作为从事热裂解色谱工作的从业者,前章节我们给大家介绍了“什么是应用裂解和分析裂解?这些热裂解色谱分析仪基本知识你了解吗?”,本章节我们介绍热裂解气相色谱仪发展历程和裂解气相色谱的特点。
一、热裂解气相色谱仪发展历程
热裂解气相色谱历史上出现的第一种采用仪器的分析裂解方法是20世纪50年代报道的Py-MS,但是,由于裂解产物一般为复杂的混合物,不进行任何分离直接用MS 分析时谱图往往很复杂,给准确的定性定量分析带来了困难。1952年GC的出现为分析裂解带来了福音,很快就有人将GC用于裂解产物的分离分析,但这时只是所谓“脱机”分析。裂解与GC的联机分析(即Py-GC)是1959年报道的,此后Py-GC获得了迅速的发展。除最初使用的管式炉裂解器外,又相继出现了热丝裂解器、居里点裂解器、激光裂解器和微型炉裂解器。色谱柱也由填充柱发展到分离能力更高的开管柱。在应用方面,Py-GC 最早主要用于聚合物的分析,后来其应用越来越广,从地球化学到微生物学、从法庭科学到环境保护、从医药分析到考古学,Py- GC 都有成功的应用。多功能裂解器、自动进样裂解器、多维色谱、浓缩技术等应用于Py-GC,特别是计算机技术的发展,大大提高了分析的自动化程度和数据处理的效率。Py-GC-MS、Py-GC-FTIR、Py-GC-MS/MS等新技术 以及数据库的建立也取得了很大的进展,Py-GC 正在科学研究和工农业生产的各个方面都发挥了重要的作用。
二、裂解气相色谱仪的特点
Py-GC是裂解和GC技术的有机结合,故具有二者的优点。
(1)分析灵敏度高,样品用量少。采用GC的检测器可获得很高的检测灵敏度,样品用量可达微克甚至毫克级,若用液体样品,进样量可达0.1~1μL。这对样品量很少的分析(如司法检验)是极为有利的。
(2)分离效率高,定量精度高。因为采用了GC分离,特别是用开管柱后,大量的裂解产物可以得到较好的分离,分析精度也相应地得到了提高。所以,可准确分析微量的裂解产物,使谱图的解析和研究结果更为可靠。
(3)分析速度快,信息量大。Py-GC的典型分析周期为半小时,裂解产物很复杂时,一小时也够了。这远比化学分析方法快得多。根据实验结果,不仅能够对裂解产物进行定性定量分析,而且能研究样品的结构、裂解机理、热稳定性及反应动力学等。
(4)适用于各种样品,预处理简单。无论是黏稠液体、粉末、薄膜、纤维及弹性体,还是固化的树脂、涂料及硫化橡胶,均可直接进样分析,一般不需要复杂的预处理。样品中的无机填料和少量有机添加剂也不会干扰实验结果。
(5)设备简单、投资少。将合适的热裂解器安装到GC仪器上就可进行Py-GC分析,而一台普通裂解器的成本仅为GC仪器的15%左右。裂解器的操作和维护也相对简单,因此,常规GC实验室很容易开展Py-GC的分析研究工作。
当然,Py-GC 也有其局限性:第一,由于受GC 分离特点的限制,从色谱柱流出的只能是热稳定的、分子量有限的化合物,故不易检测到不稳定的中间体和难挥发的裂解产物。这对研究裂解机理是有影响的。Py-MS可在一定程度上弥补Py-GC这一不足,也可用Py-HPLC检测分子量大的裂解产物。第二,裂解产物的定性鉴定比较费时。虽然各种联用仪器分析如Py-GC-MS和Py-GC-FTIR在这方面有很好的作用,但往往需要其他辅助定性方法才能得到可靠的鉴定结果。第三,裂解是一个复杂的化学过程,很多因素会影响实验结果,要获得良好的重复性就需要严格控制实验条件。就目前的情况而言,重复性尚能令人满意,但实验室间的重现性仍然存在一些问题。


