GC-TCD (Thermal Conductivity Detector)

1. TCD (Thermal Conductivity Detector)

열전도도 검출기(TCD)는 기체 크로마토그래피의 초기 검출기로 아직도 널리 사용되고 있으며, 이동상 기체의 열전도도와 다른 열전도도를 갖는 화합물을 감지하는데 근거를 두고 있다. 기체의 열전도도는 분자량이 적을수록 증가하며, 여러가지 화합물의 상대적인 열전도도를 보여주고 있다. H2가 가장 높은 열전도도를 가지는 gas이지만 불안정하여 운반기체로 사용할 수 없다. 그래서 운반 기체로는 H2를 제외한 다른 가스보다 열전도도가 큰 He을 주로 사용한다. 그러나 H2는 He보다 유일하게 높은 열전도도를 갖고 있는 성분이어서 H2분석 시 H2는 He보다 열전도도가 크기 때문에 반대방향의 Peak가 나타나며, 열전도도 차이가 적기 때문에 감도가 떨어진다. 그래서 H2분석 시에는 운반기체로 N2나 Ar을 사용하기도 한다. 그러나 He운반 가스에서 H2 Peak가 반드시 반대방향으로 나타나는 것은 아니며, 약 3~6%mol/mol의 농도에서 Peak가 다른 가스와 같은 방향으로 나온다.

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<운반기체> <운반기체+시료성분>

위 그림은 검출의 시스템을 나타내고 있다. 이 시스템에서는 분석기체와 운반기체가 교대로 3.5㎕의 아주 작은 도자기 실에서 위차한 소형의 필라멘트를 통과한다. 1초당 10주기로 교대 시킴으로써 분석 및 참조 기체의 열전도도 차이에 비례하는 진폭을 가진 10Hz의 변조형 중간 신호가 필라멘트로부터 나온다. 이 중간 신호는 10Hz 신호에만 감응하여 증폭되므로, 검출실 열로 인한 잡음과 시준선 표류가 크게 감소된다.

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2. TCD의 기능

▶ Carrier gas 이외의 모든 화합물 검출가능

▶ Carrier gas로는 주로 He이 사용된다.

(단, He이나 H2를 분석하는 경우에는 N2나 Ar을 사용한다)

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● 열전도도

He	408	Ar	52	Ethane	77
H2	547 (very High)	O2	76	Methanol	52
N2	73	H2O	60	Chloroform	24

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▶ 주요 응용 : Gas Analysis

                   물, 포름알데이히드, formic acid 등 FID에서 검출되지 않는 화합물의 분석

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