Способ анализа газовой смеси Советский патент 1982 года по МПК G01N31/08 

( СПОСОБ АНАЛИЗА ГАЗОВОЙ СМЕСИ

Изобретение относится k газовой хроматографии и может быть использовано в аналитической химии. Известен способ анализа газовой смеси, заключающийся в пропускании смеси через хроматогра ческую колон ку, подаче перед детектором в поток гайа-носителя, дополнительного потока паров индикатора и регистрации сигнала. Физические основы метода заключаются в том, что метастабильные атомы в аргоновом детекторе образуют ся за счет неупругих соударений электронов с атомами аргона. Эффективность этого процесса определяется средней энергией электронов, которая зависит, вообще говоря, от чистоты газа-носителя. Если в аргоне присутствует другой газ, то неупругие стол новения электронов с его молекулами приводят к уменьшению средней энергии электронов и увеличению скорости их дрейфа в направлении поля, что, в свою очередь, вызывает уменьшение скорости образования метастабильных атомов. Наличие свидетеля, ионизирующегося метастабйльными атомами аргона, позволяет фиксировать эти процессы tl}. Существенным недостатком данного способа анализа является относительно низкая чувствительность к веществам, обладающим положительным сродством к электрону и отсутствием селективности по отношению к этим веществам. Известен способ анализа, заключающийся в разделении смеси газов в потоке га за-носи т ел я на хроматог|зафической колонке и добавлении к газовому потоку с разделенными анализируемыми компонентами смеси индикаторного газа и регистрации изменения расхода индикаторного газа 21. Существенным недостатком данного способа анализа является наличие фонового сигнала за счет диффузии индикаторного вещества в поток газаносителя. Флуктуации начального си|- нала ограничивают предельную чувстви тельность данного способа. Наиболее близкий к предлагаемому техническим решением является способ анализа газовой смеси, заключающийся в пропускании смеси газа-носителя и анализируемого вещества через хромат графимескую колонку, ионизации ее с помощью, например, радиоактивного ис точника, пропускании этой смеси через ионизационную камеру и измерении ионизационного тока ГЗ. Существенным недостатком данного способа анализа является его относительно низкая чувствительность о Цель изобретения - повышение чувствительности. Указанная цель достигается тем, что согласно способу анализа газовой смеси, заключающемуся в том, что про бу анализируемой смеси вводят в поток газа-носителя, подаваемый в хром тографическую колонку, разделяют ком поненты смеси, на выходе из колонки разделенные компоненты ионизируют с помощью радиоактивного источника и измеряют ионизированный ток, в качестве газа-носителя используют смес азота и углеводорода, анализируемые компоненты в потоке газа-носителя пе ред ионизацией нагревают до температуры диссоциации определяемог о компонента. При детектировании веществ, обладающих положительным сродством к электрону, сигнал детектора образуется за счет разницы в подвижности носителей отрицательного заряда и ионов, образующихся при взаимодействии этих носителей с анализируемым веществом. Поэтому для получения си| нала необходимыми и достаточными условиями являются сродство анализируемого компонента к носителю отрицательного заряда и достаточно большая разница в подвижности образованного Иона анализируемого вещества и носителя отрицательного заряда. Существует целый ряд веществ, обладающих большим сродством к электрону, н чувствительность к ним детектора захвата электронов относительно мала. К числу таких веществ можно отнести Нор,; и др. Перекись водорода при температуре примерно 2000С разла ется на воду и кислород. Если в газе носителе имеется примесь органичесн:их .веществ, например метана, то ато марный кислород захватывает электрон и взаимодействует с примесями по следующей схеме: 1) СН4+ 0- СНзОН 2) О + еСИ ОН +ё CHrjOH ) сн + 0-V С0г2: + о , + о Ион обладает подвижностью существенно меньшей, чем подвижность носителя отрицательного заряда (О), что позволяет повысить чувствительность к анализируемому компоненту. Пример. Предлагаемый способ анализа реализуют на базе серийно выпускаемого отечественной промышленностью хроматографа Газохром 110бЭ.В качестве газа-носителя используется технический азот,расход газа-носителя 0 мл/мин, поддув 60 мл/мин; хроматографическая стеклянная- колонка с Е-30 на хроматоне (5%), длиной 1 м, внутренним диаметром 3 мм; температура колонки 100°С; температура детектора. 230С; температура испарителя 150°С. Проводится анализ смеси паров НпОл в азоте в двух случаях: в обычном варианте работы прибора; с добавкой в газоноситель метана (3). Чувствительность детектирования возрастает более, чем в 5 раз. Добавка 3 в газ-носитель практически не изменяет значения начального тока детектора. Необходимо отметить, что предлагаемый способ применим практически всегда, когда при диссоциацииобразуются химически активные атомы или молекулы, которые, химически воздействуя с органической примесью в газе-носителе, образуют вещества, обладающие положительным сродством к электрону. Формула изобретения Способ анализа газовой смеси, заключающийся в том, что пробу анализируемой смеси вводят в поток газаносителя, подаваемый в хроматографическую колонку, разделяет компоненты смеси, на выходе из колонки разделенные компоненты ионизируют с помощью радиоактивного источника и измеряют ионизационный ток, отличаю5 92822 щи и с я тем, что, с целью повышеНИИ чувствительности, в качестве газа-носителя используют смесь азота и углеводорода, анализируемые компоненты в потоке газа-носителя передs ионизацией нагревают до температуры диссоциации определяемого компонента. Источники информации, прииятые BO внимание при экспертизе 1. Гнаук Г. Газовая хроматография.Ю Сб. переводов, М., Гостоптехиздат, 1968, c. 6t-68. 2. Авторское свидетельство СССР № 575566, кл. G 01 N 31/08, 1973. 3. Lovelok3.E., Lipsky S.R,, Electron offlnity spectroscopy - а new method for the identification ° function grous in chemical compounds separated by gas chromatography. - Journal of American Chemi cal Soctety. 1980, v, 52, p. 431 33 (прототип).