第02章、气相色谱资料.ppt

第一节、概　述 ?一. 色谱法的产生和发展 1906年，俄国植物学家Tswett为了分离植物色素，将植物绿叶的石油醚提取液倒入装有碳酸钙粉末的玻璃管中，并用石油醚自上而下淋洗，由于不同的色素在碳酸钙颗粒表面的吸附力不同，随着淋洗的进行，不同色素向下移动的速度不同，形成一圈圈不同颜色的色带，使各色素成分得到了分离。他将这种分离方法命名为色谱法（chromatography）。 在此后的20多年里，几乎无人问津这一技术。 到了1931年，Kuhn等用同样的方法成功地分离了胡萝卜素和叶黄素，从此，色谱法开始为人们所重视， 此后，相继出现了各种色谱方法（见表2-1）。 表2-1 色谱法的发展历史 在分析化学领域: 色谱法是一个相对年轻的分支学科。 早期的色谱技术只是一种分离技术，与萃取、蒸馏等分离技术不同的是其分离效率高得多。 当这种高效的分离技术与各种灵敏的检测技术结合在一起后，才使得色谱技术成为最重要的一种分析方法， 色谱技术几乎可以分析所有已知物质，在所有学科领域都得到了广泛的应用。 表2-2 色谱法起过关键作用的诺贝尔奖研究工作 二. 色谱法的优点和缺点　1. 色谱法的优点分离效率高。几十种甚至上百种性质类似的化合物可在同一根色谱柱上得到分离，能解决许多其他分析方法无能为力的复杂样品分析。分析速度快。色谱法可在几分钟至几十分钟的时间内完成一个复杂样品的分析。 　　检测灵敏度高。随着信号处理和检测器制作技术的进步，不经过预浓缩可以直接检测 10-9g 级的微量物质。如采用预浓缩技术，检测下限可以达到 10-12g数量级。 样品用量少。一次分析通常只需数纳升至数微升的溶液样品。　　选择性好。通过选择合适的分离模式和检测方法，可以只分离或检测感兴趣的部分物质。　　多组分同时分析。在很短的时间内（20min左右），可以实现几十种成分的同时分离与定量。　　易于自动化。现在的色谱仪器已经可以实现从进样到数据处理的全自动化操作。　2. 色谱法的缺点定性能力较差。为克服这一缺点，已经发展起来了色谱法与其他多种具有定性能力的分析技术的联用。 表2-3 色谱法按流动相种类的分类 固定相使用的形式： 柱色谱法(固定相装在色谱柱中)、 纸色谱法(滤纸为固定相) 薄层色谱法(将吸附剂粉末制成薄层作固定相)等。 分离过程的机制： 吸附色谱法(利用吸附剂表面对不同组分的物理吸附性能的差异进行分离) 分配色谱法(利用不同组分在两相中有不同的分配系数来进行分离) 离子交换色谱法(利用离子交换原理) 排阻色谱法(利用多孔性物质对不同大小分子的排阻作用)等。 第二节、气相色谱仪器 一、气相色谱仪流程图 　　气相色谱仪是一个载气连续运行、气密的气体流路系统。气路系统的气密性、载气流速的稳定性及测量的准确性，都影响色谱仪的稳定性和分析结果。　　 减压阀????结构如下图所示。图中7是高压气瓶与减压阀的连接口，气体经针阀4进入装有调节隔膜的出口腔5，出口压力是靠调节手柄1调节。顺时针拧紧，针阀逐渐打开，出口压力升高；反时针旋松，出口压力减小。? 稳压阀????结构如下图所示。为后面的针形阀提供稳定的气压，或为后面的稳流阀提供恒定的参考压力。旋转调节手柄，即可通过弹簧将针阀2旋到一定的开度，当压力达到一定值时就处于平衡状态，当气体进口压力P1 稍有增加时，P2 处的压力也增加，波纹管就向右移动，并带动三根连动阀杆（图中只画出一根）也向右移动，使阀开度变小，使出口压力 P3 维持不变，反之亦然。 稳流阀 结构如下图所示。程序升温用气相色谱仪通常还配有稳流阀，以维持柱升降温时气流的稳定。其工作原理是针阀在输入压力保持不变的情况下旋到一定的开度，使流量维持不变。当进口压力P1 稳定，针阀两端的压力差⊿P=P3-P2 ，当⊿P等于弹簧压力时，膜片两边达到平衡。当柱温升高时，气体阻力增加，出口压力P4 增加，流量降低。因为 P1是恒定的，所以P1-P2 小于弹簧压力，这时弹簧向上压动膜片，球阀开度增大，出口压力 P4增大，流量增加， P2也相应下降，直至P1-P2 等于弹簧压力时，膜片又处于平衡，使气体流量维持不变。 二、进样器 1. 阀进样器-气体样品的进样 2. 隔膜进样器-填充柱液体样品的进样 3. 分流进样器-毛细管柱液体样品的进样 1. 阀进样器--气体样品的进样　　通常用六通阀进样器，其结构如下图所示。在采样位置时，载气经1流入，直接从2流出，到达色谱柱，气体样品从进样口5流入到接在通道3和6上的定量管7中，并从通道4流出。当六通阀从采样位置旋转60o 至进样位置时，载气经1和6通道与定量管7连通，将定量管中的样品从通道3和2带至色谱柱中。 2. 隔膜进样器--填充柱液体样品的进样　　液体样品通过气化室转化