第一节气相色谱

1、1气气 相相 色色 谱谱 基基 础础 2气相色谱基础气相色谱基础第一节第一节 概概 述述第二节第二节 气相色谱柱气相色谱柱第三节第三节 气相色谱检测器气相色谱检测器第四节第四节 气相色谱基础理论和分析条件的选择气相色谱基础理论和分析条件的选择第五节第五节 气相色谱定性和定量分析方法气相色谱定性和定量分析方法第六节第六节 气相色谱仪的使用和维护气相色谱仪的使用和维护3第一节第一节 概述概述一、色谱的由来与应用一、色谱的由来与应用二、色谱法的分类二、色谱法的分类三、气相色谱的基本流程三、气相色谱的基本流程四、气相色谱的分离原理四、气相色谱的分离原理五、气相色谱的基本术语五、气相色谱的基本术语六、气

2、相色谱仪的主要工作系统六、气相色谱仪的主要工作系统4一、色谱的由来、发展与应用一、色谱的由来、发展与应用1 、由来、由来 1905年俄国生物化年俄国生物化学家茨维特把植物叶子学家茨维特把植物叶子的石油醚萃取液从一根的石油醚萃取液从一根装有碳酸钙吸附剂的玻装有碳酸钙吸附剂的玻璃管上端注入，并进一璃管上端注入，并进一步用石油醚液洗脱，分步用石油醚液洗脱，分辨了植物中的各种色素。辨了植物中的各种色素。“色谱色谱”一词由此而来。一词由此而来。52 、发展、发展1941年年 英国物理化学家英国物理化学家 Marting and Synge 提出分配色谱，提出分配色谱，并预言可用气体做流动相并预言可用气体

3、做流动相1952年年 英国物理化学家英国物理化学家 Marting and James 完成了气液色谱从理论完成了气液色谱从理论 到实践的开创性研究工作，描述了第一台自制的气液色谱仪，到实践的开创性研究工作，描述了第一台自制的气液色谱仪，获得了诺贝尔奖金。获得了诺贝尔奖金。1955年年 P-E公司下属公司推出第一台商品气相色谱仪公司下属公司推出第一台商品气相色谱仪1956年年 荷兰化学工程专家荷兰化学工程专家Van Deemter 发表了著名的发表了著名的“速率理论速率理论”19581959年年 Burrel 公司推出程序升温气相色谱仪公司推出程序升温气相色谱仪 19571958年年 美国电器

4、工程师美国电器工程师 Golay开创了毛细管气相色谱的新纪元开创了毛细管气相色谱的新纪元1970年以后年以后 气相色谱仪走向自动化、计算机化气相色谱仪走向自动化、计算机化63 、色谱法的应用范围：、色谱法的应用范围：化工石油化工石油生物化学生物化学煤炭电力煤炭电力矿山冶金矿山冶金食品轻工食品轻工农业林业农业林业地质勘探地质勘探医药卫生医药卫生环境保护环境保护宇宙探索等宇宙探索等7 4 、色谱法的优点、色谱法的优点分离效能高分离效能高分析速度快分析速度快样品用量少样品用量少适用范围广适用范围广操作简便操作简便8二二 、色谱法的分类、色谱法的分类 1、按两相状态分类、按两相状态分类 2、按固定相制

5、成的形状分类、按固定相制成的形状分类 3、按分离过程的物理化学原理分类、按分离过程的物理化学原理分类 4、按动力学原理分类、按动力学原理分类 91、按两相状态分类、按两相状态分类基本术语：流动相基本术语：流动相固定相固定相气态物质作流动相：气相色谱气态物质作流动相：气相色谱(GC) 气液色谱：固定相为液体气液色谱：固定相为液体气固色谱：固定相为固体气固色谱：固定相为固体液态物质作流动相：液相色谱液态物质作流动相：液相色谱(LC) 液液色谱：液液色谱： 固定相为液体固定相为液体液固色谱：固定相为固体液固色谱：固定相为固体102、按色谱柱的材料及制成的形状分类、按色谱柱的材料及制成的形状分类(1)

6、、柱色谱、柱色谱 填充柱色谱填充柱色谱 毛细管柱色谱（开口管柱色谱）毛细管柱色谱（开口管柱色谱）(2)、纸色谱、纸色谱(3)、薄层色谱、薄层色谱113、按分离的原理分类、按分离的原理分类(1)、吸附色谱、吸附色谱(2)、分配色谱、分配色谱(3)、离子交换色谱、离子交换色谱等十余种等十余种124、按动力学原理分类、按动力学原理分类(1)、迎头法、迎头法(2)、顶替法、顶替法(3)、冲洗法、冲洗法13三、气相色谱的基本流程三、气相色谱的基本流程14四、气相色谱的分离原理四、气相色谱的分离原理（以气液色谱为例）（以气液色谱为例）15五、色谱流出曲线的有关术语五、色谱流出曲线的有关术语色谱图161、色

7、谱峰的基本术语：、色谱峰的基本术语：1基线：基线：2色谱峰色谱峰3峰高峰高(h)4半峰宽半峰宽(y1/2) y1/2 =2.354 5拐点：拐点：E和和F，拐点位于，拐点位于0.607h处处6峰底宽峰底宽(y) ：IJ，y4 176峰底宽峰底宽(y) ：IJ，y4 7.7.流出曲线标准偏差，其流出曲线标准偏差，其值等于峰高之值等于峰高之0.607处峰宽处峰宽的一半。的一半。8色谱区域宽度：常用标准色谱区域宽度：常用标准偏差、半峰宽或峰底宽等偏差、半峰宽或峰底宽等来度量。来度量。9. 拖尾峰拖尾峰10. 前伸峰前伸峰11. 鬼峰：并非样品本身产生鬼峰：并非样品本身产生182、保留参数、保留参数1

8、保留时间保留时间(tR)2保留体积保留体积(VR) VR=tRUe Ue常压和室温条件下往出口处的常压和室温条件下往出口处的载气体积流速载气体积流速3死时间死时间(tA)4死体积死体积(VA) VA=tAUe5调整保留时间调整保留时间(t R) tR=tR-tA 6调整保留体积调整保留体积(VR) VR =tRUe7相对保留值（相对保留值（ris又称分离因子又称分离因子） ris=tRi/tRs式中式中 tRi、tRs分别为组分分别为组分i和和s的调整保留时间的调整保留时间19六、气相色谱仪的主要工作系统六、气相色谱仪的主要工作系统 （一）供气系统（一）供气系统 （二）进样系统（二）进样系统

9、（三）分离系统（三）分离系统 （四）检测系统（四）检测系统 （五）数字处理系统（五）数字处理系统20（一）供气系统（一）供气系统1、气源、气源2、净化、净化3、稳压稳流、稳压稳流4、气流的显示、气流的显示21 1、气源、气源（1）载气（术语）载气（术语）（2）辅助气体）辅助气体 来源：高压钢瓶、气体发生器来源：高压钢瓶、气体发生器22 2、净化、净化 去除气体中干扰色谱分析的杂质去除气体中干扰色谱分析的杂质硅胶：除去水份硅胶：除去水份 活性炭：对一般杂质均有吸附能力活性炭：对一般杂质均有吸附能力 分子筛：除去微量水、分子筛：除去微量水、CO2及有机杂质及有机杂质 紫铜粉：紫铜粉：475 下除去

10、微量氧等下除去微量氧等23 3、稳压阀、稳流阀：得到稳定的流速、稳压阀、稳流阀：得到稳定的流速244、气流的显示、气流的显示压力表压力表 流量计流量计电子流量计电子流量计电子压力表电子压力表 只装有压力表的仪器可以通过绘制压力流量关只装有压力表的仪器可以通过绘制压力流量关系图来了解柱流速。系图来了解柱流速。25（二）进样系统（二）进样系统1、进样口和气化室：、进样口和气化室：液体进样液体进样也可以气体进样也可以气体进样262、六通阀：气体进样、六通阀：气体进样27分流与不分流进样分流与不分流进样28（三）分离系统（三）分离系统1、色谱柱：色谱分析的、色谱柱：色谱分析的“心脏心脏”，最主要，最主

11、要的部件之一，混合物的分离就在这里完成。的部件之一，混合物的分离就在这里完成。 形 式填充柱毛细管色谱柱尺寸内径24mm0.20.5mm长度110m15300m材 质不锈钢、铜、玻璃、 不锈钢、玻璃、聚四氟乙烯弹性石英玻璃形 状U型、螺旋型螺旋型292、色谱柱箱：为色谱分离提供适宜的温度环境。、色谱柱箱：为色谱分离提供适宜的温度环境。30（四）检测器（四）检测器 把各组分的浓度变化变成易于测量的电讯号如电压、把各组分的浓度变化变成易于测量的电讯号如电压、电流等，经放大后送至数据处理系统计算记录并显示出来。电流等，经放大后送至数据处理系统计算记录并显示出来。 研究过的有二、三十种，商品仪器上只有六种：研究过的有二、三十种，商品仪器上只有六种： 1、 热导池检测器热导池检测器TCD：flame ionization detector 2、氢火焰离子化检测器、氢火焰离子化检测器FID：thermal conductivity detector 3、电子捕获检测器、电子捕获检测器ECD：electron capture detector 4、火焰光度检测器、火焰光度检测器FPD：flame photometric detector 5、热离子化检测器、热离子化检测器NPD（又称氮磷检测器）：（又称氮磷检测器）： nitrogen phosphor detec