Эффузионный сепаратор. Одним из первых обогащающих устройств, примененных в ХМС-системах, был пористый стеклянный сепаратор, предложенный Уотсоном и Биманом в 1964 г. Так как система имела удобную конструкцию, она полечила широкое распространение. На рис. У.2, в схематически изображен этот тип сепаратора. Элюат из хроматографической колонки попадает в ограничитель давления (капиллярная трубка меньшего диаметра), а затем в трубку, изготовленную из мелкопористого шлакового стекла (диаметр пор около 10-4 см). Эта пористая стеклянная трубка окружена камерой, откачиваемой форнасосом. Ввод в масс-спектрометр осуществляется через еще одни капиллярный ограничитель с внутренним диаметром 2-10-2 см.[ ...]
Остроумная модификация эффузионного сепаратора, предложенная в 1969 г. [424], допускает более широкие /пределы газовых потоков, от 0 до 80 мл/мин. Эффузия в этой конструкции осуществляется через кольцевой, зазор, ширина которого может варьироваться путем изменения положения .прижимающейся кварцевой пластины. Производительность такого сепаратора может достигать 100%. Схематически он изображен на рис. У.З, г.[ ...]
Струйный сепаратор. В 1964 г. Рихадж предложил конструкцию сепаратора, в которой использован принцип различной диффузии газов в расширяющемся потоке (струе). Сепаратор, предложенный Рихаджем, был двухступенчатый, однако впоследствии стали применять в основном одноступенчатые сепараторы, что было связано с разработкой высокопроизводительных вакуумных систем, позволяющих откачивать значительные количества газа-носителя до приемлемых уровней (рис. У.2, д).[ ...]
Струйные сепараторы изготавливают из стекла или нержавеющей стали, при этом внутренние поверхности обычно покрывают слоем инертного метала, так как должна быть исключена возможность каталитического разложения некоторых видов соединений при высоких температурах.[ ...]
К недостаткам струйных сепараторов следует отнести возможность легкого засорения малых отверстий сопел пылевидными частицами. Кроме того, принципиальным недостатком струйного сепаратора является его негибкость в отношении регулировки. Однако в последнее время1 появились конструкции струйных сепараторов, в которых расстояние между соплами может изменяться от 0 до 1,4 мм, что позволяет регулировать скорость газовых потоков.[ ...]
Мембранный сепаратор. Этот вид сепаратора был предложен Ллюэлином и Литтлджоном. На рис. У.2, е приведена схема типичного мембранного сепаратора. В сепараторе этого типа используют отличный от описанных выше принцип обогащения. Молекулы компонентов смеси избирательно адсорбируются и растворяются в мембране толщиной 0,025—0,040 мм, изготовленной из метилсиликоггового эластомера, в то время как молекулы газа-носителя (Не) не проникают внутрь мембраны. Значение коэффициента обогащения, достигающее для многоступенчатых сепараторов нескольких тысяч, объясняется проницаемостью органических молекул через мембрану, в сотни раз большей, чем молекул гелия. Эффективность обычно лежит в пределах 30—60% и может достигать 90% для двухступенчатого сепаратора. Скорость газа-носителя может изменяться от 1 до 50 мл/мин (до 80 мл/мин в двухступенчатом сепараторе).[ ...]
Кажется странным, что мембранный сепаратор, имея такие очевидные преимущества, не нашел широкого распространения. Очевидно, такая конструкция помимо достоинств имеет и недостатки, одним из которых, наиболее существенным, является температурное ограничение. Мембранный сепаратор эффективно работает в определенном интервале температур от 80 до 200 СС., Нижний предел температуры особой роли в большинстве ХМС-анализов не играет. Верхний же предел серьезно ограничивает области применения сепаратора в ХМС-методе. С этой точки зрения возможности этого обогатительного устройства в значительной степени зависят от типов анализируемых образцов. С другой стороны, для каждого соединения существует оптимальная температура, /при которой достигается оптимальное равновесие между растворимостью в силиконовой мембране и диффузией для эффективного обогащения, так как при высокой температуре понижается растворимость, а диффузия возрастает и, наоборот, при понижении температуры диффузия уменьшается. Хорошие результаты можно получить при параллельном программировании температур сепаратора и хроматографической колонки. С втой целью сепаратор обычно монтируется в термостате хромато’графа. Недостатком сепаратора является также возможность реакции между силиконовым! полимером мембраны и анализируемыми веществами, например, первичными аминами. И наконец, метилсиликоновая мембрана требует предварительного кондиционирования, подобно стационарной фазе хроматографических колонок.[ ...]
Палладиево-серебряный сепаратор. В работах [425, 426] была предложена интересная конструкция обогатительного устройства, принцип действия которого основан на уникальном свойстве палладиево-серебряной мембраны при ¿«250°С пропускать через себя водород и быть практически непроницаемой для других газов и органических соединений. Схематически палладиево-серебряный сепаратор представлен на рис. У.2,ж.[ ...]
Как видно из изложенного выше, в настоящее время не существует идеального способа соединения газового хроматографа и масс-спектрометра. Однако для решения той или иной конкретной задачи, связанной с анализом воздушных загрязнений, необходимо применять наиболее подходящую для этогс конструкцию ХМС-переходного устройства. Основные характеристики и схемы наиболее распространенных сепараторов и соединений приведены на рис. У.2.[ ...]
Вернуться к оглавлению