氢火焰离子化检测器 (FID)

氢火焰离子化检测器 (FID)



1． FID对各类有机化合物的相对响应有一定的规律性：

⑴ 同系物相对克分子响应值（RMR）与分子中的碳原子数和分子量呈线性关系；

⑵ 正异构烷烃、烯烃、炔烃、芳烃（苯和甲苯除外）、环烷烃等烃类，它们的相对重量响应值比较接近。因此，在作烃类近似定量分析时，可直接采用面积百分数求出质量百分数；

⑶ 烃类分子中的氢原子被其他一些官能团，如羟基、醛基、酯基、腈基、噻吩、呲咯等取代时，其响应值大大降低。如甲烷的相对质量响应值为0.87，而甲醇为0.21，甲酸则为0.009。因此在作烃类衍生物定量分析时，可采用准确的相对响应值。

2． FID对水、空气没什么响应，故而特别适合于含生物物质的水相样品和空气污染物的测定。又因对CS2的灵敏度很低，使CS2成为FID样品的极好溶剂。

3． FID检测限低、最小检测量可达10-10~ 10-11克、线性可达107、又属于质量型检测器，故对操作条件变化相对不敏感，稳定性好，特别适合于微量至常量的常规分析。

4． 又因它响应时间快，所以和毛细管分析技术配用，能完成痕量与快速分析。可以说FID是目前所有检测器中最令人满意，近似理想的一个通用检测器。

5． 以氢火焰为电离源就称氢火焰离子化检测器是一个通用电离检测器。 一般对FID来讲，基流越小越好，这样方能使基流微小变化容易区别测量出来。

6． 火焰的性质与形状：目前FID的操作使用扩散型富氧火焰，理想时应形成可分成六层。

7． 早期认为，氢火焰电离机理主要是热电离，但这已被实验所否定。目前，已公认是以化学电离为主。在实际操作中也可发现，只有选择最佳气流比，使火焰达到稳定的扩散型火焰时，才能得到较高的灵敏度；而含有CS2、H2S的火焰尽管温度很高，但灵敏度并不大。

8． 实现扩散型火焰操作，除和喷嘴燃烧系统的设计有关外，主要依赖于气流比的选择。

9． 氢火焰电离生成的主要离子形式：

水合氢离子H3O+是氢火焰电离生成的主要离子。这个离子极性为正，相对比较重。能及时地和全部地把生成的这类离子收集起来，是设计FID检测器的关键之一。

12．氢火焰电离中存在的主要复合形式：

任何电离过程中，有电离也有复合，有机物在火焰中主要复合形式是：

H3O++ e → H2O + H + 6.29eV；

为了提高FID的灵敏度，总希望应尽量减少复合。即H3O 一旦生成就要立即收集起来。从上式中可以看出：只要减少电子（e）的能量就可以使复合减小。

13． 火焰的离子化效率：

氢火焰的电离效

率，相对其他检测器是最低的，约十万个烃分子（10-5）才能产生一对离子。或者说FID的灵敏度很低。 电离效率不但和被分析样品、FID整体结构（如收集极形状、长短、喷嘴的粗细、极化极的形状和相对位置等）有关外，还和载气的流量、燃烧气、助燃气的配比和操作压力有关。因此，同一标准混合物在结构和操作条件不同时，各组分的相对离子化效率是不同的，即灵敏度不同。在保持其实验条件不变的情况下，改变载气和燃烧气的流速，测定化学结构不同物质相对克分子响应值时，所有含氧化物的相对克分子响应都与氢气流速有关；氢气和氮气相互作用，对丙酮的响应也有影响；而对苯、吡啶噻吩及四氯甲烷等的相对克分子响应无明显影响。
氢火焰离子化检测器 (FID)