كيفية اختيار كاشف كروماتوغرافيا الغاز: إتقان سيناريوهات الكشف المختلفة (الجزء 2)
في المقال السابق، قدمنا أكثر نوعين من أجهزة الكشف شيوعًا في أجهزة كروماتوغرافيا الغاز— كاشف التأين اللهبي (FID) وكاشف التوصيل الحراري (TCD). يُعدّ هذان الكاشفان من أكثر أجهزة الكشف في مجال كروماتوغرافيا الغاز استخدامًا وتنوعًا. ويمكن العثور عليهما في مختبرات قطاعات صناعية مختلفة، مثل البتروكيماويات والطاقة، وحماية البيئة ومراقبتها، والصناعات الدوائية وسلامة الأغذية، وأشباه الموصلات والغازات الصناعية، بالإضافة إلى الجامعات ومراكز البحث العلمي.
جهاز كروماتوغرافيا الغاز من سلسلة BFRL SP-5000
سنواصل هذه المرة بتقديم نوعين آخرين من كاشفات كروماتوغرافيا الغاز، وهما كاشف اللهب الضوئي (FPD) وكاشف التقاط الإلكترون (ECD). ولا غنى عنهما في مجالات حيوية كحماية البيئة، والغذاء، والأدوية، والبتروكيماويات.
1) كاشف الفلورسنت - الكشف عن مركبات الكبريت والفوسفور
ملخصكاشف اللهب الضوئي، ويُختصر بـ FPD. يُستخدم كاشف اللهب الضوئي عادةً في كروماتوغرافيا الغاز ككاشف مخصص لمركبات الكبريت والفوسفور النزرة. ويعتمد مبدأ عمله على الكشف عن الإشارات الطيفية المميزة لمركبات الكبريت والفوسفور في لهب غني بالهيدروجين.
تتميز أجهزة الكشف بالبلازما (FPD) بحساسية عالية وانتقائية جيدة. ومع ذلك، تعاني أجهزة الكشف التقليدية بتقنية FID/TCD من مشاكل مثل ضعف شكل الذروة وانخفاض الدقة عند الكشف عن آثار مركبات الكبريت والفوسفور، وكبريتيد الهيدروجين، وكبريتيد الكربونيل، والمركابتانات، والثيوإيثرات، والمواد المماثلة.
التطبيقات: يستخدم لتحليل كبريتيد الهيدروجين، وكبريتيد الكربونيل، وميثيل مركابتان، وكبريتيد الإيثيل، وغيرها في سيناريوهات مثل الغازات المحتوية على الكبريت، وإزالة الكبريت من المنتجات النفطية، والغازات ذات الرائحة الكريهة، وغازات العادم الكيميائية، ومخلفات مبيدات الفوسفور العضوية.
سماتتتميز هذه التقنية بانتقائية عالية للغاية للكبريت والفوسفور، ومقاومة لتداخل الهيدروكربونات، وسهولة الكشف عن مستويات منخفضة للغاية (جزء في المليون/جزء في البليون). مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن استجابة قياس الكبريت غير خطية، لذا يجب استخدام معايرة المنحنى؛ ولا يمكن إجراء القياس الكمي بعد معايرة نقطة واحدة.
قضيةعلى سبيل المثال، في حالة شركة كيماويات الفحم في مقاطعة شانشي، كان متطلب الكشف لدى المستخدم هو تحديد كمية آثار كبريتيد الهيدروجين وكبريتيد الكربونيل بدقة. وباستخدام جهاز كروماتوغرافيا الغاز SP-5110، المزود بعمود بوراباك QS متعدد رباعي فلورو وكاشف FPD مخصص للكبريت والفوسفور، تم الحصول على استجابات عالية الحساسية للمكونات المستهدفة. وكان زمن الكشف أقل من 5 دقائق. ويظهر مخطط الكروماتوغرافيا أدناه.
2) الكشف عن الهالوجينات والشوائب النزرة شديدة السمية باستخدام كاشف التقاط الإلكترون
ملخصكاشف التقاط الإلكترون (ECD): يُعدّ كاشف التقاط الإلكترون من أكثر الكواشف حساسيةً في كروماتوغرافيا الغاز. يعتمد على الكهرسلبية لالتقاط الإلكترونات، ويؤدي انخفاض تيار خط الأساس للكاشف إلى توليد إشارة. يُستخدم عادةً للكشف عن آثار الشوائب، والمواد شديدة السمية، والهيدروكربونات المهلجنة، وغيرها. يستجيب فقط للمواد الكهرسلبية، وهو كاشف مُخصّص للكشف عن آثار المواد.
التطبيقاتيُستخدم هذا الجهاز لتحليل الهيدروكربونات المكلورة، والفريون، ومخلفات المبيدات، ومركبات النيترو، وآثار شوائب الأكسجين، وغيرها. ويُستخدم على نطاق واسع في الكشف عن الملوثات البيئية في مخلفات المبيدات، والمسطحات المائية، والتربة. كما أنه مناسب لتحليل آثار الشوائب في الغازات عالية النقاء، والاختبارات البيئية، واختبار مخلفات المبيدات، وفحص جودة الغازات المتخصصة، وغيرها.
سماتلا يُنتج كاشف التقاط الإلكترون (ECD) سوى قمم للمواد ذات السالبية الكهربية العالية (ولا يكاد يستجيب للمواد المتعادلة كهربائيًا مثل الهيدروكربونات)، ويتميز بأداء ممتاز في مقاومة التداخل. يصل حد الكشف فيه إلى أقل من 10⁻¹³ غرام، أي أعلى بمقدار 2-3 مراتب من كاشف التداخل اللهبي (FID). مع ذلك، فإن نطاقه الخطي ضيق نسبيًا، ويتراوح عادةً بين 10² و10⁴ غرام، ويتأثر بسهولة بنقاء الغاز الحامل والرطوبة والأكسجين وعوامل أخرى، مما يؤدي إلى تدهور استقرار الإشارة وقابليتها للتكرار.
قضية:كمثال، عند استخدام جهاز كروماتوغرافيا الغاز SP-5110 المُجهز لمحطة معالجة مياه في مقاطعة آنهوي، كان المطلوب من المستخدم الكشف عن مركبات الهالوجينات مثل الكلوروفورم ورابع كلوريد الكربون في مياه المحطة. وباستخدام هذا الجهاز، المزود بعمود BH-5 ضعيف القطبية وكاشف التقاط الإلكترون (ECD)، وحاقن قابل للتقسيم/غير قابل للتقسيم لإدخال العينة، تم فصل وتحديد كمية هذين المكونين بدقة عالية في غضون دقيقتين فقط. يظهر مخطط الكروماتوغرافيا أدناه.
في هذه المرحلة، استعرضنا أجهزة الكشف الأربعة الشائعة في أجهزة كروماتوغرافيا الغاز. وبفضل قدرتها الفائقة على الفصل، وكفاءتها العالية في التحليل، وتطبيقاتها الواسعة، تُستخدم تقنية كروماتوغرافيا الغاز على نطاق واسع في العديد من المجالات، بما في ذلك البتروكيماويات، والرصد البيئي، وسلامة الأغذية، والصناعات الدوائية. ومن بينها:
كاشف FIDيتميز هذا الجهاز بحساسية عالية، وخطية واسعة، وثبات قوي لقياس الهيدروكربونات. ويُستخدم على نطاق واسع في صناعات البتروكيماويات والطاقة لتحليل الغاز الطبيعي، وغاز المصافي، ومكونات الهيدروكربونات الخفيفة في المنتجات النفطية.
كاشف التوصيل الحراري على الرغم من أنها ليست حساسة للغاية، إلا أنها تتمتع بنطاق استخدام واسع. وهي تُستخدم على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية وحماية البيئة لتحليل المكونات ذات المستويات الثابتة والكشف الدائم عن الغازات.
كاشف FPD يُستخدم هذا الجهاز لتحديد الملوثات الكبريتية والفوسفورية المميزة بشكل متخصص. ويُستخدم على نطاق واسع في الرصد البيئي، وسلامة الأغذية، وغيرها من الصناعات لتلبية احتياجات مثل التحليل الدقيق للكبريتيدات في غازات العادم والكشف عن بقايا المبيدات الحشرية المحتوية على الفوسفور.
كاشف ECDيتميز هذا الجهاز بأداء تحليلي فائق للمواد الهالوجينية والمواد ذات الشحنة السالبة. ويُستخدم على نطاق واسع في مجالات الهيدرولوجيا وحماية البيئة وغيرها من الصناعات للكشف عن آثار الملوثات مثل الهيدروكربونات الهالوجينية ومبيدات الآفات العضوية الكلورية في المسطحات المائية والتربة.
باختصار، من بين أجهزة الكشف الأربعة الرئيسية، يركز كاشف التأين اللهبي (FID) على المركبات العضوية النزرة، ويركز كاشف التوصيل الحراري (TCD) على المكونات ذات التركيز الثابت بالإضافة إلى المواد غير العضوية، ويركز كاشف التألق الضوئي (FPD) على مركبات الكبريت والفوسفور، ويركز كاشف التقاط الإلكترون (ECD) على مركبات الهالوجين. لمزيد من المعلومات، يرجى التواصل مباشرةً مع قسم التجارة الدولية في شركة BFRL عبر البريد الإلكتروني international@bfl.com.cn. نتطلع إلى التواصل معكم.