JPH0522866B2 - - Google Patents

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JPH0522866B2
JPH0522866B2 JP59065427A JP6542784A JPH0522866B2 JP H0522866 B2 JPH0522866 B2 JP H0522866B2 JP 59065427 A JP59065427 A JP 59065427A JP 6542784 A JP6542784 A JP 6542784A JP H0522866 B2 JPH0522866 B2 JP H0522866B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
thermal ionization
present
ionization detector
detector
Prior art date
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Application number
JP59065427A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS60209166A (en
Inventor
Hirozo Arimoto
Ryota Kuryama
Toshihiro Fujii
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
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Publication of JPH0522866B2 publication Critical patent/JPH0522866B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/626Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using heat to ionise a gas

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  • Pathology (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(イ) 産業上の利用分野 本発明は、熱イオン化検出器に関し、特に、ガ
スクロマトグラフ装置の検出器としての熱イオン
化検出器に関する。 (ロ) 従来技術 熱イオン化検出器は、エミツシヨン電極を水素
炎あるいは水素プラズマ内に設けて、リン、窒
素、ハロゲン、イオウ化合物等に対して選択的に
高感度の検出を行うものである。 エミツシヨン電極としては、例えば、銅、ステ
ンレス、白金、白金−イリジウム等の螺旋状の線
に、周期表第1族のセシウム(Cs)、ルビジウム
(Rb)、カリウム(K)等のアルカリ金属塩、例
えば、水酸化ナトリウム(NaOH)、塩化カリウ
ム(KCl)、臭化カリウム(KBr)、臭化セシウム
(CsBr)及びけい酸ルビジウム(Rb2SiO3)等を
付着させたものを使用するが、これらのアルカリ
金属塩は、何れも融点が低いので、エミツシヨン
電極は寿命が短くなり、また、検出器の感度の経
時的変化が大きく、感度が安定し難く、問題であ
つた。 (ハ) 目的 本発明は、熱イオン化検出器の感度の安定化及
びエミツシヨン電極の長寿命化をはかつた熱イオ
ン化検出器を提供することを目的とし、また、エ
ミツシヨン源として、ランタンヘキサボロライド
すなわち六ホウ化ランタンを使用する新型のエミ
ツシヨン電極を使用する熱イオン化検出器を提供
するものである。 (ニ) 構成 本発明は、少くとも六ホウ化ランタンを有する
エミツシヨン電極を具備することを特徴とする熱
イオン化検出器にある。 本発明において、ホウ化ランタン、特に、六ホ
ウ化ランタン(LaB6)は、融点が2210℃の物質
で、仕事関数が小さく、固体表面における電子放
射性が非常に大きい物質であり、製法の如何に係
らず使用できるが、通常、市販のものが使用され
る。この六ホウ化ランタン結晶と無水ケイ酸
(SiO2)の混合粉末を白金等の金属線のコイルに
融着させて製造するのが好ましい。 本発明のエミツシヨン電極は、フレーム電極に
対して、測定のモードに応じて、適宜の電位に調
整することができ、また、任意の温度に電気的に
加熱できるように形成することもできる。 (ホ) 実施例 図は、本発明の熱イオン化検出器の一実施例を
示す概略の断面図である。 以下、図を参照して、本発明を詳細に説明する
が、本発明は、この説明によつて何ら限定される
ものではない。 本発明の熱イオン化検出器は、全体が1で示さ
れている。 分離カラム2は、検出器の石英製のノズル3に
接続しており、管4は、水素ガス供給源(図示さ
れていない。)に連通している。石英製のノズル
3の解放端5は検出器セル内に開口しており、そ
の端部5には、ノズル電極7が配置されており、
該電極7は高圧電源8に接続している。検出器セ
ル6には、石英ノズル5の周囲に空気又は酸素供
給口9が設けられている。この空気又は酸素供給
口9には、水素ガスと酸素ガスとの混合が充分に
行えるように拡散板等を設けるのが好ましい。 ノズル電極7に対向して、筒状の内側コレクタ
電極10が設けられており、この外周を囲んで、
セラミツクス製の電気絶縁性の円筒11を設け、
その外側に筒状の外側コレクタ電極12が設けら
れる。エミツシヨン電極14には、エミツシヨン
源として、六ホウ化ランタン(LaB6)融点2210
℃の結晶を用いた。六ホウ化ランタンは、その結
晶を無水ケイ酸の粉末と混合し、この粉末混合物
を、0.2mmのコイル状白金線に融着させて取り付
ける。エミツシヨン電極14は、ノズル端5から
真上の方向、例えば、約6mmの高さに位置して、
その一端を内側コレクタ電極10の端部に、ま
た、他端を外側コレクタ電極12の内側端部に電
気的に接続して取り付けられており、電気的に加
熱することができる。 外側のコレクタ電極12の他端は、トランスを
介してパワーコントローラ15に接続している。
内側のコレクタ電極11の他端は、パワーコント
ローラ15の一端及びエレクトロメータ16に接
続している。 本発明の熱イオン化検出器1は、このような構
造に形成されているので、分離カラム2から流出
する試料ガスは、水素ガスと混合して、炭化水素
及びヘテロ元素を含む化合物を燃焼させる。 エミツシヨン電極は、白金線に交流を通じて、
暗赤色程度に加熱される。水素ガスの量と空気の
量を適宜調節しておけば、白金線に供給する電圧
を変えることによつて、バツクグランド電流を調
節することができる。 窒素化合物の炭化水素に対する選択性及び再現
性は、窒素化合物にアゾベンゼン9.0ng、炭化水
素にn−ヘンエイコサン18.3μgを使用した場合、
選択性が7.2×104gC/gNであり、再現性とし
て変動係数が1.3%、ダイナミツクレンジは104
上であつた。 また、アゾベンゼン3.8ng−エイコサン7.6μg
を使用した場合、硫酸ルビジウム(RbSO4)を
エミツシヨン源としたときは、選択性は3.7×104
gC/gNであつた。これに対して、本発明の六
ホウ化ランタン(LaB6)をエミツシヨン源とし
たときは、選択性は5.22×104gC/gNであつ
た。しかも、その知能性は、次の表に示されるよ
うに、極めて高い再現性を有し、精度の高いもの
であり、その上、500時間の使用後においても変
らなかつた。
(a) Industrial Application Field The present invention relates to a thermal ionization detector, and particularly to a thermal ionization detector used as a detector for a gas chromatograph device. (b) Prior Art A thermal ionization detector is a device that provides an emission electrode in a hydrogen flame or hydrogen plasma to selectively detect phosphorus, nitrogen, halogen, sulfur compounds, etc. with high sensitivity. As the emission electrode, for example, a spiral wire made of copper, stainless steel, platinum, platinum-iridium, etc., an alkali metal salt such as cesium (Cs), rubidium (Rb), potassium (K), etc. of Group 1 of the periodic table, For example, materials to which sodium hydroxide (NaOH), potassium chloride (KCl), potassium bromide (KBr), cesium bromide (CsBr), rubidium silicate (Rb 2 SiO 3 ), etc. are attached are used. Since all of the alkali metal salts have low melting points, the lifetime of the emission electrode is shortened, and the sensitivity of the detector changes greatly over time, making it difficult to stabilize the sensitivity, which is a problem. (c) Purpose The present invention aims to provide a thermal ionization detector that stabilizes the sensitivity of the thermal ionization detector and extends the life of the emission electrode. That is, a thermal ionization detector using a new type of emission electrode using lanthanum hexaboride is provided. (d) Configuration The present invention resides in a thermal ionization detector characterized by comprising an emission electrode containing at least lanthanum hexaboride. In the present invention, lanthanum boride, especially lanthanum hexaboride (LaB 6 ), is a substance with a melting point of 2210°C, a small work function, and a very high electron emissivity on the solid surface. Any type of material can be used, but commercially available products are usually used. It is preferable to manufacture the powder by fusing this mixed powder of lanthanum hexaboride crystal and silicic anhydride (SiO 2 ) to a coil of metal wire such as platinum. The emission electrode of the present invention can be adjusted to an appropriate potential with respect to the frame electrode depending on the measurement mode, and can also be formed so as to be electrically heated to an arbitrary temperature. (E) Embodiment The figure is a schematic sectional view showing an embodiment of the thermal ionization detector of the present invention. Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to this explanation in any way. The thermal ionization detector of the present invention is indicated generally at 1. The separation column 2 is connected to a quartz nozzle 3 of the detector, and a tube 4 communicates with a hydrogen gas supply (not shown). The open end 5 of the quartz nozzle 3 opens into the detector cell, and a nozzle electrode 7 is arranged at the end 5.
The electrode 7 is connected to a high voltage power source 8. The detector cell 6 is provided with an air or oxygen supply port 9 around the quartz nozzle 5 . This air or oxygen supply port 9 is preferably provided with a diffusion plate or the like so that the hydrogen gas and oxygen gas can be sufficiently mixed. A cylindrical inner collector electrode 10 is provided opposite the nozzle electrode 7, and surrounding the outer periphery of the collector electrode 10,
An electrically insulating cylinder 11 made of ceramics is provided,
A cylindrical outer collector electrode 12 is provided on the outside thereof. The emission electrode 14 uses lanthanum hexaboride (LaB 6 ) with a melting point of 2210 as an emission source.
℃ crystals were used. Lanthanum hexaboride is attached by mixing its crystals with silicic anhydride powder and fusing this powder mixture to a 0.2 mm coiled platinum wire. The emission electrode 14 is located directly above the nozzle end 5, for example, at a height of about 6 mm,
One end thereof is electrically connected to the end of the inner collector electrode 10, and the other end is electrically connected to the inner end of the outer collector electrode 12, and can be electrically heated. The other end of the outer collector electrode 12 is connected to a power controller 15 via a transformer.
The other end of the inner collector electrode 11 is connected to one end of a power controller 15 and an electrometer 16. Since the thermal ionization detector 1 of the present invention has such a structure, the sample gas flowing out from the separation column 2 mixes with hydrogen gas and burns compounds containing hydrocarbons and hetero elements. The emission electrode is made of platinum wire through alternating current.
Heats to a dark red color. If the amount of hydrogen gas and the amount of air are adjusted appropriately, the background current can be adjusted by changing the voltage supplied to the platinum wire. The selectivity and reproducibility of nitrogen compounds with respect to hydrocarbons are as follows:
The selectivity was 7.2×10 4 gC/gN, the coefficient of variation was 1.3%, and the dynamic range was 10 4 or more. Also, azobenzene 3.8ng - eicosane 7.6μg
When rubidium sulfate (RbSO 4 ) is used as the emission source, the selectivity is 3.7×10 4
It was gC/gN. On the other hand, when the lanthanum hexaboride (LaB 6 ) of the present invention was used as the emission source, the selectivity was 5.22×10 4 gC/gN. Furthermore, as shown in the following table, its intelligence was extremely reproducible and highly accurate, and it remained unchanged even after 500 hours of use.

【表】【table】

【表】 なお、これらの結果は、カラムとして、内径
2.6mm、長さ1mのパイレツクス(商品名)ガラ
スカラムを使用し、担体として、クロモソルブW
−HP(商品名)、80ないし100メツシユの粒度の
ものを使用し、液相として、メタルフエニル、シ
リコン、系の高沸点の液体SP2250(商品名)を使
用した、この時の液相コーテイング量は5%であ
つた。また、試料導入部の温度は300℃であり、
カラム温度は210℃であつた。キヤリヤーガスと
しては、ヘリウムガスを使用し、その流量は、42
ml/分である。熱イオン化検出器については、水
素ガスを5.5ml/分で供給し、空気を102ml/で供
給して、300℃の温度で使用された。 (ヘ) 効果 本発明は、六ホウ化ランタンをエミツシヨン源
として使用することによつて、アルカリ金属塩類
を使用した従来の熱イオン化検出器にみられるよ
うな、エミツシヨン源の寿命の短さや、感度の経
時的変化を解消することができ、したがつて、従
来の熱イオン化検出器と比較して、窒素及びリン
化合物についての分析が長期間に亘り安定して、
しかも、高感度で再現性よく行えるようになつ
た。 このような結果、本発明によつて提供された六
ホウ化ランタンの性能によるものであつて、その
及ぼす影響は大きい。
[Table] These results are based on the inner diameter of the column.
A 2.6 mm, 1 m long Pyrex (trade name) glass column was used, and Chromosolve W was used as a carrier.
-HP (product name) with a particle size of 80 to 100 mesh is used, and the liquid phase is SP2250 (product name), a high boiling point liquid based on metal phenyl, silicone, etc. The amount of liquid phase coating is It was 5%. In addition, the temperature of the sample introduction part is 300℃,
Column temperature was 210°C. Helium gas is used as the carrier gas, and its flow rate is 42
ml/min. The thermal ionization detector was used at a temperature of 300° C. with hydrogen gas supplied at 5.5 ml/min and air at 102 ml/min. (f) Effects By using lanthanum hexaboride as an emission source, the present invention eliminates the short lifetime and sensitivity of the emission source, which are found in conventional thermal ionization detectors using alkali metal salts. Therefore, compared to conventional thermal ionization detectors, analysis of nitrogen and phosphorus compounds is stable over long periods of time.
In addition, it has become possible to perform it with high sensitivity and good reproducibility. These results are due to the performance of lanthanum hexaboride provided by the present invention, and have a large influence.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図は、本発明の熱イオン化検出器の一実施例を
示す概略の断面図である。 1は熱イオン化検出器、2は分離カラム、3は
石英ノズル、4は水素ガス供給管、5は石英ノズ
ル端部、6は検出器セル、7はノズル電極、8は
高圧電源、9は酸素供給口、10は内側コレクタ
電極、11は円筒状の絶縁物、12は外側コレク
タ電極、13は電極12の端部、14はエミツシ
ヨン電極、15はパワーコントローラ、16はエ
レクトロメータである。
The figure is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of the thermal ionization detector of the present invention. 1 is a thermal ionization detector, 2 is a separation column, 3 is a quartz nozzle, 4 is a hydrogen gas supply pipe, 5 is a quartz nozzle end, 6 is a detector cell, 7 is a nozzle electrode, 8 is a high voltage power supply, 9 is oxygen 10 is an inner collector electrode, 11 is a cylindrical insulator, 12 is an outer collector electrode, 13 is an end of the electrode 12, 14 is an emission electrode, 15 is a power controller, and 16 is an electrometer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 少くとも六ホウ化ランタンを有するエミツシ
ヨン電極を具備することを特徴とする熱イオン化
検出器。
1. A thermal ionization detector comprising an emission electrode containing at least lanthanum hexaboride.
JP59065427A 1984-04-02 1984-04-02 Thermal ionization detector Granted JPS60209166A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59065427A JPS60209166A (en) 1984-04-02 1984-04-02 Thermal ionization detector

Applications Claiming Priority (1)

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JP59065427A JPS60209166A (en) 1984-04-02 1984-04-02 Thermal ionization detector

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JPS60209166A JPS60209166A (en) 1985-10-21
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JPH0827259B2 (en) * 1990-09-29 1996-03-21 株式会社島津製作所 FTD alkali metal chip temperature setting device

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JPS60209166A (en) 1985-10-21

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