ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пиролизеры филаментного типа из "Пиролитическая газовая хроматография" Из всех типов пиролитических устройств импульсного нагрева наибольшее распространение получили пиролизеры филаментного типа и по точке Кюри, которыми снабжены большинство выпускаемых в настоящее время промышленностью газовых аналитических хроматографов. [c.15] Пиролизеры филаментного тина представляют собой проточную камеру, в которую помещен токопроводящий элемент (филамент), являющийся одновременно держателем пробы. Пиро-лизуемый образец, как правило, находится в непосредственном контакте с филаментом, нагреваемым проходящим через него электрическим током. Камеру пиролизера помещают в термостат колонки либо нагревают с помощью дополнительного нагревателя, при этом температура стенок камеры пиролизера обычно близка к максимальной рабочей температуре хроматографических колонок, при которой осуществляется разделение продуктов пиролиза. Для предотвращения непосредственного контакта образовавшихся продуктов пиролиза с нагретой металлической поверхностью камеры пиролиза и для облегчения последующей очистки пиролизера от тяжелых смолистых веществ в камеру пиролиза помещают стеклянный вкладыш, в центре которого устанавливают филамент с пробой. [c.15] С целью увеличения количества вводимого в пиролизер образца без увеличения толщины пленки применяют филаменты в виде сетки [19], пластины [20], тарелочки [21], ленты [17] и щипцов [22]. Филаменты перечисленных форм позволяют также увеличить площадь контакта пробы с нагреваемой поверхностью филамента. [c.16] Все известные конструкции филаментов позволяют вводить пробы в виде растворов и вязких жидкостей. Для ввода эластомеров, твердых и порошкообразных образцов используют горизонтально расположенные спирали (см. рис. 2, 1 и 5), филаменты в виде конуса, корзинки, щипцов. Ввод порошкообразных проб иногда осуществляют в лодочке или применяют подложки из слюды, кварца, тугоплавких металлов. Однако предпочтительнее помещать пробу непосредственно на нагреваемую часть филамента, если это позволяет агрегатное состояние образца, так как применение подложки ухудшает теплопередачу от филамента к пробе. [c.16] Пиролизеры филаментного типа включают в схему газового хроматографа таким образом, чтобы филамент (зона пиролиза) находился в непосредственной близости от хроматографической колонки. Для этого корпус пиролизера устанавливают в термостате или крышке термостата и соединяют непосредственно с верхней частью колонки, при этом испаритель для жидких проб исключают из схемы. Другой вариант предусматривает ввод держателя филамента непосредственно в испаритель, который в этом случае одновременно является камерой пиролиза. [c.17] Пиролизер включают в схему хроматографа вместо испарителя, корпус пиролизера устанавливают в крышке (стенке) термостата колонок, таким образом температура корпуса пиролизера поддерживается практически равной температуре хроматографических колонок. [c.18] С целью улучшения воспроизводимости режима нагрева филамента и образца и достижения воспроизводимых результатов в пиролизерах, выпускаемых в последнее время [17, 23, 24], осуществляется нагрев филамента с высокой скоростью (несколько тысяч и даже десятков тысяч градусов в 1 с) путем подачи на филамент импульса высокого напряжения (разряд конденсатора емкостью порядка 10000 мкФ [24]) с последующим поддержанием заданной температуры во время пиролиза за счет подачи низкого напряжения. Режим нагрева филамента при питании его током невысокого напряжения связан с заданной равновесной температурой. Поэтому проводят измерение или оценку конечной температуры филамента в модельных условиях, аналогичных используемым при выполнении эксперимента в пиролитической газовой хроматографии. Равновесную температуру филамента измеряют разными способами (с помощью термопары, оптическими пирометрами [23, 24]), режим нагрева может быть зарегистрирован с помощью схемы, включающей осциллограф [24]. [c.18] Предложена также предварительная градуировка филамента по температуре в условиях пиролитической газовой хроматографии с использованием чистых веществ с известной температурой плавления [25]. В табл. 1 приведены простые вещества и соответствующие температуры плавления, которые могут быть использованы для градуировки филаментов в широком интервале температур. [c.18] На рис. 4 приведена температурная зависимость, полученная при градуировке филамента по температурю плавления простых веществ, от тока, подаваемого на филамент в течение 10 с [25J. Для сравнения приведены кривые, полученные при измерении температуры филамента в тех же условиях с помощью оптического пирометра и путем расчета на основании сопротивления, измеренного после нагревания филамента в течение 10 с, но без пробы. Все способы измерения температуры филамента дали хорошее согласие результатов. [c.19] Метод контроля и регулирования температуры, основанный на использовании моста Уитстона, в одно плечо которого включен филамент пиролизера, был предложен Крейчи и Де-млом [26]. Аналогичные способы измерения, контроля и регулирования температуры широко используют в пиролизерах филаментного типа, которыми снабжены современные газовые хроматографы [17]. [c.19] Конструкция пиролизера [17] позволяет расположить филамент с пробой таким образом, чтобы зона пиролиза находилась в непосредственной близости от хроматографической колонки. Рабочий конец пиролизера имеет два сменных платиновых филамента, которые подходят для работы с насадочной и капиллярной колонками. Кроме филамента в виде спирали пиролизер снабжен филаментом из платиновой ленты (36 х X 1,5 мм) для ввода растворимых или плавящихся образцов, что позволяет увеличить количество вводимого для пиролиза вещества, а следовательно, повысить чувствительность определения. При вводе пробы с помощью ленточного филамента увеличенная проба распределяется в виде тонкой пленки, что обеспечивает получение воспроизводимых результатов. [c.20] В пиролизерах филаментного типа с обычным нагревом с целью поддержания постоянной температуры для ввода проб могут быть использованы ампулы или капилляры из металла или сплава с температурой плавления, близкой к температуре пиролиза образца. Пробу анализируемого вещества помещают в такую ампулу, которую, в свою очередь, помещают в центр спирали филамента. Достигнув температуры плавления материала, ампула плавится, при этом температура остается постоянной в течение некоторого времени. Таким образом, термическая деструкция образца протекает при воспроизводимом режиме нагрева, благодаря чему достигается хорошая воспроизводимость результатов. [c.20] Вернуться к основной статье