气固色谱固定相及选择

1、气固色谱固定相及选择气固色谱固定相及选择主讲： 毛细管柱和填充色谱柱比较毛细管柱和填充色谱柱比较填充色谱柱填充色谱柱不锈钢填充色谱柱 内经2mm，长度2-3米，外径1/8英寸 玻璃填充色谱柱 内经2mm，长度2米，外径1/8英寸毛细管色谱柱毛细管色谱柱内经0.05-0.8mm，长度30-100米，常见的是30米。外层涂聚酰脂，内表面硅烷化处理，内壁涂固定相。气固色谱固定相分离原理气固色谱固定相分离原理l 由于固体吸附剂表面对样品中各组分的吸附能力不同，当样品随载气不断通过色谱柱时，产生反复多次的吸附和解析过程（可逆），各组分被吸附剂吸附的难易程度不同，易吸附的组分后从色谱柱流出，不易吸附的组分

2、先从色谱柱流出，从而实现分离。固定相的种类固定相的种类l 气固色谱填充柱常采用固体物质作固定相。固定相无机吸附剂高分子多孔小球化学键合固定相硅胶 （强极性）氧化铝 （中等极性）碳素 （非极性）分子筛 （有特殊吸附作用）活性炭石墨化碳黑碳分子筛无机吸附剂的特点和使用时注意事项无机吸附剂的特点和使用时注意事项一、特点：它们大多数能在高温下使用，吸附容量大，热稳定性好，是分析永久性气体及气态烃类混合物理想的固定相。(CO,CO2,N2,O2,H2,Ar),(CH4,C2H6,C2H4,C2H2等低碳烃）二、使用时注意事项：1、吸附剂的吸附性能与其制备、活化条件有密切关系。不同 来源的同种产品或者同一

3、来源的非同批产品，其吸附性能 可能存在较大的差异；2、一般具有催化活性，不宜在高温和存在活性组分的情况下 使用；3、吸附等温线通常是非线性的，进样量较大时易出现色谱峰 形不对称。硅胶硅胶一、硅胶的性质和特点：强极性；分为细孔硅胶、粗孔硅胶和多孔硅球，分离能力决定于孔径大小及含水量，气相色谱使用较多的是粗孔硅胶。改进型硅胶表面涂有少量（2%）的高沸点有机物（聚乙二醇-20M），可分离气体，芳烃、卤化物等。二、用途：一般用来分离组分：C2-C4烃类及某些含硫气体如H2S、CO、N2O、NO、NO2、N2O，SO2等，（与活性氧化铝大致相同的分离性能）。硅胶对CO2有强的吸附力，可以把永久性气体中的

4、H2,O2,N2,CO,CH4和CO2分离开。硅胶的处理方法硅胶的处理方法用前通常需要经过处理。1、市售的色谱专用硅胶老化方法：可在200下活化处理2h后使用；2、市售的非色谱专用硅胶处理方法：A 先将硅胶用6mol/L盐酸浸泡2h，然后用水冲洗至无Cl- 。B 晾干后置于马弗炉内，在200-500温度下灼烧活化2h后降温取出，贮存于干燥器中备用。氧化铝氧化铝一、性质：中等极性，热稳定性好，机械强度高，其活性随 含 水量有较大的变化；水含量40%MeOH50%)，4个取样点2、DMO硝化还原反应器底部液体（AP-42A D15/14/11)，(H2040%MeOH50%)，12个取点。3、碱处

5、理罐液体（H2O68.46%,MeOH 27.79%),1个取样点。示例示例1 1：溶液中甲醇和水含量的测定：溶液中甲醇和水含量的测定一、色谱参数1、固定相：Porapak Q，60-80目；2、色谱柱：长2m，内径3mm，不锈钢柱；3、进样量：1ul；4、检测器：TCD检测器；5、载气+参比气：H2或者He，流速：3540ml/min。6、操作条件气化室温度：180200柱温：130150检测器温度：180200桥流：100mA。7、定量方法：内标法或者外标法。示例示例1 1：溶液中甲醇和水含量的测定：溶液中甲醇和水含量的测定二、标准曲线的绘制（以内标为例）以5g乙腈为内标物，分别加入甲醇和

6、水配制成标准溶液甲醇4.5g+水0.5g甲醇3.5g+水1.5g甲醇2.5g+水2.5g甲醇1.5g+水3.5g甲醇0.5g+水4.5g三、标准曲线使用范围水：1090%， 甲醇：1090%示例示例1 1：溶液中甲醇和水含量的测定：溶液中甲醇和水含量的测定四、分析过程及计算1 、内标法分析:进样量 0.5mL 2、称取0.5g样品和0.5g意境混合均匀后，近样0.5ul。3、计算 wi组分含量%Ai组分的峰面积Fi/s组分的相对校正因子As内标物的峰面积Ws内标物的质量，gW样品的质量，g100/WAWAFwsSisii示例示例1 1：溶液中甲醇和水含量的测定：溶液中甲醇和水含量的测定四、注意

7、事项1、采用外标法，进样量和色谱工作条件要与制作校准曲线相同。2、采用内标法，先进标样分析两次，然后再分析试样；标样和试样的加入量要相等；称量时要精确到0.0001g。示例示例2 2：不同固定相色谱图：不同固定相色谱图- -煤炭合成原料气煤炭合成原料气思考题：1、色谱柱温度是100，如果要提高N2和CO的分离效果，应提高还是降低色谱柱的温度？示例示例2 2：不同固定相色谱图：不同固定相色谱图- -人工煤气人工煤气思考：1、所用检测器是什么检测器？ 2、所用载气是什么？复习思考题复习思考题一、填充色谱柱固定相有几大类？ 参考答案：三大类：无机吸附剂，高分子小球，化学键和固定相。二、无机吸附剂常见

8、种类有哪些？其极性如何？参考答案：硅胶强极性、氧化铝中等极性、碳素非极性、分子筛有特殊吸附作用。三、硅胶、氧化铝、碳分子筛、分子筛哪一种分子筛能分析CO2气体？参考答案：硅胶、氧化铝、分子筛对CO2有强的吸附力，不能分离CO2，且不易解析；只有碳分子筛能分析CO2。复习思考题复习思考题四、气固色谱固定相分离原理参考答案：由于固体吸附剂表面对样品中各组分的吸附能力不同，当样品随载气不断通过色谱柱时，产生反复多次的吸附和解析过程（可逆），各组分被吸附剂吸附的难易程度不同，易吸附的组分后从色谱柱流出，不易吸附的组分先从色谱柱流出，从而实现分离。五、写出常见高分子多孔小球型号和极性参考答案：国产型号：

9、1、非极性：GDX-101、GDX-102、GDX-103、GDX-104、GDX-105,GDX-201 。2、弱极性：GDX-301；3、中等极性：GDX-501。美国的型号ParapakQ，Parapak N，Parapak T，chromosorb等，中等极性。六、写出常用分子筛的型号参考答案：4A，5A，13X复习思考题复习思考题七、简述碳分子筛（以TDX-01为例）其优点和缺点是什么，为什么用TDX-01作固定相分析煤气的组要组分，柱温不能高于90？参考答案：优点：a、由于属于非极性吸附剂，能进行无机和有机的极性分子的微量分析，特别适用于分离空间和结构异构体，b、除了能分析CO、N

10、2、CH4等组要组分外，还可分析CO2气体，c、也可用于H2S、SO2等分析，d、也可分析低烃中的微量水分。缺点： a、对于微量的O2、N2和CO在温度较低的情况下（-78）才能完全分离开，而且分时间比较长。由于TDX-01的缺点，在实际操作时，柱温不能设置过高，一般要低于90，以利于O2，N2、CO的分离。 b、分析高含量的水分时出峰时间长，易拖尾，水峰容易提前出从而掩盖CO峰。复习思考题复习思考题八、5A和13X分子筛能分析H2O、CO2、NH3甲醇吗？为什么？如何判断分子筛失效？参考答案： 不能分析。分子筛极易因吸水而失去活性；氨、甲酸、二氧化碳等会被分子筛不可逆吸附，所以不能分析上述组

11、分。 分子筛是否失效通常可从氮、氧的分离情况来判断，如果分离效果不好需要老化或者重新更换。九、如果要把永久性气体中的O2、N2、CO完全分离开，碳分子筛（如TDX-01)和分子筛（如5A，13X）哪一种效果好？参考答案： 分子筛（5A和13X）效果较好，碳分子筛在90以上时分离效果不好；由于分子筛有特殊吸附活性，用于分析气样中N2和O2有特效。复习思考题复习思考题十、分析煤气中的微量水分、甲醇、NH3、H2S等气体组分，以碳分子筛（TDX-01）和高分子小球（如GDX系列和Porapak Q）为例选用哪种固定相较好？阐述理由。参考答案案： 1、碳分子筛在分析高含量的水分时出峰时间长，易拖尾，水峰容易提前出从而掩盖CO峰等缺点。 2、由于高分子多空微球