chapter12色谱分离法3.ppt

§3 气相色谱法 一、概　述 （一）气相色谱法（GC） 用气体作为流动相的色谱法称为气相色谱法。 是英国生物化学家 Martin A.T.P等人在研究液-液分配色谱的基础上，于1952年创立的一种极有效的分离方法，它可分析和分离复杂的多组分混合物。 目前由于使用了高效能的色谱柱，高灵敏度的检测器及微处理机，使得GC成为一种分析速度快、灵敏度高、应用范围广的分析方法。 如气相色谱与质谱（GC-MS）联用、气相色谱与Fourier红外光谱 (GC-FTIR)联用、气相色谱与原子发射光谱（GC-AES）联用等。 气相色谱法又可分为气－固色谱（GSC）和气－液色谱（GLC）两类； （二）气相色谱法的分类 1.气－固色谱（GSC） 固定相：用多孔性固体为固定相； 分离的主要对象是一些永久性的气体和低沸点的化合物。 但由于气固色谱可供选择的固定相种类甚少，分离的对象不多，且色谱峰容易产生拖尾，因此实际应用较少。 2.气－液色谱（GLC） 固定相：用高沸点的有机物涂渍在惰性载体上； 一般只要在450℃以下有1.5KPa-10KPa的蒸汽压且热稳定性好的有机及无机化合物都可用气液色谱分离。 由于在气液色谱中可供选择的固定液种类很多，容易得到好的选择性，所以气液色谱有广泛的实用价值。 （三）气相色谱法的特点 1.选择性好； 2.柱效高； 3.灵敏度度； 二、气相色谱仪 气相色谱仪的工作流程 待测物样品被蒸发为气体并注入到色谱分离柱柱顶，以惰性气体（指不与待测物反应的气体，只起运载蒸汽样品的作用，也称载气）将待测物样品蒸汽带入柱内分离。 其分离原理是基于待测物在气相和固定相之间的吸附-脱附（气-固色谱）和分配（气-液色谱）来实现的。 由高压钢瓶1供给的流动相载气；经减压阀2、净化器3、流量调节器4和转子流速计6后，以稳定的压力恒定的流速连续流过气化室7、色谱柱8、检测器11，后排出。 气相色谱仪的组成：五大系统； 气路系统，进样系统，分离系统，温控系统以及记录和检测系统。 （一）气路系统 气路系统是一个载气连续运行的密闭管路系统，可以获得纯净的、流速稳定的载气。 气路系统的要求：密封性好，流速稳定，流速控制方便和测量准确等。 包括：气源、净化干燥管和载气流速控制器及气化室。 目的：获得连续稳定（压力、流量）的气流及带入样品。 气体：N2, H2, Ar, He及空气。 载气的净化，需经过装有活性炭或分子筛的净化器，以除去载气中的水、氧等不利的杂质。 流速的调节和稳定是通过减压阀、稳压阀和针形阀串联使用后达到。一般载气的变化程度1%。 1.载气 氮气（N2，纯度为99.9995%），来自钢瓶或氮气发生器，由分离空气来制得； 氢气（H2 ， 99.99~99.9999%），来自钢瓶或氢气发生器（电解KOH或NaOH溶液得到）； 氦气（He）装有钢瓶；另外还有氩气（Ar）、甲烷、乙烷和二氧化碳等。 气相色谱仪的流动相多用高压气瓶做气源，经减压阀把气瓶中15MPa左右的压力减低到0.2～0.5Mpa； 通过净化器（一般为20～25cm×4cm i.d．的金属管或塑料管，内装5A分子筛，除去载气中的水分和杂质）到稳压阀，保持气流压力稳定。 程序升温用气相色谱仪，还要有稳流阀，以便在柱温升降时可保持气流稳定。压力表或流量计可指示载气的流量或流速。 气化室是为液体或固体样品进行气化的装置。毛细管气相色谱仪与填充柱气相色谱仪不同之处是进样系统复杂，如在气化室中装分流／不分流系统，使用冷柱头进样系统。另外在毛细管色谱柱末端进入检测器时还要增加一个补充气的管线以保证检测器正常工作。 2.气路结构 单柱单器路：适用于恒温分析； 双柱双气路：适用于程序升温，并能补尝固定液的流失，并使基线稳定。 3.净化器　 用来提高载气纯度的装置； 常用的净化剂主要有：活性炭，硅胶，分子筛，105催化剂。分别用来除去烃类物质和氧气、水分。 4.稳压恒流装置 由于载气流速是影响色谱分离和定性分析的重要操作参数之一，因此，要求载气流速稳定。用一个稳压阀，就可使柱子的进口压力稳定，从而保持流速恒定。 （二）进样系统 包括：进样装置和气化室； 作用：将液体或固体试样，在进入色谱柱前瞬间气化，快速定量地转入到色谱柱中。 1.进样器： 一般都用微量注射器，常用的规格有1、5、10、50mL等。 常以微量注射器（穿过隔膜垫）或六通阀将液体样品注入气化室（汽化室温度比样品中最易蒸发的物质的沸点高约50℃），通常六通阀进样的重现性好于注射器。 2.进样要求： 进样量或体积适宜；“塞子”式进样。 一般柱分离进样体积在十分之几至20L，对毛细管柱分离，体积约为10-3 L，此时应采用分流进样装置来实现。体积过大或进样过慢，将导致分离变差（拖尾）。 （三）分离系统 1.色谱柱 是气相色谱仪中分离的心脏，