气相色谱解读.ppt

第十九章 气相色谱法 主讲人：黄玉明，分析化学教研室 主要从事色谱分析及发光分析研究 2011-5-11 本章要求：5点 1、掌握气相色谱法的基本原理； 2、掌握气相色谱中主要检测器的工作原理； 3、理解气相色谱法中固定相及分离条件的选择原则； 4、了解石英毛细管柱的特点； 5、了解气相色谱法的应用。 简介 什么是气相色谱? 气体作流动相的色谱 特点: 1、气体黏度小，在柱内流动的阻力小 2、扩散系数大，利于组分在两相间的快速传递，可实现高效快速分离 3、要求待分析物有一定蒸气压、热稳定性 分类： 气固（吸附）色谱：固定相为多孔固体吸附剂 气液（分配）色谱：固定相为高沸点有机化合物（固定液）固定在惰性载体上形成的液膜 §1 、气相色谱法的分析流程及仪器 一、分析流程 二、基本部件：五个部分 气路系统 进样系统 分离系统（色谱柱） 温控系统 检测及数据处理系统 1、气路部分 包括：气源、气体净化、气体流速控制和测量装置 载气：N2、H2、He、Ar 填充柱与毛细管气相色谱仪气路区别: 对毛细管气相色谱仪： 柱前有分流/不分流进样器，柱后有尾吹气路 2、进样系统 包括：进样器和气化室 毛细管色谱进样方式： a:分流进样（避免超负荷） b:不分流进样（痕量分析） c:直接进样（大口径管0.53mm) d:冷柱头进样(宽沸程及热不稳定物) e:程序升温气化进样：用密封隔膜和普通注射器冷进样，具有分流/不分流/冷柱头进样优点 3、分离系统 色谱柱（填充柱、毛细管柱），色谱仪的心脏 4、温控系统 组成：热敏元件、温控器和指示器 控制和指示：气化室、色谱柱及检测器温度； 控温要求：?0.1?C 控温方式：恒温、程序升温 程序升温：一个分析周期内，柱温呈线性或非线性增加 如何选择控温方式？ 5、检测及数据处理系统 检测器：热导(TCD)、氢火焰离子化(FID)、电子捕获(ECD)、火焰光度(FPD)及氮磷(NPD)检测器 §2 、色谱柱 1、类型: 填充柱、毛细管柱 2、毛细管柱 1957年，Gloay (USA)提出 也称为开管柱，习惯上叫毛细管柱 气相色谱发展的里程碑 特点： 1）、柱渗透性好 比渗透率比填充柱大2个数量级左右，因此，可采用高速分离 2）、柱效高 理论板数：106，适合于分离极其相似（?=1.05)并且复杂（〉100个）的混合物 3）、相比高、传质快、柱容量小 相比：50-150 ，比填充柱高得多（6-35），是两种柱的重要区别之一 由于高相比，导致分配容量小，因此使进样量受到限制。 类型： 1）、涂壁开管柱（wall coated open?tubular，WCOT柱）： 最早的毛细管柱，直接将固定液涂渍在管内壁上 内径为0.05 mm～0.53 mm，内壁涂布固定相（SE30、OV-1、OV-225、Carbowax 20M等)，相膜厚0.1mm～8.0mm 制备的固定液易流失，重现性差、寿命短 2）、壁处理开管柱 对柱内壁进行物理化学处理（减少表面活性）后再涂固定液 3）、多孔层开管柱（porous layer open tubular，PLOT柱）： 管内壁涂渍一层多孔吸附剂颗粒（在毛细管内壁形成多孔层），不涂固定液，实际上是毛细管气固（吸附）色谱柱 多孔层多为分子筛、氧化铝、熔融石英及高分子多孔微球等 主要用于永久性气体和低分子量有机化合物的分离分析 4）、载体涂渍开管柱（support coated open tubular，SCOT柱）： 先将普通载体(多用硅藻土)黏着在厚壁玻璃内壁上，而后再涂上固定液 载体粒径10-3～10-4mm，厚度一般为0.1mm 液膜厚，因而柱容量大，但由于制备技术比较复杂，应用不太普遍 5）、填充毛细管柱 将涂有固定液的载体填充到毛细管内得到。 兼具填充柱与毛细管柱的优点 小结 §3 、气相色谱法固定相 一、固定相及其选择 1、气固（吸附）色谱固定相 固体吸附剂: 主要有强极性的硅胶，弱极性的氧化铝，非极性的活性炭和特殊作用的分子筛等。使用时，可根据它们对各种气体的吸附能力不同，选择最合适的吸附剂。（表19-2，p527） 缺点： 1）、种类有限、性能与制备条件及活化条件有关，分析结果重现性较差，色谱峰不对称现象经常发生； 2）、进样量大时，峰拖尾； 3）、吸附中心容易中毒 因此，应用受到限制。 2、气液（分配）色谱固定相 1、固定液 1）、对固定液要求 （1）、首先是选择性好 固定液的选择性可用相对调整保留值?2.1，来衡量(p485公式18-32)。对于填充柱一般要求?2.1＞1．15；对于毛细管柱，?2.1＞1.05-1.08. （2）、要求固定液有良好的热稳定性和化学稳定性； （3）、对试样各组分有适当的溶解能力； （4）