第13章气相色谱分析法.ppt

该类型色谱柱是利用其中固体吸附剂对不同物质的吸附能力差别进行分离。主要用于分离小分子量的永久气体及烃类。 1. 常用固体吸附剂 硅胶(强极性)、分子筛(极性，筛孔大小) 、氧化铝(弱极性)、活性炭(非极性) 2. 人工合成固体吸附剂 高分子多孔微球(GDX)：人工合成的多孔聚合物，其孔径大小可以人为控制。可在活化后直接用于分离。 一、气固色谱固定相——固体吸附剂 高分子多孔微球可分为两类： 非极性：苯乙烯+二乙烯苯共聚：GDX-1和2型（国产）；Chromosorb系列（国外） 极性：苯乙烯+二乙烯苯共聚物中引入极性基团：GDX-3和4型（国产）；Porapak N等（国外） 二、气液色谱固定相——载体+固定液 气液色谱固定相由载体(Solid support material)和固定液(Liquid stationary phase) 构成：载体为固定液提供大的惰性表面，以承担固定液，使其形成薄而匀的液膜。 1. 载体(也称担体) 对载体的要求：粒度均匀、高强度的球形小颗粒；至少1m2/g的比表面(过大可造成峰形拖尾)；高温下呈惰性(不与待测物反应)并可被固定液完全浸润。 载体类型：分为硅藻土型和非硅藻土型，前者又分为白色和红色担体。 载体表面处理：硅藻土含有硅醇基(—SiOH)、Al2O3、Fe等，也就是说，它具有活性而不完全化学惰性，需进行化学处理。 其处理过程如下： 左图为气固色谱图：2m长，填充分子筛(5?) 右图为气液色谱图，30m, 0.53WCOT开管柱 2. 固定液及其选择 对固定液的要求： a) 热稳定性好、蒸汽压低——流失少； b) 化学稳定性好——不与其它物质反应； c) 对试样各组分有合适的溶解能力(分配系数K适当); d) 对各组分具有良好的选择性。 固定液与组分的作用力： a)取向力——极性与极性分子之间（偶极与偶极 之间静电吸引） b)诱导力——极性与非极性分子之间（偶极与瞬 时偶极之间静电吸引）； c)色散力——非极性分子之间（瞬时偶极之间静 电吸引）； d)氢键力——强度介于化学键力和范德华力之间 的静电吸引，亦属取向力。 前三种统属范德华力，后者属特殊范德华力。 固定液的特性是指其极性和选择性。 极性的表示方法 相对极性P：规定非极性固定液角鲨烷的极性为0，强极性固定液?,?-氧二丙腈的极性为100，以物质对正丁烷-丁二烯或环已烷-苯在角鲨烷、?,?‘-氧二丙腈及待测固定液上分离得到相对保留值，并取对数： 3. 固定液的选择 从下列公式求得待测固定液的相对极性Px： 其中q1, q2, qx分别表示物质对在?,?‘-氧二丙腈、角鲨烷和待测固定液的相对保留值。Px在0~100之间，每20单位为一级，即将极性分为5级：0, +1(非极性)；+1, +2(弱极性)；+3(中等极性)；+4, +5(强极性) 固定液分类及选择： 固定液选择：按“相似相溶”原理选择固定液。 非极性组分：非极性固定液，沸点低组分先流出； 极性物质：极性固定液，极性小组分先流出； 极性混合物：极性固定液，极性小组分先流出； 氢键型物质：氢键型固定液，不形成氢键组分先出； 复杂混合物：两种或以上混合固定液 13.3 气相色谱分离分析条件 根据van Deemter方程和色谱分离方程式，分析条件的选择上一章已论述，此处针对气相色谱方法作一简单小结。 1. 柱长L 由分离度R的定义可得(R1/R2)2=n1/n2=L1/L2 即柱越长，理论塔坂数越高，分离越好。但柱过长，分析时间增加且峰宽也会增加，导致总分离效能下降，因此柱长L要根据R的要求(R=1.5)，选择刚好使各组分得到有效分离为宜。 当u较小时，B/u占主要，此时选择分子量大的载气， 使组分的扩散系数小； 当u较大时，Cu点主要，此时选择分子量小的载气， 使组分的扩散系数大，减小传质阻力项Cu。 2. 载气及流速u 对van Deemter方程求导得到在流速为： 柱效最高： 3.柱温 柱温 降低 升高 传质快、柱效高 纵向扩散强、峰拖尾 过高造成固定液流失 分析时间长 恒温 程序升温 (宽沸程混合物) 实验确定 4. 载体粒度及筛分范围 载体粒度越小，柱效越高。但粒度过小，则阻力及柱压增加。通常，对填充柱而言，粒度大小为柱内径的1/20~1/25为宜。 5. 进样方式及进样量 要以“塞子”