裂解儀是一類通過物理或化學手段將復雜物質分解為小分子片段,以實現成分分析、結構鑒定或功能研究的科學儀器。
裂解儀可根據加熱方式和技術原理分為以下四類,各具特點與應用場景:
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,由推桿送入裂解爐,避免與管壁接觸。
特點:
溫度控制:裂解溫度范圍300~1000℃,恒溫精度高,溫度連續可調。
操作優勢:結構簡單,可定量進樣,操作方便。
局限性:升溫速率不可調,死體積大,易產生二次反應。
應用:適用于各種類型樣品的裂解分析,如高分子材料、有機物等。
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,通過穩定電壓加熱至所需溫度。
特點:
加熱效率:加熱時間短,二次反應少。
操作限制:不易定量進樣,一般僅用于定性分析。
應用: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。當線圈通電時,鐵磁絲感應加熱至居里點溫度(鐵磁質變為順磁質的臨界溫度),此時自動停止加熱,溫度穩定可控。
特點:
溫控精度:升溫速度快,溫控精確,二次反應少。
溫度選擇:通過調節鐵磁質合金組成,可獲得不同居里點溫度(如300℃、600℃等)。
設備復雜度:設備較復雜,溫度不能連續選擇。
應用:適用于需要精確控溫的裂解分析,如高分子材料結構研究、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吸收光能,迅速裂解為小分子碎片。
特點:
加熱性能:升溫速度快,裂解溫度高,死體積小。
操作挑戰:裂解溫度難以精確控制和測定,且與樣品顏色相關,操作復雜。
應用:適用于高分子有機物結構分析,如塑料、橡膠等材料的裂解研究。