Phổ đo khí là nền tảng của khoa học phân tích hiện đại. Nó cung cấp phân tích chính xác, nhanh chóng và có mục tiêu của các hợp chất khí trong nhiều lĩnh vực. Cách tiếp cận này sử dụng cách các hạt ánh sáng hoặc năng lượng kết nối với các phân tử khí. Kết nối này cung cấp các chi tiết rõ ràng và đo lường được.
Vai trò của quang phổ trong phân tích khí
Công việc chính của quang phổ khí là phát hiện và đo các hợp chất khí với độ chính xác cao. Nó làm điều này bằng cách kiểm tra cách các phân tử pha khí phản ứng với bức xạ điện từ hoặc năng lượng ion hóa. Những phản ứng này tạo ra các mô hình phổ độc đáo. Chúng hoạt động như dấu vân tay phân tử. Các nhà phân tích có thể sử dụng chúng để xác định các hợp chất cụ thể, ngay cả trong hỗn hợp khó khăn.
Dữ liệu quang phổ từ các công cụ này giúp tìm cả loại và lượng khí. Những kỹ năng như vậy rất quan trọng trong việc theo dõi môi trường, quản lý quy trình công nghiệp và đáp ứng các quy tắc.
Cơ chế cốt lõi của máy quang phổ khí
Trước khi xem xét các kỹ thuật, nó giúp nắm bắt các cách phát hiện cơ bản hỗ trợ các máy phổ khí: Hấp thụ: Các phân tử có bước sóng bức xạ nhất định. Điều này thay đổi sức mạnh của ánh sáng đi qua. Phát thải: Các phân tử bị kích thích phát ra năng lượng khi chúng giảm xuống mức năng lượng thấp hơn. Phân tán: Bức xạ đến nhảy ra các phân tử theo các hướng và sức mạnh khác nhau.
Các phương pháp quang phổ khác nhau sử dụng các cách này với một số phần nhất định của phổ điện từ hoặc các hạt được sạc. Ví dụ: Hồng ngoại (IR) nhắm đến rung phân tử. UV-Visible (UV-Vis) đối phó với chuyển đổi điện tử. Mass Spectrometry (MS) phân loại ion theo tỷ lệ khối lượng-sạc. Các bước xử lý tín hiệu và hiệu chuẩn tăng độ chính xác. Họ sửa chữa các vấn đề từ thay đổi dụng cụ và hiệu ứng bên ngoài.
Các loại kỹ thuật quang phổ được sử dụng trong phân tích khí
Chọn kỹ thuật quang phổ phụ thuộc vào chất mục tiêu’ đặc điểm phân tử s. Mỗi phương pháp mang lại lợi ích rõ ràng dựa trên độ nhạy cảm, lựa chọn và thiết lập công việc.
Quang phổ hồng ngoại (IR) để phát hiện khí
Phổ quang hồng ngoại hoạt động trên ý tưởng rằng các phân tử hấp thụ bức xạ hồng ngoại với tốc độ rung điển hình. Điều này làm cho nó rất tốt để tìm thấy hơi hữu cơ và khí nhà kính như CO ₂, CH₄, và không ₓ.
Máy quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) được sử dụng rộng rãi. Chúng cung cấp: độ phân giải tốt hơn, quét nhanh hơn, độ nhạy cảm cải thiện
FTIR8000 Và FTIR8100 bởi PERSEE cung cấp công việc độ phân giải cao vững chắc cho nhiều nhiệm vụ phân tích khí.
Quang phổ siêu tím (UV-Vis) trong môi trường khí
Phổ quang học UV-Vis phù hợp với các khí cho thấy sự thay đổi điện tử trong phạm vi UV và có thể nhìn thấy. Ví dụ: Ozone (O) ₃), Nitơ dioxide (NO) ₂), và sulfur dioxide (SO) ₂). Để phát hiện pha khí đúng, thiết lập bước sóng cần phải chính xác. Điều này tránh sự chồng chéo quang phổ. Máy quét quang phổ TU700 UV / Vis của PERSEE có tốc độ quét 30.000 nm / phút. Nó hoàn thành quét quang phổ chỉ trong 2 giây. Vì vậy, nó phù hợp với các cài đặt khối lượng cao. Ngoài ra, máy quang phổ UV-Vis T8DCS sử dụng một Czerny-Turner Monochromator với một lưới holographic. Thiết lập này cắt giảm ánh sáng lạc lùng và cung cấp độ rõ quang học tốt.
Phân phổ khối lượng (MS) để phân tích thành phần khí
Phổ đo khối lượng tỏa sáng với độ nhạy cảm và sức mạnh cao nhất để kiểm tra các bộ phận ở mức dấu vết. Mẫu bị ion hóa và phá vỡ, thường do một nguồn ion tác động điện tử. Nhiều cú đánh làm cho các ion tách ra. Sau đó, các ion đi vào một máy phân tích khối lượng. Ở đó, chúng được sắp xếp theo giá trị m / z, hoặc tỷ lệ khối lượng-sạc. Trong quang phổ khối lượng nhiễm sắc khí (GC-MS), MS cải thiện phát hiện hợp chất sau khi tách bằng nhiễm sắc. Hệ thống GC-MS bốn cực đơn M7 của PERSEE cho phép liên kết như vậy để tạo hồ sơ trang điểm khí chính xác.
Các thành phần thiết bị của một máy đo phổ khí
Sự thành công của bất kỳ máy phổ khí nào không chỉ đến từ phương pháp phát hiện của nó mà còn từ cách các bộ phận chính của nó được xây dựng.
Hệ thống quang học và máy dò
Thiết lập đường dẫn quang học ảnh hưởng trực tiếp đến công suất tín hiệu và độ sắc nét. Các máy dò rất quan trọng. Chúng biến các photon hoặc ion đến thành tín hiệu điện mà chúng ta có thể đo lường. Nó phụ thuộc vào khu vực quang phổ: photodiode hoạt động cho phát hiện UV-Vis. bolometers hoặc thermocouples xử lý IR. ống photomultiplier (PMTs) được chọn cho phản ứng mạnh mẽ của họ trong ánh sáng mờ. Các T8DCS sử dụng ống photomultiplier làm máy dò. Nó mang lại sự nhạy cảm đặc biệt.
Mô-đun giới thiệu và điều hòa mẫu
Giữ chất lượng mẫu là chìa khóa. Khí từ không khí hoặc dòng chảy quá trình thường cần chuẩn bị trước khi phân tích. Nó bao gồm bộ lọc làm sạch các hạt, kiểm soát áp suất ổn định dòng chảy, các đơn vị nhiệt độ ngăn chặn sự tích tụ hoặc phá hủy độ ẩm. Những thiết lập này làm cho kết quả có thể lặp lại. Họ cũng chặn lỗi từ bụi bẩn hoặc lẫn lộn.
Hệ thống hiệu chuẩn và tiêu chuẩn tham chiếu
Việc đo đúng dựa vào hiệu chuẩn tốt. Điều này có nghĩa là sử dụng khí hiệu chuẩn được phê duyệt để thiết lập mức phản ứng, các tế bào tham chiếu để sửa chữa điểm bắt đầu, các quy trình tự động cho các hệ thống theo dõi khí thải liên tục (CEMS) Chúng liên kết trở lại với các tiêu chuẩn thế giới và giữ cho mọi thứ ổn định theo thời gian.
Các thông số hiệu suất ảnh hưởng đến chất lượng phân tích
Bên cạnh việc lựa chọn công nghệ, một số yếu tố định hình mức độ đọc quang phổ khí đáng tin cậy.
Nhạy cảm và giới hạn phát hiện trong quang phổ khí
Độ nhạy cảm đến từ hiệu suất máy dò, kích thước đường dẫn quang học, giảm tiếng ồn nền, giới hạn phát hiện thấp hơn quan trọng cho kiểm tra môi trường hoặc tìm kiếm khí có hại. Các công cụ như GC / MS có thể tăng mức xuống đến các bộ phận trên một nghìn tỷ.
Chọn lựa đối với khí mục tiêu giữa ma trận phức tạp
Sự chọn lọc đảm bảo đọc chính xác ngay cả trong hỗn hợp. Các cách làm điều này bao gồm bộ lọc quang phổ chặt chẽ, máy phân tích khối lượng chi tiết cao, sửa chữa cho sự chồng chéo thông qua các bước toán học, máy dò lựa chọn khối lượng phát hiện các bộ phận từ quang phổ khối lượng. Khi kết hợp với GC, nó trở thành công cụ mạnh nhất để xác định.
Thời gian phản ứng và ổn định trong điều kiện hoạt động
Thời gian phản ứng nhanh là điều cần thiết trong việc thay đổi các hệ thống như lò phản ứng nhà máy. Sự ổn định giữ cho công việc ngay cả khi thay đổi nhiệt hoặc áp suất. TU700 có phạm vi hấp thụ -4 đến 4 Abs. Nó quản lý các mẫu nồng độ cao trong các thiết lập khác nhau.
Tích hợp với các quy trình làm việc phân tích và hệ thống tự động hóa
Các máy quang phổ khí cần phù hợp tốt với các quy trình lớn hơn để có ích trong cuộc sống thực.
Kết nối với kỹ thuật nhiễm sắc (GC-MS, GC-FID)
Nhiệt sắc phân chia các hợp chất trước khi kiểm tra quang phổ. Nhiệt sắc khí (GC) chia các phần của một hỗn hợp. Sau đó, mỗi phần có thể được đặt tên và đo lường.
GC G5 của PERSEE hoạt động với các máy dò bổ sung như FID / TCD / ECD. Nó cung cấp các tùy chọn cho các nhiệm vụ như kiểm tra VOC hoặc kiểm tra chất lượng nhà máy.
Vai trò trong hệ thống giám sát phát thải liên tục (CEMS) và phân tích quy trình (PAT)
Các máy đo phổ tích hợp trong CEMS cung cấp dữ liệu trực tiếp cho quy tắc theo. Trong thiết lập PAT, các vòng tròn phản hồi điều chỉnh cài đặt quá trình ngay lập tức. Các công cụ PERSEE liên kết vào các hệ thống SCADA. Họ gửi cảnh báo tự động và dữ liệu nhật ký. Điều này thúc đẩy luồng công việc.
PERSEE: Một nhà sản xuất đáng tin cậy của các dụng cụ phân tích tiên tiến
PERSEE đã phát triển như một người chơi hàng đầu trên toàn thế giới trong các công cụ phân tích. Nó có một loạt các sản phẩm được thực hiện cho nhu cầu khoa học và công nghiệp.
Tổng quan về khả năng công nghệ của PERSEE
PERSEE là một công ty công nghệ cao mới được thành lập vào năm 1991. Hơn 30% nhân viên tập trung vào nghiên cứu và phát triển. PERSEE nhấn mạnh các ý tưởng mới và khoa học cẩn thận trong các nhóm sản phẩm của mình. Các sản phẩm bao gồm FTIR, GC, AAS, UV-VIS, công cụ tia X và các công cụ khác.
Máy phân tích khí FTIR M7
Nó được xây dựng để kiểm tra nhiều loại khí với công nghệ FTIR chi tiết cao. Nó phù hợp với kiểm tra phát thải môi trường và nhà máy.
Máy chụp sắc tố khí G5GC
Nó đi kèm với các máy dò bổ sung như FID / TCD / ECD. Nó hoạt động tốt cho các VOC trong kiểm tra chất lượng không khí hoặc kiểm soát nhà máy.
Các khái niệm chính được bao gồm trong các nguyên tắc cơ bản quang phổ khí
Phổ đo khí sử dụng các liên kết cơ bản giữa các phân tử khí và các loại năng lượng như ánh sáng hoặc ion. Mỗi phương pháp - IR, UV-Vis, MS - mang lại điểm mạnh đặc biệt. Chúng phụ thuộc vào các chất mục tiêu, khó khăn pha trộn và mục tiêu sử dụng. Vai trò của nó bao gồm các lĩnh vực từ công việc môi trường đến sản xuất ma túy. Điều này là do độ chính xác, tốc độ, linh hoạt và phù hợp đơn giản với các quy trình hiện tại.
PERSEE là một nhà sản xuất hàng đầu tập trung vào nghiên cứu, sản xuất và bán các công cụ phân tích tiên tiến từ năm 1991. Với các phê duyệt như ISO9001, ISO14001, OHSAS18001 và đánh dấu CE, PERSEE giữ kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt. Bộ sản phẩm rộng của nó bao gồm máy quang phổ UV-VIS như TU700 và loạt T8DCS, hệ thống FTIR, máy nhiễm sắc khí như G5GCvà các giải pháp kết hợp. Chúng phù hợp với giáo dục, môi trường, dược phẩm, nông nghiệp, hóa dầu và nhiều hơn nữa.
Câu hỏi thường gặp
Q1: Những yếu tố nào nên được xem xét khi chọn một máy phổ khí?
A1: Lựa chọn phụ thuộc vào loại chất, giới hạn phát hiện cần thiết, khó trộn, nhu cầu ổn định nhiệt / áp suất, tiêu chuẩn quy tắc và phù hợp với các thiết lập phân tích hiện tại.
Q2: FTIR khác với quang phổ UV trong phân tích khí như thế nào?
A2: FTIR kiểm tra rung phân tử với ánh sáng hồng ngoại trung. Nó phù hợp với khí hữu cơ. Phổ quang cực tím nhìn vào sự thay đổi điện tử trong các khí vô cơ như ozone hoặc nitrogen dioxide.
Q3: Máy quang phổ khí có thể được sử dụng để giám sát thời gian thực không?
A3: Vâng. Các công cụ hiện đại từ PERSEE cho phép các biện pháp liên tục với thời gian phản ứng nhanh chóng. Chúng phù hợp với việc sử dụng thời gian thực như các quy trình CEMS hoặc PAT.
