裂解儀是一類通過物理或化學(xué)手段將復(fù)雜物質(zhì)分解為小分子片段,以實(shí)現(xiàn)成分分析、結(jié)構(gòu)鑒定或功能研究的科學(xué)儀器。
裂解儀可根據(jù)加熱方式和技術(shù)原理分為以下四類,各具特點(diǎn)與應(yīng)用場景:
1. 管式爐裂解器
原理:通過電熱絲加熱外壁包裹的石英管,樣品置于鉑金小舟內(nèi),由推桿送入裂解爐,避免與管壁接觸。
特點(diǎn):
溫度控制:裂解溫度范圍300~1000℃,恒溫精度高,溫度連續(xù)可調(diào)。
操作優(yōu)勢:結(jié)構(gòu)簡單,可定量進(jìn)樣,操作方便。
局限性:升溫速率不可調(diào),死體積大,易產(chǎn)生二次反應(yīng)。
應(yīng)用:適用于各種類型樣品的裂解分析,如高分子材料、有機(jī)物等。
2. 熱絲裂解器
原理:利用鉑絲或鎳鉻絲繞成螺旋狀作為加熱元件,樣品涂覆在金屬熱絲上,通過穩(wěn)定電壓加熱至所需溫度。
特點(diǎn):
加熱效率:加熱時(shí)間短,二次反應(yīng)少。
操作限制:不易定量進(jìn)樣,一般僅用于定性分析。
應(yīng)用:適用于需要快速裂解且對定量要求不高的場景,如初步成分篩查。
3. 居里點(diǎn)裂解器
原理:采用鐵磁性材料(如鐵磁絲)作為加熱元件,置于高頻線圈中。當(dāng)線圈通電時(shí),鐵磁絲感應(yīng)加熱至居里點(diǎn)溫度(鐵磁質(zhì)變?yōu)轫槾刨|(zhì)的臨界溫度),此時(shí)自動停止加熱,溫度穩(wěn)定可控。
特點(diǎn):
溫控精度:升溫速度快,溫控精確,二次反應(yīng)少。
溫度選擇:通過調(diào)節(jié)鐵磁質(zhì)合金組成,可獲得不同居里點(diǎn)溫度(如300℃、600℃等)。
設(shè)備復(fù)雜度:設(shè)備較復(fù)雜,溫度不能連續(xù)選擇。
應(yīng)用:適用于需要精確控溫的裂解分析,如高分子材料結(jié)構(gòu)研究、藥物分析等。
4. 激光裂解器
原理:利用激光束(如紅寶石激光器、二氧化碳激光器)聚焦至樣品表面,樣品通過多光子吸收或電子隧道效應(yīng)吸收光能,迅速裂解為小分子碎片。
特點(diǎn):
加熱性能:升溫速度快,裂解溫度高,死體積小。
操作挑戰(zhàn):裂解溫度難以精確控制和測定,且與樣品顏色相關(guān),操作復(fù)雜。
應(yīng)用:適用于高分子有機(jī)物結(jié)構(gòu)分析,如塑料、橡膠等材料的裂解研究。