Motivation

In der Analytik besteht häufig die Notwen-

digkeit zum selektiven Nachweis von Gefahr-

stoffen (z. B. halogenierten organischen

Verbindungen (HKW)) in Spurenkonzen-

trationen. Detektoren für die Gaschro-

matographie (GC) müssen bestimmte

Eigenschaften erfüllen, damit sie in der

Praxis anwendbar sind. Daher besteht seit

langem der Bedarf nach einem gaschro-

matographischen Detektor, der in seinen

Verfahrenskenngrößen, besonders in der

Empfindlichkeit und der Selektivität, dem

Elektroneneinfangdetektor ebenbürtig ist.

Ergebnisse

Am Fraunhofer IKTS wurde ein Detektor

auf der Basis thermischer katalytischer Ober-

flächenionisation (TKOI) in Kooperation

mit den Firmen meta Meßtechnische Sys-

teme GmbH und Jüke Systemtechnik GmbH

entwickelt. Das Kernelement eines derarti-

gen Detektors ist eine Keramik mit Heizer,

die als katalytisch aktives Medium des

Detektors wirkt. Innerhalb der Arbeiten

wurde ein solcher Aufbau des Detektors re-

alisiert, der die mit dem ECD vergleichbare

Empfindlichkeit zu den Chlorkohlenwasser-

stoffen (CKW) aufweist. Die Nachweis-

grenze liegt dabei bei <10-9 mg.

Applikation

- Umweltanalytik

- Chemische Industrie

- Medizintechnik

TKOI–DETEKTOR FÜRGASCHROMATOGRAPHIE

F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R K E R A M I S C H E T E C H N O L O G I E N U N D S Y S T E M E I K T S

1 Keramischer Anodenheizer für TKOI-

Detektor.

2 Gesamtansicht des TKOI-Detektors.

Fraunhofer-Institut für Keramische

Technologien und Systeme IKTS

Winterbergstraße 28

01277 Dresden

Ansprechpartner

Dr. Mihails Kusnezoff

Telefon 0351 2553-7707

mihails.kusnezoff@ikts.fraunhofer.de

www.ikts.fraunhofer.de

1

Probenvolumen: 0,05 mlCKW-Anteil: 10-4 Vol.-%

0 1 2 3 4 5 6tR[min]

3

2

1

0Rel.

Sign

alin

tens

ität

Gaschromatogramm des CKW-

Gemischs

F R A U N H O F E R I N S T I T U T E F O R C E R A M I C T E C H N O L O G I E S A N D S Y S T E M S I K T S

Fraunhofer Institute for Ceramic

Technologies and Systems IKTS

Winterbergstrasse 28

01277 Dresden, Germany

Contact

Dr. Mihails Kusnezoff

Phone +49 351 2553-7707

mihails.kusnezoff@ikts.fraunhofer.de

www.ikts.fraunhofer.de

2

Motivation

A selective detection of dangerous subs-

tances (for example of halogenated organic

compounds (HOC)) in trace concentrations

is often necessary in analytical chemistry

and environmental analytics.

The gas chromatography detectors (GC) are

suited for such purposes but they must sat-

isfy some specific requirements to be appli-

cable in practice. For a long time, there is a

demand for a gas chromatography detector

that has the improved performance data,

especially sensitivity and selectivity, which

are equal to or better than the parameters

of an electron capture detector (ECD).

Results

A detector on the basis of thermal catalytic

surface ionization (TCSI detector) was

developed by Fraunhofer IKTS in coopera-

tion with meta Messtechnische Systeme

GmbH and Jüke Systemtechnik GmbH. The

core element of this detector is a ceramic

body combined with a heater. The assembly

acts as a catalytically active media for ion-

ization of gas species. The reached sensitiv-

ity to chlorinated hydrocarbons (CHC) is

comparable to the sensitivity of ECD. The

detection limit of the detector is less than

10-9 mg.

Application

- Environmental analytics

- Chemical industry

- Medical technology

TCSI–DETECTOR FOR GASCHROMATOGRAPHY

1 Ceramic anode heater for TCSI detector.

2 Overall view of the TCSI detector.

Sample volume: 0.05 mlCHC percentage: 10-4 Vol.%

0 1 2 3 4 5 6tR[min]

3

2

1

0Rel.

sign

al in

tens

ity

Gas chromatogram of the CKW

mixture

413-W-13-5-15