JPH0634006B2 - ガスクロマトグラフィによる有機化合物の分析方法 - Google Patents

ガスクロマトグラフィによる有機化合物の分析方法

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JPH0634006B2
JPH0634006B2 JP59064701A JP6470184A JPH0634006B2 JP H0634006 B2 JPH0634006 B2 JP H0634006B2 JP 59064701 A JP59064701 A JP 59064701A JP 6470184 A JP6470184 A JP 6470184A JP H0634006 B2 JPH0634006 B2 JP H0634006B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、水素炎イオン化検出器を使用するガスクロマ
トグラフィによる有機化合物の分析方法に関し、特に、
爆発の危険性が少ない、水素炎イオン化検出器を使用す
るガスクロマトグラフィによる炭素と水素とからなる有
機化合物の分析方法に関する。
(ロ)従来技術 水素炎イオン化検出器は、試料ガス(有機化合物)を水
素炎中に導いて、その燃焼熱でイオン化させて、生成す
る炭素イオンをイオン電流として増巾し、検出記録する
ものであり、その感度は、熱伝導度検出器より遥かに高
く、0.1ngの物質の検出が可能であり、これによっ
て、ガスクロマトグラフィ分析は、その適用範囲が拡大
され、更に発展した。
しかし、水素炎イオン化検出器では、キャリヤーガスの
流量に対し水素ガスの流量を適当な比率(例えば、キャ
リヤーガスとして窒素を使用した場合で、窒素ガス量が
40ml/分に対して水素ガスの最適流量は35ml/
分、また、窒素ガス流量が60ml/分に対して水素ガ
スの最適流量は56ml/分である。)に保たねばなら
ないために、水素ガス流量は多くなり、爆発の危険性が
大きく、したがって、使用時、細心の注意を要し、殊
に、点火の際には、複雑な操作が要求され、好ましいこ
とではない。しかも、このように、使用する水素ガス流
量が多いと、使用する空気量も多くなるので、水素炎イ
オン化検出器に、運搬に不便な大型のボンベやコンプレ
ッサなどを付属させる結果となり、水素炎イオン化検出
器付ガスクロマトグラフは、その運搬が不便になり、問
題であった。
(ハ)目 的 本発明は、これら水素炎イオン化検出器を使用するガス
クロマトグラフィによる炭素と水素とからなる有機化合
物の分析方法における多量の水素ガス使用量に基づく問
題点を解決することを目的とし、使用する水素ガス流量
を減少させて、点火等の複雑な操作を不要とし、更に、
小型のボンベの使用が可能な、運搬に便利な水素炎イオ
ン化検出器を使用するガスクロマトグラフィによる有機
化合物の分析方法を提供するものである。
(ニ)構 成 本発明者は、水素炎イオン化検出器の水素炎の性を、触
媒層の存在下に行うことにより、感度を低下させること
なく、使用する水素ガス流量を著しく減少できることを
発見し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、水素ガスの燃焼室内には、その一
側に、ガスクロマトグラフィ分離カラムに接続し、開口
を有するフレームノズル電極及び酸素ガス供給口が設け
られると共に、その上方にコレクタ電極が設けられ、前
記フレームノズル電極とコレクタ電極の間に、6ホウ化
ランタン又はアルカリ金属化合物が加熱電源に接続する
金属の表面に結合している燃焼反応促進触媒部材が、点
火装置兼用に設けられている水素炎イオン化検出器を使
用するガスクロマトグラフィによる炭素と水素とからな
る有機化合物の分析方法において、100乃至200ミ
リリットル/分の流量の空気流中に、10ミリリットル
/分以上、20ミリリットル/分未満の流量の水素ガス
流を混入して、これを加熱燃焼せしめ、その燃焼炎に、
ガスクロマトグラフィカラムからの分離物を導入して、
6ホウ化ランタン又はアルカリ金属化合物を表面に有す
る触媒部材の存在下で生成する炭素イオンのイオン電流
を測定することを特徴とする水素炎イオン化検出器を使
用するガスクロマトグラフィによる炭素と水素とからな
る有機化合物の分析方法にある。
本発明の水素炎イオン化検出器を使用するガスクロマト
グラフィによる炭素と水素とからなる有機化合物の分析
方法において、燃焼反応促進触媒部材は、少くとも水素
炎形成領域に配置される。水素炎イオン化検出器におい
て、水素炎は、フレームレンズ電極上面からコレクタ電
極に及ぶから、水素炎形成領域は、フレームノズル電極
上面からコレクタ電極の間の空間全域ということができ
る。
本発明において、使用する水素ガス流量の著しい減少
が、燃焼反応促進触媒部材の如何なる作用によるか不明
であるが、触媒物質としては、熱イオン化検出器のエミ
ッション源として使用される例えばケイ酸ルビジウム等
のアルカリ金属化合物及び六ホウ化ランタン等が使用さ
れる。
触媒部材の形状は、水素ガスと酸素ガスの混合ガスを接
触反応できるものであれば、コイル状、網状、格子状、
塊状、層状、線状又はこれらを複数重ね合わ或は組み合
せたもの等の接触反応に使用される触媒形状が使用でき
る。
触媒部材においてアルカリ金属化合物及び六ホウ化ラン
タンは、例えば、無水ケイ酸粉末と混合して、白金線の
コイルに融着させて使用する。
無水ケイ酸の他にも、白金線のコイルに触媒物質を結合
する一般の耐熱結合剤が使用できる。
本発明における触媒部材は、任意の温度に電気的に加熱
できるように、加熱用電源に電気的に接続して設けられ
る。このように触媒部材を形成すると、ニッケル、パラ
ジウム、白金、鉄、コバルトイリジウム、クロム、モリ
ブデン、タングステン等の金属又は触媒担持金属に通電
することによって、触媒部材を加熱することができ、ま
た、外部より印加する電圧を制御することによって、触
媒部材の温度を自由に制御することができる。
本発明の水素炎イオン化検出器を使用するガスクロマト
グラフィによる炭素と水素とからなる有機化合物の分析
方法においては、水素ガスの点火は、触媒部材を加熱す
ることにより行われ、水素ガス点火専用の点火器を設け
る必要はない。
本発明の水素炎イオン化検出器を使用するガスクロマト
グラフィによる炭素と水素とからなる有機化合物の分析
方法は、従来の水素炎イオン化検出器を使用するガスク
ロマトグラフィによる炭素と水素とからなる有機化合物
の分析方法と比較して、水素ガス流量が約1/5、例え
ば、10乃至15ml/分の流量で、かつ同等の感度
で、炭素と水素とからなる有機化合物の再現性よく行う
ことができる。
(ホ)実施例 図は、本発明の水素炎イオン化検出器を使用するガスク
ロマトグラフィによる炭素と水素とからなる有機化合物
の分析方法の一実施例を示す概略の断面図であり、以
下、この図を参照して、本発明を詳細に説明するが、本
発明は、この説明によって何ら限定されるものではな
い。
本発明において使用される水素炎イオン化検出器は、全
体が1で示されている。
分離カラム2は、検出器1の石英製のフレームノズル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。石英製のフレームノズル3
の開放端5は燃焼室6に開口しており、その端部5に
は、高圧電源8に接続するノズル電極7が配置されてい
る。燃焼室6には、石英ノズル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、セラミックス製
の電気絶縁性の円周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。燃焼反応促進触媒部材
14の触媒物質として、六ホウ化ランタン(LaB
が、融点2210℃という高融点であるところから選択
された。六ホウ化ランタン結晶の粉末を無水ケイ酸の粉
末と混合し、この混合粉末を、0.2mm径の白金線の
コイルに融着させて取り付ける。触媒部材14は、フレ
ームノズル端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、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10の他端は、トランスの一端及びエレクトロメー
タ16に接続している。
本発明のガスクロマトグラフィによる炭素と水素とから
なる有機化合物の分析方法において使用される水素炎イ
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、白金線に交流を通じて、触媒部材14を、例えば、
暗赤色程度になるように、電気的に加熱し、これに水素
ガスと空気を通じて水素炎を形成することができる。
分離カラム2からの試料ガスは、水素ガス供給管4から
入る水素ガスと混合として燃焼させる。水素炎中で分解
生成するイオンをコレクタ電極に検出して、有機化合物
の分析を行う。
本発明の水素炎イオン化検出器を使用するガスクロマト
グラフィによる炭素と水素とからなる有機化合物の分析
方法によると、キャリヤーガスの流量が40乃至60m
l/分に対し水素ガス流量が10ml/分以上20ml
/分未満、空気量が100乃至200ml/分という極
めて少い流量においても、有機化合物の量に比例した電
流が測定された。この測定値は、従来の水素炎イオン化
検出器と比較して同等以上の応答を示すものであった。
これらの結果は、カラムとして、内径2.6mm、長さ
1mのパイレックスガラスカラムを使用し、充填剤とし
て、クロモソルブW−HP80乃至100メッシュの粒
度のものを使用し、これに固定相液体として、シリコン
液体のSP22505%を使用した。また、試料として
はジフェニル10ppmのn−ヘキサン溶液を使用し、
分析を供した試料の量は、1.6μlであった。試料導
入工程の温度は210℃であった。キャリヤーガスとし
ては、ヘリウムガスを使用し、その流量は42ml/分
である。水素炎イオン化検出器に流す、水素ガス量は1
0ml/分で、空気量が100ml/分であり、検出器
温度は280℃、レンジは10、アッテネーションは1
6で行われた。また、ノズル電極に直流電圧で200V
の電圧を印加した。その結果ジフェニルのピークは明確
であり、従来の水素炎イオン化検出器と同等以上の応答
を示すものであった。
(ヘ)効 果 本発明の水素炎イオン化検出器を使用するガスクロマト
グラフィによる炭素と水素とからなる有機化合物の分析
方法は、フレームノズルとコレクタ電極の間に、燃焼反
応促進触媒部材を点火装置兼用に配設することによっ
て、感度及び再現性を低下することなく、使用する水素
ガス流量を半分以下に減少するものである。
したがって、爆発の危険性を極度に少なくすることがで
き、安全面において、従来装置に優るものといえる。ま
た、このように、使用する水素ガス流量が少いことは、
延いては、水素ガス消費量の低下となり、さらに小型の
ボンベや簡単な水素発生装置が使用できることとなっ
て、装置の取扱いはもとより運搬に便利である。
さらに、触媒部材の接触作用と水素ガス流量の少ないこ
とによって、安定した水素炎形成が短時間に行えるの
で、安定時間が短くなる。触媒部材の作用は、当然のこ
とながら、キャリヤーガス流量に対する水素ガス流量の
最適比率を大巾に減少するものである。
このように、触媒部材を設けることによって、本発明の
水素炎イオン化検出器を使用するガスクロマトグラフィ
による炭素と水素とからなる有機化合物の分析方法は、
触媒部材を加熱して、水素ガスと空気(又は酸素ガス)
の混合ガスを通じることによって水素炎の点火操作が行
えるので、従来の水素炎イオン化検出器を使用するガス
クロマトグラフィによる炭素と水素とからなる有機化合
物の分析方法におけるように、独立した点火装置を設け
て点火する必要がなくなり、燃焼室の構造が簡単にな
る。
以上のように、本発明の水素炎イオン化検出器を使用す
るガスクロマトグラフィによる炭素と水素とからなる有
機化合物の分析方法は、従来の水素炎イオン化検出器を
使用するガスクロマトグラフィによる炭素と水素とから
なる有機化合物の分析方法と比較して、優れる点が多
い。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明の水素炎イオン化検出器を使用するガスク
ロマトグラフィによる炭素と水素とからなる有機化合物
の分析方法の一実施例を示す概略の断面図である。 1は水素炎イオン化検出器、2は分離カラム、3はフレ
ームノズル、4は水素ガス供給管、5はフレームノズル
端部、6は燃焼室、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は触媒部材、15はパワーコントローラ、1
6はエレクトロメータである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水素ガスの燃焼室内には、その一側に、ガ
    スクロマトグラフィ分離カラムに接続し、開口を有する
    フレームノズル電極及び酸素ガス供給口が設けられると
    共に、その上方にコレクタ電極が設けられ、前記フレー
    ムノズル電極とコレクタ電極の間に、6ホウ化ランタン
    又はアルカリ金属化合物が加熱電源に接続する金属の表
    面に結合している燃焼反応促進触媒部材が、点火装置兼
    用に設けられている水素炎イオン化検出器を使用するガ
    スクロマトグラフィによる炭素と水素とからなる有機化
    合物の分析方法において、100乃至200ミリリット
    ル/分の流量の空気流中に、10ミリリットル/分以
    上、20ミリリットル/分未満の流量の水素ガス流を混
    入して、これを加熱燃焼せしめ、その燃焼炎に、ガスク
    ロマトグラフィカラムからの分離物を導入して、6ホウ
    化ランタン又はアルカリ金属化合物を表面に有する触媒
    部材の存在下で生成する炭素イオンのイオン電流を測定
    することを特徴とする水素炎イオン化検出器を使用する
    ガスクロマトグラフィによる炭素と水素とからなる有機
    化合物の分析方法。
JP59064701A 1984-03-31 1984-03-31 ガスクロマトグラフィによる有機化合物の分析方法 Expired - Lifetime JPH0634006B2 (ja)

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「日本分析化学会第32年会講演要旨集」、第547頁(昭和58年発行)

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