气相色谱分析课件_1.ppt

早期的色谱工作者使用自制气相色谱仪 美国Perkin-Elmer公司：1954年首先有商品化的填充柱气相色谱仪问世，1959年推出毛细管柱气相色谱仪。 英国、日本、意大利等国随后相继生产许多型号的色谱仪。 1975年以来，美国与日本的气相色谱仪在我国占有很大市场。 我国色谱法起步于1954年。 1961-65年间，大连化物所与大连第二仪表厂和天津试剂二厂合作研制并生产出我国最早的气相填充柱、毛细柱色谱仪和制备色谱仪。 其后北京、上海、南京、天津、重庆、山东等地多家工厂生产多种型号气相色谱仪 目前一些国产色谱仪性能已接近国外较好水平。 新技术-二维气相色谱 气相色谱分析的基本知识 1. 气流系统 载气种类的选择：常用气体有H2、N2、air、CO2、He、Ar。均可用作载气 载气对柱效的影响、检测器要求及载气性质。 载气摩尔质量大，可抑制试样的纵向扩散，提高柱效。载气流速较大时，传质阻力项起主要作用，采用较小摩尔质量的载气（如H2，He），可减小传质阻力，提高柱效。 热导检测器需要使用热导系数较大的氢气有利于提高检测灵敏度。在氢焰检测器中，氮气是首选。 载气的安全性、经济性及来源是否广泛等因素。 气体纯化：气体纯度要求至少99.99％以上。 1．进样器：一般采用微量注射器，六通阀或自动进样器引入试样。 手动进样：微量进样器（规格有1μL，5μL，10μL等） 自动进样：计算机控制 顶空进样：外围装置 气体阀进样：在线质量控制 2．气化室：色谱仪进样口下端有一汽化器，电加热使液态试样瞬间气化。汽化温度一般较柱温高30~70°C。 防止汽化温度太高造成试样分解 气化室-分流进样模式 气化室-不分流进样模式 填充色谱柱 长度0.5-10m 内径2 ~ 6mm 膜厚10um 毛细柱 长度：10-150m 内径0.1 ~ 0.5mm 膜厚0.1-1um 载气通过空心柱的阻力远小于填充柱 当固定相与柱温相同时，为达到分离两组分相同的分辨率，空心柱所需分析时间比填充柱要短 当固定相相同时，使用空心柱时的柱温常稍低于填充柱。 填充柱的制备方法简单，使用方便，用于气体样品和易于分离的样品分析 分析痕量组分时，若填充柱能将痕量组分与其他组分很好地分离，则用填充柱有利于检测，否则应该用空心柱，使之与其他组分分离，才能定量检测。 分析异构体和复杂混合物样品时，空心柱优于填充柱。 固体固定相 无机材料吸附剂： a．分子筛 b．硅胶 c．氧化铝 d．碳素 有机聚合剂 由苯乙烯或乙基乙烯苯等单体与交联剂二乙 烯苯交联共聚而成。 国内产品：GDX系列 国外产品：Poropak，Chromosorb 液体固定相——载体 + 固定液 ① 载体：承载固定液。增大固定液与流动相（试样）的接触面积。 要求：比表面大；化学及热稳定性好；粒度均匀；有一定机械强度 a．硅藻土类载体 b．氟化合物类载体 c．玻璃微球载体 ② 固定液 作为气相色谱固定液应具备的条件：粘度适宜，能均匀地涂布于载体表面；不与组分、载气、载体发生不可逆化学反应，热稳定性、化学稳定性好；蒸气压力低、凝固点低；易于重复制备，成份稳定；对试样各组分有适当的溶解能力 经常使用的还有200多种，其中硅氧烷类和聚酯类化合物占多数 常用液相固定液 色谱柱程序升温条件 柱温↓，分析时间↑。 柱温升高，分离度下降，色谱峰变窄变高。柱温↑，被测组分的挥发度↑，即被测组分在气相中的浓度↑，K↓，tR↓，低沸点组份峰易产生重叠。 柱温一般选择在接近或低于组分平均沸点时的温度。 组分复杂，沸程宽的试样，采用程序升温。 控制在固定液的最高使用温度 氢焰离子化检测器FID（Flame Ionization Detector） 电子捕获检测器ECD(Electron Capture Detector) 热导检测器TCD（Thermal Conductivity Detector） 其他检测器如FPD、NPD 红外检测器：GC/FT-IR联用检测技术 质谱检测器MSD：GC/MS联用检测技术 ECD原理：ECD内的放射源放出? -射线离子，与通过检测器的载气如N2碰撞产生电子和正离子，在电场作用下，分别向与自己极性相反的电极运动形成本底电流，当具有负电性的组分（有捕获电子能力的组分）进入检测室，捕获了检测室原有的电子，使检测室本底电流变小，产生电信号波动，即色谱峰。电信号波动大小与进入检测室的负电性组分量成正相关。 TCD原理：当载气以一定流速通过稳定状态的热导池时，热敏元件消耗电能产生的热与各因素所散失的热达到热动平