第5章气相色谱分析

1、第五章 气相色谱分析gas chromatographic analysis ,GCn第一节第一节 气相色谱仪气相色谱仪n第二节第二节 气相色谱固定相及其选择气相色谱固定相及其选择n第三节第三节 气相色谱检测器气相色谱检测器n第四节第四节 分离与操作条件选择分离与操作条件选择n第五节第五节 气相色谱分析法的应用气相色谱分析法的应用n第六节第六节 毛细管色谱法毛细管色谱法第一节第一节 气相色谱仪气相色谱仪一、气相色谱仪器一、气相色谱仪器Shimadzus GC-2010Shimadzus GC-8AVarian 3900 Gas Chromatograph Varian CP-4900 Micr

2、o-GC气相色谱仪器气相色谱仪器二、气相色谱结构流程二、气相色谱结构流程1-载气钢瓶；2-减压阀；3-净化干燥管；4-针形阀；5-流量计;6-压力表；4-针形阀；5-流量计;6-压力表；9-热导检测器；10-放大器；11-温度控制器；12-记录仪；载气系统进样系统色谱柱检测系统温控系统数据记录及处理系统三、气相色谱仪主要部件三、气相色谱仪主要部件1. 1. 载气系统载气系统 包括气源、净化干燥管和载气流速控制；常用的载气有：氢气、氮气、氦气；净化干燥管：去除载气中的水、有机物等杂质（依次通过分子筛、活性炭等）；载气流速控制：压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气流速恒定。2. 进样装置进样装置

3、进样装置：进样装置：进样器+气化室； 气体进样器（六通阀）：气体进样器（六通阀）：推拉式和旋转式两种。 试样首先充满定量管，切入后，载气携带定量管中的试样气体进入分离柱；液体进样器：液体进样器： 不同规格的专用进样器，填充柱色谱常用10L；毛细管色谱常用1L； 新型仪器带有全自动液体进样器，清洗、润冲、取样、进样、换样等过程自动完成，一次可放置数十个试样。 气化室：气化室：将液体试样瞬间气化的装置。无催化作用。3. 3. 色谱柱（分离柱）色谱柱（分离柱） 色谱柱：色谱柱：色谱仪的核心部件。填充柱和填充柱和毛细管柱毛细管柱 柱材质：柱材质：不锈钢管或玻璃管，内径3-6毫米。长度可根据需要确定。

4、柱填料：柱填料：粒度为60-80或80-100目的色谱固定相。 气气-固色谱：固体吸附剂固色谱：固体吸附剂 气气-液色谱：担体液色谱：担体+固定液固定液 柱制备对柱效有较大影响，填料装填太紧，柱前压力大，流速慢或将 柱堵死，反之空隙体积大，柱效低。 有关固定液性质及其选择见下一节。4. 4. 检测系统检测系统 色谱仪的眼睛， 通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成； 被色谱柱分离后的组分依次进入检测器，按其浓度或质量随时间的变化，转化成相应电信号，经放大后记录和显示，给出色谱图； 检测器：检测器：广普型广普型对所有物质均有响应对所有物质均有响应； 专属型专属型对特定物质有高灵敏响应；对特定

5、物质有高灵敏响应； 常用的检测器：热导检测器、氢火焰离子化检测器； 有关检测器原理、结构见第三节。5. 5. 温度控制系统温度控制系统 温度是色谱分离条件的重要选择参数； 气化室、分离室、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温度； 气化室：保证液体试样瞬间气化； 检测器：保证被分离后的组分通过时不在此冷凝； 分离室：准确控制分离需要的温度。当试样复杂时，分离室温度需要按一定程序控制温度变化，各组分在最佳温度下分离；第二节 气相色谱固定相一、气固色谱固定相一、气固色谱固定相1. 1. 种类种类 (1)活性炭活性炭 有较大的比表面积，吸附性较强。 (2)活性氧化铝活性氧化铝 有较大的极性。适用于常温

6、下O2、N2、CO、CH4、C2H6、C2H4等气体的相互分离。CO2能被活性氧化铝强烈吸附而不能用这种固定相进行分析。 (3)硅胶硅胶 与活性氧化铝大致相同的分离性能，除能分析上述物质外，还能分析CO2、N2O、NO、NO2等，且能够分离臭氧。气固色谱固定相气固色谱固定相 (4)分子筛分子筛 碱及碱土金属的硅铝酸盐（沸石），多孔性。如3A、4A、5A、10X及13X分子筛等（孔径：埃）。常用5A和13X（常温下分离O2与N2）。除了广泛用于H2、O2、N2、CH4、CO等的分离外，还能够测定He、Ne、Ar、NO、N2O等。 (5)高分子多孔微球（高分子多孔微球（GDX系列）系列） 新型的有

7、机合成固定相（苯乙烯与二乙烯苯共聚）。 型号：GDX-01、-02、-03等。适用于水、气体及低级醇的分析。2. 2. 气固色谱固定相的特点气固色谱固定相的特点（1）性能与制备和活化条件有很大关系；）性能与制备和活化条件有很大关系；（2）同一种固定相，不同厂家或不同活化条件，分离效果）同一种固定相，不同厂家或不同活化条件，分离效果差异较大；差异较大；（3）种类有限，能分离的对象不多；）种类有限，能分离的对象不多；（4）使用方便。）使用方便。二、气液色谱固定相二、气液色谱固定相 气液色谱固定相气液色谱固定相 :固定液固定液+担体担体（支持体） ：小颗粒表面涂渍上一薄层固定液。小颗粒表面涂渍上一薄

8、层固定液。 固定液特点：固定液特点： 固定液在常温下不一定为液体，但在使用温度下一定呈固定液在常温下不一定为液体，但在使用温度下一定呈液体状态。液体状态。 固定液的固定液的种类繁多，选择余地大，应用范围不断扩大种类繁多，选择余地大，应用范围不断扩大。担体：化学惰性的多孔性固体颗粒，具有较大的比表面积。担体：化学惰性的多孔性固体颗粒，具有较大的比表面积。 1. 1. 作为担体使用的物质应满足的条件作为担体使用的物质应满足的条件 比表面积大，孔径分布均匀；比表面积大，孔径分布均匀； 化学惰性，表面无吸附活性或吸附性很弱，与被分离组化学惰性，表面无吸附活性或吸附性很弱，与被分离组份不起反应；份不起反

9、应； 具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎；具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎； 颗粒大小均匀、适度。一般常用颗粒大小均匀、适度。一般常用6080目、目、80100目。目。2.2.担体（硅藻土）担体（硅藻土）红色担体：红色担体： 孔径较小，表孔密集，比表面积较大，机械强度好。孔径较小，表孔密集，比表面积较大，机械强度好。适宜分离非极性或弱极性组分适宜分离非极性或弱极性组分的试样。缺点是的试样。缺点是表面存有活表面存有活性吸附中心点。性吸附中心点。白色担体：白色担体： 煅烧前原料中加入了少量助溶剂（碳酸钠）。煅烧前原料中加入了少量助溶剂（碳酸钠）。 颗颗 粒疏粒疏松，孔径较大。比表面积较小

10、，机械强度较差。但吸附性松，孔径较大。比表面积较小，机械强度较差。但吸附性显著减小，显著减小，适宜分离极性组分适宜分离极性组分的试样。的试样。表表 气液色谱担体气液色谱担体 种类 担体名称 特点及用途 生产厂家红色硅藻土担体201 红色担体301 釉化红色担体6201 红色担体适用于涂渍非极性固定液分析非极性物质由 201 釉化而成，性能介于红色与白色硅藻土担体之间，适用于分析中等极性物质上海试剂厂大连催化剂厂硅藻土类白色硅藻土担体101 白色担体101 酸洗101 硅烷化白色担体102 白色担体适用于涂渍极性固定液分析极性物质催化吸附性小，减小色谱峰拖尾上海试剂厂非硅藻土类高分子微球玻璃微球

11、氟担体由苯乙烯和二乙烯苯共聚而成经酸碱处理，比表面积 0.02 m2 / g ,可在较高温度下使用，适宜分析高沸点物质。由四氟乙烯聚合而成，比表面积 10.5 m2 /g适宜分析强极性物质和腐蚀性物质上海试剂厂担体的选择：（1）当固定液含量大于5%，可用硅藻土担体。（2）当固定液含量小于5%，可用处理过的硅藻土担体。（3）对于高沸点的组分，选用玻璃微球担体。（4）对于强腐蚀性的组分，选用氟担体。3.3.固定液固定液 固定液：固定液：高沸点难挥发的有机化合物，种类繁多。 对对固定液的固定液的要求要求 a.选择性好； b.对试样中的各组分有适当的溶解能力； c. 热稳定性好和化学稳定性好； d.蒸

12、气压较低，不会快速流失； （2）组分与固定液分子之间的相互作用 范德华力范德华力 定向力 诱导力 色散力 氢键F H F O H F O H N N H NNC N N-+-+-+(3) 固定液分类方法固定液分类方法（A） 按化学结构在各种色谱手册中，一般将固定液按有机化合物的分类方法分为：脂肪烃、芳烃、醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷等。 （B）按极性分：固定相极性用相对极性P的公式表示：规定：,-氧二丙腈固定液的P=100非极性固定液： 020 为0+1 弱极性固定液： 2040 为+1+2 中极性固定液： 4060 为+2+3 强极性固定液： 80100 为+4+5 ,（C）固定液特征常数）固

13、定液特征常数 Rohrschnelder(罗氏)常数和McReyno1ds(麦氏)常数 1966年罗氏提出用保留指数差值I表示固定液的相对极性。罗氏选用5种标准物质：苯(电子给予体)，代表易极化物质；乙醇(质子给予体)，代表氢键型化合物；甲乙酮(质子接受体)，代表接受氢键能力强的化合物；硝基甲烷(质子接受体)，代表特殊氢键化合物；吡啶(质子接受体)，代表氮杂环上可形成大键的物质，也是易极化物。若分别测定这5种标准物质在被测固定液和参比固定液(角鲨烷)上的保留指数，可得5种标准物的保留指数差值，其表示通式为 I=Ip-Is 麦氏常数是在罗氏方法的基础上，1970年由McReynolds提出的改进

14、方案。选用苯、正丁醇、2戊酮、1硝基丙烷、吡啶、2甲基2戊醇、碘丁烷、2辛炔、二氧六环、顺八氢化茚10种物质，在柱温120下分别测定它们在226种固定液和角鲨烷上的I值。归纳后发现前5种物质已足以表达固定液的相对极性，把该五项I之和称为总极性。 (4)(4)固定液的最高最低使用温度固定液的最高最低使用温度 高于最高使用温度易分解，温度低呈固体；(5) 混合固定相混合固定相 对于复杂的难分离组分通常采用特殊固定液或将两种甚至两种以上配合使用；(3) 选择的基本原则选择的基本原则 “相似相溶相似相溶”，选择与试样性质相近的固定相。 固定液 名 称商品牌号使用温度（最高） 溶剂相对极性麦氏常数总和

15、分析对象 （参考）1、 角鲨烷 （异三十烷）SQ150乙醚00烃类及非极性化合物2、阿皮松 LAPL300苯143非极性和弱极性各类高沸点有机化合物3、硅油OV-101350丙酮+1229各类高沸点弱极性有机化合物，如芳烃4、 苯基 10% 甲基聚硅氧烷OV-3350甲苯+14235、 苯基（20%） 甲基聚硅氧烷OV-7350甲苯+25926、 苯基（50%） 甲基 聚硅氧烷OV-17300甲苯+28277、 苯基（60%）甲基聚硅氧烷OV-22350甲苯+210758、 邻苯二甲酸 二壬酯DNP130乙醚+29、 三氟丙基甲基 聚硅氧烷OV-210250氯仿+2150010、 氰丙基（25

16、%）苯基（25%）甲基聚硅氧烷OV-225250+3181311、聚乙二醇PEG20M250乙醇氢键2308醇、醛酮、脂肪酸、酯等极性化合物12、 丁二酸二乙 二醇聚酯DEGS225氯仿氢键3430表表 优选固定液优选固定液麦氏常数：x、y、z、u、s表示，分别代表了极性分子间存在着的静电力（偶极定向力）；极性与非极性分子间存在着的诱导力；非极性分子间的色散力；氢键等。也可以用五个数的总和来表示固定相的极性大小，如：，氧二丙睛五个常数的总和为4427，是强极性固定相。第三节 气相色谱检测器n一、气相色谱检测器的类型一、气相色谱检测器的类型n二、常用气相色谱检测器二、常用气相色谱检测器n三、色谱

17、检测器的性能指标三、色谱检测器的性能指标一、气相色谱检测器的类型一、气相色谱检测器的类型浓度型检测器：浓度型检测器：测量的是载气中某组分瞬间浓度的变化，即检测器的响应值和组分的瞬间浓度成正比。如热导池检测器（TCD）和电子捕获检测器（ECD）质量型检测器：质量型检测器：测量的是载气中某组分质量比率的变化，即检测器的响应值和单位时间进入检测器的组分质量成正比。如氢火焰离子化检测器（FID）和火焰光度检测器（FPD） 通用检测器有：通用检测器有：1 1、热导池检测器，、热导池检测器，TCD (Thermal conductivity TCD (Thermal conductivity detect

18、or) detector) 测一般化合物和永久性气体2 2、氢火焰离子化检测器、氢火焰离子化检测器, ,FIDFID (Hydrogen flame (Hydrogen flame ionization detector) ionization detector) 测一般有机化合物专用检测器有：专用检测器有：3 3、电子俘获检测器，、电子俘获检测器，ECD (Electron capture ECD (Electron capture detector) detector) 测带强电负性原子的有机化合物4 4、火焰光度检测器，、火焰光度检测器，FPD (Flame photometric FP

19、D (Flame photometric detector) detector) 测含硫、含磷的有机化合物特殊检测器有：特殊检测器有：FTIRFTIR、MSMS、测化合物结构二、常用气相色谱检测器（一）、热导检测器 thermal conductivity detector,TCD1. 1. 热导检测器的结构热导检测器的结构 池体池体（一般用不锈钢制成） 热敏元件热敏元件：电阻率高、电阻温度系数大、且价廉易加工的钨丝制成。参考臂：参考臂：仅允许纯载气通过，通常连接在进样装置之前。 测量臂测量臂：需要携带被分离组分的载气流过，则连接在紧靠近分离柱出口处。2.检测原理 平衡电桥，右图。 不同的气体

20、有不同的热导系数。钨丝通电，加热与散热达到平衡后，两臂电阻值： 无试样进入测量池时： R参参=R测测 ; R1=R2则：则： R参参R2=R测测R1 无电压信号输出； 记录仪走直线（基线）。进样后: 载气携带试样组分流过测量臂而这时参考臂流过的仍是纯载气，使测量臂的温度改变，引起电阻的变化，测量臂和参考臂的电阻值不等，产生电阻差，R参参R测测则： R参参R2R测测R1 这时电桥失去平衡，a、b两端存在着电位差，有电压信号输出。信号与组分浓度相关。记录仪记录下组分浓度随时间变化的峰状图形。3. 影响热导检测器灵敏度的因素 桥路电流桥路电流I ： I，钨丝的温度 ，钨丝与池体之间的温差，有利于热传

21、导，检测器灵敏度提高。检测器的响应值S I3，但稳定性下降，基线不稳。桥路电流太高时，还可能造成钨丝烧坏。(100-200 mA) 池体温度池体温度：池体温度与钨丝温度相差越大，越有利于热传导，检测器的灵敏度也就越高，但池体温度不能低于分离柱温度，以防止试样组分在检测器中冷凝。 载气种类载气种类：载气与试样的热导系数相差越大，在检测器两臂中产生的温差和电阻差也就越大，检测灵敏度越高。载气的热导系数大，传热好，通过的桥路电流也可适当加大，则检测灵敏度进一步提高。表表 某些气体与蒸气的热导系数（某些气体与蒸气的热导系数（），单位：），单位：J / cms故：选TCD作检测器时，常用氢气作载气。（二

22、）、（二）、 氢火焰离子化检测器氢火焰离子化检测器 flame ionization detector, FID 简称氢焰检测器简称氢焰检测器1. 1. 特点特点 (1) 典型的典型的质量型检测器质量型检测器; (2) 对有机化合物具有很高的灵敏度对有机化合物具有很高的灵敏度; (3) 无机气体、水、四氯化碳等无机气体、水、四氯化碳等含氢少或不含氢的物质含氢少或不含氢的物质不响应或灵敏度低不响应或灵敏度低; (4) 氢焰检测器具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、氢焰检测器具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速等特点响应迅速等特点; (5) 比热导检测器的灵敏度高出近比热导检测器的灵敏度高出近

23、3个数量级，检测下限个数量级，检测下限可达可达10-12gg-1。2. 氢焰检测器的结构 (1) 在在发射极和收集极发射极和收集极之间加有一定的之间加有一定的直流电压（直流电压（100300V）构成一个外加电场。）构成一个外加电场。 (2) 氢焰检测器需要用到氢焰检测器需要用到三种气体三种气体： N2 ：载气携带试样组分； H2 ：为燃气； 空气：助燃气。 使用时需要调整三者的比使用时需要调整三者的比例关系，检测器灵敏度达到最例关系，检测器灵敏度达到最佳。佳。3. 氢焰检测器的原理 (1)当含有机物 CnHm的载气由喷嘴喷出进入火焰时，在C层发生裂解反应产生自由基 ： CnHm CH(2)产生

24、的自由基在D层火焰中与外面扩散进来的激发态原子氧或分子氧发生如下反应： CH + O CHO+ + e(3)生成的正离子CHO+ 与火焰中大量水蒸汽碰撞发生分子离子反应： CHO+ + H2O H3O+ + CO带电粒子的产生带电粒子的产生A A区：预热区区：预热区B B层：点燃火焰层：点燃火焰C C层：热裂解区：层：热裂解区：温度最高温度最高D D层：反应区层：反应区氢焰检测器的原理 (4)(4)化学电离产生的正离子（ CHO+、 H3O+）和电子（e-）在外加恒定直流电场的作用下分别向两极定向运动而产生微电流（约10-610-14A）；(5) 在一定范围内，在一定范围内，微电流微电流的大小

25、与进入离的大小与进入离子室的子室的被测组分质量成正比被测组分质量成正比，所以，所以氢焰检测氢焰检测器是质量型检测器。器是质量型检测器。A区：预热区B层：点燃火焰C层：热裂解区：温度最高D层：反应区4. 4. 影响氢焰检测器灵敏度的因素影响氢焰检测器灵敏度的因素 各种气体流速和配比的选择各种气体流速和配比的选择 N2流速的选择主要考虑分离效能流速的选择主要考虑分离效能， 氢气的流量：氢气的流量与载气流量之比影响火焰温度和火焰中的电离过程，温度低，组分分子电离数目少，产生电流信号小，灵敏度低，且易熄火。反之热噪音大 N2 H2 = 1 = 1 1 11 1 1.5 1.5 氢气氢气 空气空气=1

26、=1 10 10。极化电压极化电压 正常极化电压选择在100300V范围内。使用温度：80200（三）、电子捕获检测器（三）、电子捕获检测器 electron capture detector, ECD 高选择性检测器（放射源高选择性检测器（放射源 6363N N，产生，产生射线；射线；N N2 2载气，产载气，产生电子，基流。含杂原子试样吸收电子产生生电子，基流。含杂原子试样吸收电子产生负峰负峰） 仅对含有卤素、磷、硫、氧等元素仅对含有卤素、磷、硫、氧等元素的化合物有很高的灵的化合物有很高的灵敏度，检测下限敏度，检测下限1010-14 -14 g /mLg /mL， 对对大多数烃类没有响应大

27、多数烃类没有响应。 较多应用于农副产较多应用于农副产品、食品及环境中农品、食品及环境中农药残留量的测定。药残留量的测定。（四）、其他检测器（四）、其他检测器 other detector1.1.火焰光度检测器火焰光度检测器(flame photometric detector,FPD)(flame photometric detector,FPD) 化合物中硫、磷在富氢火焰中被还原，激发后，辐射出400、550 nm 左右的光谱，可被检测； 该检测器是对含硫、磷化合物的高选择性检测器；2.2.热离子检测器热离子检测器(thermionic detector, TID)(thermionic d

28、etector, TID) 氮、磷检测器；对氮、磷有高灵敏度； 在FID检测器的喷嘴与收集极之间加一个含硅酸铷的玻璃球，含氮、磷化合物在受热分解时，受硅酸铷作用产生大量电子，信号强；3.3.定性检测器定性检测器( (联用仪器联用仪器) ) 将两种仪器结合；色-质联用仪 (通过分子分离器连接)三、色谱检测器的性能指标三、色谱检测器的性能指标1. 灵敏度3021/:cmmgmVunitmAFccSC sgmVunitmAccSm/:2160 0cF ASmmASm:minA mv:A mv s浓度型检测器 质量型检测器 0Ahdt0mCdV0VF t cchhS CCS00000cccFFhmF

29、dthdtASSS2.检测限检测限D: 浓度型检测器 g/mL 质量型检测器 g/sN：mvn3.最小检出量n4.响应时间：小于1S n5.线性范围Q0QL线性范围越大越有利于准确测定。1201/22 1/2011/20(1.065)1.065()3)1.065ccC C FYhC YFCNmYF DSS121/22 1/2011/260(1.065)1.065 60()3 )1.065mmCCYhC YFC NmY DSS111/20:min,:min ,:YFmLD mgmL11/2: ,:YS D mgS第四节 分离与操作条件选择一、 色谱柱及使用条件的选择二、 载气种类和流速的选择三、

30、 其它操作条件的选择一、 色谱柱及使用条件的选择1. 1. 固定相的选择固定相的选择 气液色谱，应根据“相似相溶”的原则 分离非极性组分时分离非极性组分时，通常选用非极性固定相。各组分按沸点顺序出峰，低沸点组分先出峰。 分离极性组分时分离极性组分时，一般选用极性固定液。各组分按极性大小顺序流出色谱柱，极性小的先出峰。 分离非极性和极性的（或易被极化的）混合物分离非极性和极性的（或易被极化的）混合物，一般选用极性固定液。此时，非极性组分先出峰，极性的（或易被极化的）组分后出峰。 醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物的分离醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物的分离，通常选择极性或氢键性的固定液

31、。 组成复杂、较难分离的试样组成复杂、较难分离的试样，通常使用特殊固定液，或混合固定相。2. 固定液配比（涂渍量）的选择 配比配比：固定液在担体上的涂渍量，一般指的是固定液与担体的百分比，配比通常在1%25%之间。 配比越低，担体上形成的液膜越薄，传质阻力越小，柱效越高，分析速度也越快。 配比较低时，固定相的负载量低，允许的进样量较小。分析工作中通常倾向于使用较低的配比。3.柱长和柱内径的选择 增加柱长对提高分离度有利（分离度R正比于柱长L2），但组分的保留时间tR ，且柱阻力，不便操作。 柱长的选用原则是在能满足分离目的的前提下，尽可能选用较短的柱，有利于缩短分析时间。 填充色谱柱的柱长通常

32、为13米。 可根据要求的分离度通过计算确定合适的柱长或实验确定。 柱内径一般为34毫米。4.柱温的确定（1）、选择原则：a.首先应使柱温控制在固定液的最高使用温度（超过该温度固定液易流失）和最低使用温度（低于此温度固定液以固体形式存在）范围之内。 b.在保证最难分离的组分分离的情况下，尽可能采取较低的柱温。（2）、具体柱温的选择应根据不同情况而定。试样沸点（） 柱 温 （） 固定液用量300400 200300 13%200300 100200 510%100200 平均沸点的2/3 1015%100 50沸点或沸点以上 1520%沸点范围宽，用程序升温：柱温按预定的加热速度，随时间作线性或非

33、线性的增加。程序升温二、 载气种类和流速的选择1. 1. 载气种类的选择载气种类的选择 载气种类的选择应考虑三个方面：载气对柱效的影响、检测器要求及载气性质。 载气流速较小时，载气摩尔质量大，可抑制试样的纵向扩散，提高柱效。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，氮气仍是首选目标。 在载气选择时，还应综合考虑载气的安全性、经济性及来源是否广泛等因素。2. 载气流速的选择 由图可见存在最佳流速（uopt）。实际流速通常稍大于最佳流速，以缩短分析时间。CBuCuBuHuCuB

34、AHopt20dd三、 其它操作条件的选择1.1.进样方式和进样量的选择进样方式和进样量的选择 液体试样采用色谱微量进样器进样，规格有液体试样采用色谱微量进样器进样，规格有1L，5L，10L等。等。 进样量应控制在柱容量允许范围及检测器线性检测进样量应控制在柱容量允许范围及检测器线性检测范围之内。进样要求动作快、时间短。范围之内。进样要求动作快、时间短。 气体试样应采气体进样阀进样。气体试样应采气体进样阀进样。2.气化温度的选择 色谱仪进样口下端有一气化器，液体试样进样后色谱仪进样口下端有一气化器，液体试样进样后，在此瞬间气化；，在此瞬间气化； 气化温度一般较柱温高气化温度一般较柱温高3070

35、C 防止气化温度太高造成试样分解。防止气化温度太高造成试样分解。3.3.检测器条件的选择检测器条件的选择热导池检测器热导池检测器 工作电流：氢气作载气 150200mA氮气作载气 100150mA池体温度：池体温度不得低于柱温。载气：一般选氢气作载气 （载气与组分的导热系数相差越大则灵敏度越高。）氢焰检测器氢焰检测器 气体流速和配比的选择气体流速和配比的选择N2 H2 = 1 11 1.5 氢气氢气 空气空气=1 10。 极化电压极化电压 正常极化电压选择在100300V范围内。 使用温度： 80200第五节 毛细管色谱法capillary gas chromatograph一、毛细管色谱的特

36、点二、 结构流程三、分流比调节一、毛细管色谱的特点 1. 1. 提高色谱分离能力的途径提高色谱分离能力的途径 (1)塔板理论：增加柱长，减小柱径，即增加柱子塔板数；塔板理论：增加柱长，减小柱径，即增加柱子塔板数； (2)速率理论：减小组分在柱中的涡流扩散和传质阻力，可速率理论：减小组分在柱中的涡流扩散和传质阻力，可降低塔板高度。降低塔板高度。2. 毛细管色谱柱的结构特点（1） 不装填料阻力小，长度可达百米不装填料阻力小，长度可达百米的毛细管柱，管径的毛细管柱，管径0.2mm。（2）气流单途径通过柱子，消除了组）气流单途径通过柱子，消除了组分在柱中的涡流扩散。分在柱中的涡流扩散。（3）固定液直接

37、涂在管壁上，总柱内）固定液直接涂在管壁上，总柱内壁面积较大壁面积较大,涂层很薄，则气相和液相涂层很薄，则气相和液相传质阻力大大降低。传质阻力大大降低。（4）毛细管色谱柱柱效高达每米）毛细管色谱柱柱效高达每米30004000块理论塔板，一支长度块理论塔板，一支长度100米的毛细管柱，总的理论塔板数可达米的毛细管柱，总的理论塔板数可达104106。 3. 毛细管色谱具有以下优点（1）分离效率高：比填充柱高）分离效率高：比填充柱高10100倍；倍；（2）分析速度快：用毛细管色谱分析比用填充柱色谱速度快。）分析速度快：用毛细管色谱分析比用填充柱色谱速度快。（3）色谱峰窄、峰形对称。较多采用）色谱峰窄、峰形对称。较多采用程序升温程序升温方式；方式；（4）灵敏度高，一般采用）灵敏度高，一般采用氢焰检测器氢焰检测器。 （5）涡流扩散为零。）涡流扩散为零。4. 毛细管色谱的制备方法毛细管柱按其制备方法可分为以下几种：毛细管柱按其制备方法可分为以下几种： 涂壁开管柱（涂壁开管柱（wall coated opentubular，WCOT柱）：柱）：