空间内，于进入检测器之前便发生混合物中不同成分的局部混合，从而使分析的精度和灵敏度降低。

作为本发明基础提出来的任务是要建立一种分析有机化合物的色谱分析方法及实现该方法用的装置，其中是靠按一定方式提供出被分析的气体以及辅助气体，并从结构上完成此装置及布局，以便保证分析气体混合物中的有机化合物有更高的精度和灵敏度。

本发明的目的是要建立一种有机化合物色谱分析方法及实现该方法用的装置，借以保证在分析该气体混合物中的有机化合物时有更高的精度和灵敏度。

所提出的任务是这样解决的：在有机化合物的色谱分析方法中，是使处在表面电离检测器密封连在一起的色谱柱中的被分析气体混合物发生分离，然后将分析气体的分离后的混合物组分与辅助气体混合，使它们通过表面电离检测器，而且实现上述分离后混合物组分与辅助气体的混合时应按照所需要的量进行，以便保证表面电离检测器在其工作温度下热发射极的表面电离系数不变，然后对表面电离检测器集电极上的离子电流进行测量，并根据测量结果评定分析气体混合物中单个组分的存在与否及其量的多少;根据本发明，让被分析气体的分离混合物组分和辅助气体通过表面电离检测器是在同一个方向上彼此独立地进行的，而被分析气体的分离混合物组分与辅助气体的混合，是在直接邻近表面电离检测器中热发射极的电离表面处实现的。

在这种色谱分析有机化合物的方法中，被分析的混合物的分离是直接在电离表面附近完成的，因而可以达到色谱柱的临界分辨率，由此可以提高分析精度。

这种经过表面电离检测的提供辅助气体的方式，能够保证下述条件，即集电极的温度比分子降解的温度低。使降解度减小，就能提高分析灵敏度。

所提出来的任务同时又是这样解决的：这种实现有机化合物色谱分析方法用的装置，它包括与表面电离检测器的外壳密封在一起的色谱柱，在此表面电离检测器中，有同轴布置的集电极和带有馈电线的热发射极，此时在表面电离检测器的外壳内还有提供辅助气体用的装置和送出被处理过气体用的装置。按照本发明，热发射极就是在其外侧的非工作表面上绕有加热元件的杯形物，而集电极则做成中空圆柱体的形式，并相对热发射极的内电离表面按一定间隙安置;在这种情况下，色谱柱的输出部分沿着集电极的整个长度方向位于该集电极内，而且其端部直接邻近热发射极的电离表面;而提供辅助气体用的装置位于机壳上，处在将色谱柱的输出部分引入表面电离检测器机壳的位置以上。

除此而外，所提出的任务还可以这样解决：这种实现有机化合物色谱分析方法用的装置，它包括与表面电离检测器的外壳密封在一起的色谱柱，在此表面电离检测器中，有同轴布置的集电极和带馈电线的热发射极，此时在表面电离检测器的外壳内还有提供辅助气体用的装置和送出被处理过气体用的装置。按照本发明，热发射极做成中空园柱体形式，其外侧非工作表面上绕有加热元件，而集电极则做成棒形，穿过绝缘体固定在表面电离检测器的外壳上，而且几乎沿着热发射极的整个长度相对具内电离表面留有间隙;在这种情况下，色谱柱输出部分的端部，是装在将集电极固定于表面电离检测器外壳上相反的那一端，与该集电极同轴并邻近集电极端面及热发射极电离表面的地方;而提供辅助气体用的装置，是从安置色谱柱的一方装在表面电离检测器外壳壁上的，以便保证提供辅助气体是在靠近热发射极电离表面的地方。

热发射极由高熔点金属制做比较有利，而其电离表面要额外地镀上一层氧化钨。

按照这种结构制做的热发射极和集电极以及色谱柱在所建议的装置中的如此布局，能够保证实现该分析方法的最佳条件，从而也就能提高分析的灵敏度和精度。

随后本发明将通过实施例引用附图来加以说明，其中：

图1表示本发明所述分析装置的原理图，用以说明对有机化合物进行色谱分析的方法;

图2为根据本发明实现有机化合物色谱分析用的装置的实施例;

图3为图2所示分析装置工作时获得的色谱图;

图4为根据本发明实现有机化合物色谱分析用的装置的第二个实施例。

对有机化合物进行色谱分析的方法如下：

按照选好类型的色谱柱，采用建议给定的载气及载气流速。接通色谱柱2的恒温箱2进行加热（图1）。在设定恒温箱1中的工作温度之后，通过向加热元件的馈电线供电的手段接通热发射极3的加热。确定热发射极3的工作温度，并向该热发射极提供能排斥离子及从热发射极3的电离表面上向集电极解吸的电位。被分析气体的混合物将在色谱柱2中发生分解。被分析气体分解后的混合物成分和辅助气体一起，彼此相互独立地沿着一个方向通过表面电离检测器。随后被分析气体分离后的混合物组分将在直接邻近热发射极3的电离表面（约1毫米）处与辅助气体混合。分离后混合物组分是按照所需要的量与辅助气体实现混合的，以便保证热发射极3的表面电离系数不变，并且在选定的工作温度下保证表面电离检测器的电离效率不变。辅助气体量与被分析混合物成分量之间必要的比例关系，是按下述方式进行选择的：

向色谱柱2的输入端6^＊提供标准量的分析用混合物。分离后的混合物组分将从色谱柱2的输出端送到热发射极3的电离表面上，而与此同时向同一电离表面上输送辅助气体。辅助气体会使热发射极3电离表面的性质稳定。由该电离表面上蒸发出来的离子，在落到集电

＊原文中将5和6的编号弄颠倒了-译注极4上之后被静电计5所记录。在自动记录仪上随时记录到离子电流变化，也就是通过表面电离方法得到电离混合物成分的色谱图。在选定气体载体消耗量的条件下，为了选择供应气体流的最佳比例，需要对于连续变化的一系列辅助气体的供应速度记录下标准量混合物的色谱图。对于同样一个供应气体通道的截面来说，气流的速度单值性地表征所通过气体的量。从对上述各色谱图的对比中就能选出所需要的供应辅助气体速度，以便保证相对于每种个别的混合物成分能有最大的强度和最佳的分辨率。在最佳分析条件选定之后，便能进行被分析混合物的色谱分析。向色谱柱2的输入端6提供一定剂量的被分析混合物并记录表面电离检测器的离子电流变化。根据所记录的每个色谱峰值及其面积的大小，就可进行被分析物质的定性和定量。在按照上述方法让被分析的混合物和辅助气体通过表面电离检测器时，混合物的色谱分离是在电离表面附近完成的，在这里将会发生混合物个别组分与辅助气体的混合。由于不存在个别混合物成分之间局部性地过量混合问题，于是使色谱柱2达到临界分辨率，从而可使分析精度提高。从另一方面来看，人们已经知道，为了提高表面电离检测器的电离效率，集电极4应当尽可能放在靠近热发射极3的地方，因此一部分被分析物分子在同集电极4的加热表面接触时会发生分解。分解后的产物在从集电极4上蒸发之后，落在热发射极3的表面上时，通过表面电离可能失去在热发射极3上发生电离的能力。

在被分析气体的分离混合物组分和辅助气体一起在同一方向上彼此独立地通过表面电离检测器时，通过选择辅助气体的供给速度和温度，可以保证以下条件，即集电极4的温度变得比分子分解的温度低。使分解度减小，就能提高分析的灵敏度。辅助气体沿着集电极4通过而被热分解，而且在同热发射极3的电离表面接触时不会对其温度产生不稳定的影响，甚至在必要的很宽的变化范围内（15-150毫升/分）调节气体流量时也是如此。除此而外，通过对辅助气体供给速度进行选择，可以调节混合物组分沿着表面电离检测器通过的速度，从而就能消除被分析混合物的分离组分在表面电离检测器中彼此发生局部混合的可能性，而且就能通过在表面电离检测器中选择必要的气体运动动力学的方法为每种成分与辅助气体的有效混合创立条件。

因此，所建议采用的这种解决方案，能够在色谱柱2中保持混合物的足够分辨本领，这样就能在表面电离检测器中保证物质最高的利用系数。

下面我们将描述实施上面推荐的有机化合物色谱分析方法所用装置的实施例。

按照本发明提供的实现有机化合物色谱分析方法用的装置，它包括与表面电离检测器9的外壳8密封相联在一起的色谱柱7（图2）。在表面电离检测器9的外壳8中，同轴设置的有集电极10和带馈电线12的热发射极11。热发射极11就是一个杯形物，在其外侧的非工作表面上绕有加热元件13并与其绝缘。热发射极11固定在外壳8的一个端面（陶瓷的）14上，而且经过该端面14将控制热发射极11温度的热电偶15悬在热发射极11杯形物的底部。外壳的另一端是过渡连接管16，集电极10就是从安置热发射极11的一方经过绝缘衬管固定在连接管10内的。该集电极10做成中空园柱体的形式，并相对热发射极11的内电离表面保持一段间隙“a”。色谱柱7的输出部分17就是通过连接管16的另一端插入表面电离检测器9内腔的。为了实现色谱柱7与检测器9之间的密封连接，连接管16内还配备有密封垫18。色谱柱7的输出部分17是沿着连接管16及集电极10内腔的整个长度通过该连接管16及集电极10内腔的，而色谱柱7的输出部分17的端部则直接位于邻近热发射极11电离表面的端面部分。在连接管16内高出色谱柱7输出部分17插入部位的地方装有提供辅助气体用的装置19，而送出被处理过气体用的装置20则装在表面电离检测器9外壳8的侧壁上。除此而外，集电极10与经过绝缘垫固定在外壳8上的静电计输出端21相连。色谱柱7装在恒温箱22中，而表面电离检测器安置在恒温箱22之上。但另一种可能性方案是将检测器9同样放在恒温室22内（使该装置处在绝热工作状态）。

本装置的工作按以下方式实现：

向色谱柱7的输入端间歇式地提供气体载气流中的被分析的气体混合物。处在色谱柱7中的混合物，由于一些混合物组分各自在色谱柱中的移动速度不同而被分离成若干组分。由色谱柱7的输出部分17一端送出来的被分析混合物组分，将落在热发射极11的电离表面上，被分析混合物组分的一部分会在热发射极11上发生电离，而且解吸下来的离子会落到集电极10上。离子电流则经过静电计输出端21供给记录仪，并以电脉冲的形式记录出来，而且每个脉冲都对应于被分析混合物的各个组分。

作为制做热发射极的材料，可以利用高熔点金属。在本装置中用的是氧化钼，它具有足够高的电子逸出功φ（eφ＝6.2～6.5电子伏特，其中e为电子的电量），而且在工作温度T＜700°K时在空气气氛中具有较长的工作寿命（10³-10⁴小时）。为使热发射极11电离表面的性能稳定，需要将在色谱柱7输出部分17和集电极11内腔之间的间隔中引入的辅助气体（氧气或者空气）通向热发射极11的电离表面，而与色谱柱7输出部分17终端流出的分子流大小无关。构成空气的气体（氧、氮、二氧化碳等等）的分子以及惰性气体的原子具有很高的电离电位（V＞7～10电子伏特），因而对于所有这些气体来说，关系式（φ-V）＜＜KT是成立的，其中K为玻尔兹曼常数;T为热发射极11的表面温度。所以对于这类分子和原子来说，按照沙哈-朗格缪勒方程α₊＝ (V⁺)/(V₀) ＝Aexp (φ-V)/(KT) ，由离子状态蒸发出来的粒子流V⁺与以中性状态蒸发出来的粒子流V°之比确定的表面电离度α₊等于零。也就是说在色谱柱7的输出部分17终端上出现带有小电离电位V物质的分子和原子团之前，集电极10上是不存在电离电流的。当在色谱柱7输出部分17的终端上通过表面电离的方法使有机化合物（胺、联氨及其衍生物，萜烯以及一系列其它化合物）出现并使其落在热发射极11的电离表面上时，由该电极表面上将析出正离子，并且在经输入端23向热发射极11提供的（200-300）伏正电势的作用下，此解吸出来的正离子将射向集电极10。被处理过的气体是由表面电离检测器9出来，通过专用于输出被处理过气体的装置20送出来的。对辅助气体供应速度及载气的速度进行调节，改变载气的类型，都可能导致热发射极11电离表面温度的改变。因此对于进行分析的确定条件来说，必须对加热器13的供电功率加以选择，以保证温度不变。热电偶15的存在，能够对各种分析条件下给定的工作温度进行检查，从而就能以高重复性进行分析。

现在来研究实现有机化合物色谱分析方法的具体实施例。作为被分析的混合物，我们使用的是三乙胺与己癸烷的混合物。己癸烷的分子在热发射极11的表面上不能够形成离子，因此在色谱图中失掉一个与三乙胺对应的峰值（图30）。在色谱柱7的输入端加进1微升的溶液，其中包含1×10^-8克的三乙胺。热发射极11表面的温度为640°K。在热发射极11上接入+200伏的正电势，在色谱柱7中氦气载气供给的速度为5毫升/分。在图3a中给出了实现本申请所述分析方法用的装置由记录仪中得到的三乙胺的形状和幅度。

将辅助气体以及被分析气体分离的混合物组分彼此独立地在同一方向上通入表面电离检测器9并使被分析气体分离的混合物组分与辅助气体（空气）在直接邻近热发射极11的电离表面处混合的结果，就能增大色谱峰值的幅度以及合起来记录到的离子流，而检测器的时间常数将会减小。

为进行比较，在图3b中提出了在同一试验条件下同一混合物的色谱图，只不过辅助气体和被分析混合物组分的混合是在T形接头的表面电离检测器的输入端。

现在再来研究实现有机化合物色谱分析所用装置的另一种实施例。

为了不使表面电离检测器中的已到达色谱柱中的混合物的分离出现明显的下降，必须使检测器的体积不得超过色谱柱输出端由被分析的混合物组分所占据的体积。与此相联便提出了要在保持其高的电离效率的同时，减少表面电离检测器的工作体积的任务。在采用毛细管色谱柱时，这特别现实。减小检测器的体积同时可以导致其时间常数的减小，而这对于提高被分离的混合物组分的记录精度来说特别重要。所有这一切都是在图4所示的结构装置中达到的。

按照本发明所提供的装置，它包括一个表面电离检测器24，它的外壳是与色谱柱26密封相连的。在表面电离检测器24外壳25的两个端壁上，从内部装上两块陶瓷平板27和28，在两者之间与外壳同轴安装有热发射极29。此热发射极29做成圆柱形衬管的形式，在其外侧的表面上有与馈电线31相连的加热元件30，而馈电线31则经过绝缘衬管引到表面电离检测器24的外壳25之外。加热元件30是和热发射极29电绝缘的。

在热发射极29的内腔中，与其同轴并相对热发射极29的内电离表面留有间隙地安装有集电极32，做成棒形并经过绝缘体33固定在表面电离检测器24外壳25的端壁上。此外在热发射极29上还做了一些孔34，以便将处理过的气体送出去。经过与插进集电极32一端相对的另一端的外壳25的端壁，将色谱柱26的输出部分35与集电极32同轴插入并相对外壳25内壁留有间隙;色谱柱26的输出部分35的端面是在邻近热发射极29之内，并相对色谱柱26输出部分35的一端留有间隙。在表面电离检测器24外壳25的这同一端装有提供辅助气体用的装置36，而且辅助气体是向色谱柱26的输出部分35和外壳25端壁之间的间隙中提供的，其结果就能保证辅助气体和被分析的混合物组分彼此独立地在一个方向上供给，并使其在直接靠近热发射极29的电离表面附近混合。接在热发射极29上的有向其提供正电位的电源线37。在表面电离检测器24外壳25的侧壁上装有供送出被处理过气体用的装置38，被处理过的气体就是经过孔34由它送出热发射极29内腔外的。

本装置的工作原理与图2所示的装置的工作原理类似。

在所列举的这两种装置的实施例中，热发射极11和29（图2和图4）都是由耐高温金属制作的，例如氧化钼。

但当温度高于700°K时，在由钼制作的热发射极11，29的电离表面上将会产生氧化钼的针状结晶，从而导致该装置工作的不稳定性以及随后报废。这种装置所能达到的最高电离效率为E≈2×10^-2（当为三乙胺时）。如将热发射极11和29的工作温度限定在T≤700°K时，则不可能利用该装置来分析一系列能够从氧化钼的表面上蒸发出离子形式的有机化合物和金属有机化合物。为了使该装置能够在高于700°K的温度下进行工作，对由钼制作的热发射极11，29的电离表面，应当额外增加一层氧化钨，以便热发射极11，29加热到1000°K发生烧结时以下的广泛的温度范围内，在空气或氧气中氧化过程中防止产生针状结晶。

采用由高熔点金属制作的热发射极11，29并在其电离表面镀一层氧化钨，硅将检测的灵敏度提高一个数量级，并改善分析结果的重复性，可以增大热发射极的工作温度范围，从而可以扩大被分析物质的范围。

因此，本发明提出来的有机化合物色谱分析方法和装置能够作到以下几点：能将检测的惰性减少2～3倍，相应地将分析精度也提高2～3倍;通过消除辅助气体流对检测的热发射极电离表面温度的不稳定影响，而将该装置的工作稳定性提高;能使表面电离检测器工作区域的有效体积减小，通过将热发射极布置在集电极之外而简化对热发射极温度的控制;使该装置的制造和装配工艺提高;能够在高速提供载体的条件下进行分析。

Claims (4)

1、一种利用色谱法分析有机化合物的方法在于：将与表面电离检测器(9，24)密封在一起的色谱柱(2，7，26)中的被分析气体混合物进行色谱分离，然后将被分析气体分离了的混合物组分与辅助气体混合并使其通过表面电离检测器(9，24)，而且被分离的混合物组分8辅助气体实现混合要按一定的量，以便保证在其工作温度下表面电离检测器(9，24)中热发射极(3，11，29)的表面电离系数保持不变，然后对表面电离检测器(9，24)集电极(4，10，32)上的离子电流进行测量，并根据测量结果对被分析气体混合物中各个组分进行定性和定量，其特征在于：被分析气体的分离混合物组分和辅助气体是彼此单独地在一个方向上通过表面电离检测器(9，24)的，而被分析气体的分离混合物组分与辅助气体的混合，是在直接邻近表面电离检测器(9，24)热发射极(3，11，29)的电离表面处实现的。

2、一种按照权利要求1实现有机化合物色谱分析方法用的装置，它包括与表面电离检测器（9）的外壳（8）密封连在一起的色谱柱（7），在表面电离检测器（9）中，同轴安置的有集电极（10）和带馈电线（12）的热发射极（11），在这种情况下，表面电离检测器（9）的外壳（8）上还设置有供给辅助气体和送出被处理过气体用的装置（19，20），其特征在于：热发射极就是一个在其外侧的非工作表面上绕有加热元件（13）的杯形物，而集电极（10）则做成中空圆柱体的形式，并相对于热发射极（11）的内电离表面留有间隙，在这种情况下，色谱柱（7）的输出部分（17）是沿着集电极（10）的整个长度位于集电极（10）的内部的，而且其端面是位于直接邻近热发射极（11）电离表面的地方;而供给辅助气体用的装置（19），则位于外壳（8）上处在高出色谱柱（7）的输出部分（17）插入表面电离检测器（9）外壳（8）的地方。

3、一种按照权利要求1实现有机化合物色谱分析方法用的装置，它包括与表面电离检测器（24）的外壳（25）密封连在一起的色谱柱（26），在表面电离检测器（24）中，同轴安置的有集电极（32）和带馈电线（31）的热发射极（29），在这种情况下，表面电离检测器（24）外壳（25）上还设置有供给辅助气体和送出被处理过气体用的装置（36，38），其特征在于：热发射极（29）做成中空圆柱体的形式，在其外侧的非工作表面上绕有加热元件（30），而集电极（32）则做成棒状，经过绝缘体（33）固定在表面电离检测器（24）的外壳（25）上，并在几乎沿着热发射极（29）的整个长度上相对于热发射极（29）的内电离表面留有间隙，这时从将集电极（32）固定在表面电离检测器（24）外壳（25）一端相反的一方，与其同轴并在靠近热发射极（29）电离表面及集电极（32）端面的地方安装色谱柱（26）输出部分（35）的一端;而供给辅助气体用的装置（36）则从安装色谱柱（26）的一方安装在表面电离检测器（24）的外壳（25）壁上，以便保证辅助气体的供给是在靠近热发射极（29）的电离表面附近。

4、一种按照权利要求2，3实现有机化合物分析方法的装置，其特征在于：热发射极（11，29）是由高熔点金属制做的，而其电离表面额外地镀有一层氧化钨。

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