水分析化学课件9

1、9.1 气相色谱法气相色谱法待分离组分 ， 和载气ABCD色谱过程示意图色谱过程示意图离子色谱n例：吸附色谱工作过程：吸附色谱工作过程：被测组分在两相间被测组分在两相间进行进行反复多次的吸附反复多次的吸附脱附（溶解）脱附（溶解）挥发挥发过程过程由于被测组分性质不同，在固定相中吸附或溶解由于被测组分性质不同，在固定相中吸附或溶解能力不同，流出色谱柱的能力不同，流出色谱柱的先后顺序先后顺序不同不同n难吸附组分：难吸附组分：溶解度小的组分，在色谱柱中溶解度小的组分，在色谱柱中停留时间停留时间短，先流出短，先流出色谱柱色谱柱n易吸附组分：易吸附组分：溶解度大的组分，在色谱柱中溶解度大的组分，在色谱柱中

2、停留时间停留时间长，后流出长，后流出色谱柱色谱柱苯系物的标准色谱图苯系物的标准色谱图三、气相色谱法分离原理三、气相色谱法分离原理tM与流动相流速有关峰宽峰宽n基线：基线：色谱柱仅有色谱柱仅有纯流动相纯流动相通过时检测器的通过时检测器的响应信号记录值响应信号记录值稳定的基线是一条稳定的基线是一条水平直线水平直线漂移：由于操作条件（流动相速度）、检测器工漂移：由于操作条件（流动相速度）、检测器工作状态变更引起基线朝一定方向作状态变更引起基线朝一定方向缓慢变化缓慢变化噪声：由于各种偶然因素（流动相速度、温度、噪声：由于各种偶然因素（流动相速度、温度、外界干扰等）引起外界干扰等）引起基线起伏基线起伏的

3、现象的现象n峰高：峰高：峰顶点与基线之间的垂直距离峰顶点与基线之间的垂直距离h死时间死时间tm：不被固定相吸附或溶解的组分（如空气）通不被固定相吸附或溶解的组分（如空气）通过色谱柱所需的时间，过色谱柱所需的时间，它正比于色谱柱的空隙体积，它正比于色谱柱的空隙体积，其其流速等于流动相速度流速等于流动相速度 u = L / tmn在色谱图上表示为从进样开始到出现色谱峰顶的时间在色谱图上表示为从进样开始到出现色谱峰顶的时间保留时间保留时间tR：流动相携带组分穿过柱长所需的时间，流动相携带组分穿过柱长所需的时间，色谱图上表示为从进样开始到出现色谱图上表示为从进样开始到出现顶的时间顶的时间调整保留时间调

4、整保留时间tR ：扣除死时间后的保留时间扣除死时间后的保留时间 tR = tR - tM 保留时间是保留时间是的基本的基本但同一组分的保留时间但同一组分的保留时间，如载气流速，故一般用，如载气流速，故一般用保留体积保留体积等参数定性鉴等参数定性鉴定定n死体积：死体积： VM = tm u n保留体积：保留体积：VR = t R u n调整保留体积：调整保留体积：VR =VR -VM上述参数均与上述参数均与保留值保留值相对保留值相对保留值r21：相同操作条件下，组分相同操作条件下，组分2的的tR2 与组分与组分1的的tR1 比值比值 r21 = tR2 / tR1 = r21与柱温、固定相的性质

5、与柱温、固定相的性质有关有关， 与柱径、柱长、填充情况、流动相流速与柱径、柱长、填充情况、流动相流速无关，无关， 衡量固定相选择性的指标，又称衡量固定相选择性的指标，又称n区域宽度：区域宽度：是组分在色谱柱中是组分在色谱柱中的函数的函数,用用于衡量于衡量及反映色谱操作条件的及反映色谱操作条件的动力学动力学因素。因素。表示色谱峰区域宽度通常有三种方法。表示色谱峰区域宽度通常有三种方法。标准偏差标准偏差：0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半倍峰高处色谱峰宽度的一半半峰宽半峰宽Y ：峰高一半处对应的峰宽峰高一半处对应的峰宽 Y = 2.354 基线宽度基线宽度Y(峰底宽度峰底宽度W)：色谱峰两侧拐点上

6、切线在色谱峰两侧拐点上切线在基线上的截距基线上的截距 Y = 4 n从上可获得如下信息：由色谱峰的判断试样中所含的最少由色谱峰的（或位置）进行分析由色谱峰下的进行分析由色谱峰两峰间的评价固定相（或流动相）的是否由色谱峰的保留值及评价色谱柱分配系数分配系数Kn分配系数分配系数K：组分组分在固定相和流动相之间分在固定相和流动相之间分配达到平衡时的配达到平衡时的浓度比浓度比 K = 组分在固定相的组分在固定相的浓度浓度 / 组分在流动相中的组分在流动相中的浓度浓度 = Cs / Cm K大时，停留时间长，大时，停留时间长， K小时，停留时间短小时，停留时间短 分配系数是由组分和固定相的分配系数是由组

7、分和固定相的热力学性质热力学性质决定的，决定的，它是每一个它是每一个溶质的特征值溶质的特征值 色谱分离是由于不同组分在固定相中的色谱分离是由于不同组分在固定相中的分配系数存分配系数存在差异在差异，在分离过程中差异不断被放大，使混合组分，在分离过程中差异不断被放大，使混合组分得到分离得到分离足够长的色谱柱足够长的色谱柱塔板理论：塔板理论：色谱柱是由色谱柱是由n个一系列连续的、个一系列连续的、相等的水平相等的水平塔板塔板组成，每块塔板高组成，每块塔板高H理论假设：理论假设：在每一块塔板上，溶质在在每一块塔板上，溶质在两两相间相间瞬间瞬间很快很快达到达到分配平衡分配平衡，然后随流，然后随流动相按动相

8、按 一个一个塔板方式向前转移，色一个一个塔板方式向前转移，色谱柱出口处的组分浓度为谱柱出口处的组分浓度为当当V=VR（保留体积）（保留体积） 时出口处组分最大浓度为：时出口处组分最大浓度为：色谱分离过程动力学理论色谱分离过程动力学理论RVVVnmVencRR2)(2212RVnc21max2进样量n当样品进入色谱柱后，只要各组分在两相间的分当样品进入色谱柱后，只要各组分在两相间的分配系数有配系数有微小差异微小差异，经过，经过反复多次反复多次的分配平衡后，的分配平衡后，仍可获得良好的分离。仍可获得良好的分离。nn50 使可得到基本对称的高斯分布曲线使可得到基本对称的高斯分布曲线（正态分（正态分布

9、曲线），气相色谱柱的布曲线），气相色谱柱的n约为约为103106n理论塔板数理论塔板数 n=L/H，其中，其中，L 柱长，柱长，H为板高为板高 n与半峰宽及峰底宽的关系式为与半峰宽及峰底宽的关系式为 n = 16(tR/Y)2 = 5.54 (tR/Y1/2)2 n 有效塔板数有效塔板数n有效有效=5.54 (tR/Y1/2)2 = 16 (tR/Y)2 n有效有效反映反映色谱柱的分离效能色谱柱的分离效能柱效柱效（形成尖锐峰的能（形成尖锐峰的能力）力）n速率速率理论理论吸收了塔板理论中吸收了塔板理论中板高板高的概念，并的概念，并充分考虑了组分在充分考虑了组分在两相间的扩散和传质两相间的扩散和传

10、质过程，从过程，从而在动力学基础上较好地而在动力学基础上较好地解释了影响板高的各种解释了影响板高的各种因素因素。谱峰展宽谱峰展宽的因素：的因素：2 = 21+ 22 + 23 + 24n式中：式中： 21、 22 、23 、24分别分别代表：代表：涡流扩散涡流扩散展宽展宽21分子扩散分子扩散展宽展宽22 流动相传质阻力展宽流动相传质阻力展宽 23固定相传质阻力展宽固定相传质阻力展宽 24n板高板高H = L/n = L / (L2 / 2) =（21+ 22 + 23 + 24）/L含义：单位柱长谱峰展宽的程度含义：单位柱长谱峰展宽的程度改善改善21方法：方法：适用适用细的、细的、均匀均匀的滤

11、料，的滤料，均匀填均匀填充充。对于。对于空心毛细管空心毛细管，不存在涡流扩散。不存在涡流扩散。涡涡流流扩扩散散展展宽宽21n分子扩散展宽分子扩散展宽22（纵向扩散项）：（纵向扩散项）：试样以塞试样以塞子形式进入色谱柱后在色谱柱轴向上造成子形式进入色谱柱后在色谱柱轴向上造成浓度浓度梯度梯度，产生，产生浓度扩散浓度扩散组分从柱入口加入，其浓度分布的构型呈组分从柱入口加入，其浓度分布的构型呈“塞子塞子”状。状。它随着流动相向前推进，由于存在浓度梯度，它随着流动相向前推进，由于存在浓度梯度，“塞子塞子”必然自发的向前和向后扩散，造成谱带展宽。必然自发的向前和向后扩散，造成谱带展宽。n改善改善 22方法

12、：方法：采用采用、使用相对、使用相对如如N2 ，控制较低的，控制较低的n流动相传质阻力展宽流动相传质阻力展宽 23和固定相传质阻力展宽和固定相传质阻力展宽 24：由于由于传质阻力传质阻力的存在，使试样在两相界面的存在，使试样在两相界面上不能瞬间达到分配平衡上不能瞬间达到分配平衡有的分子有的分子来不及进入两来不及进入两相界面相界面就被流动相带就被流动相带走走超前现象超前现象有的分子进入两相界面有的分子进入两相界面后后来不及返回来不及返回到流动到流动相相滞后现象滞后现象改善方法：改善方法： 23：采用粒度小的填充物，相对分子：采用粒度小的填充物，相对分子质量小的载气（质量小的载气（H2）、降低载气

13、速流）、降低载气速流 24：采用比表面积大的载体：采用比表面积大的载体n影响影响板高板高的因素的因素(选择选择色谱分离条件色谱分离条件)：色谱柱的色谱柱的填充均匀程度填充均匀程度填料填料粒度粒度的大小的大小固定相的固定相的液膜厚度液膜厚度柱温、柱径、柱长柱温、柱径、柱长流动相的流动相的种类及流速种类及流速色谱柱流量控制器稳压器空气氢气载气分子筛脱水管固定进样口检测器电子部件PC限流器四、气相色谱仪组成四、气相色谱仪组成(1) 气路系统气路系统n作用：让作用：让载气连续运行通过分离系统载气连续运行通过分离系统n要求：管路密闭，载气流速稳定，流量计量准确要求：管路密闭，载气流速稳定，流量计量准确n

14、载气：包括载气：包括载气和检测器支持气载气和检测器支持气常用常用: H2 、N2 、He、 Ar 由高压气瓶供给由高压气瓶供给载气的选择：原则上载气的选择：原则上，惰性、干燥、纯净，惰性、干燥、纯净， 没有腐蚀性没有腐蚀性，且且不与被测组分发生化学变化的气体不与被测组分发生化学变化的气体均可，取决于均可，取决于检测检测器的种类、色谱柱的分离效能和分析时间器的种类、色谱柱的分离效能和分析时间等因素，如等因素，如热热导检测器常采用氢气或氦气作载气导检测器常采用氢气或氦气作载气，因为他们分子量小、，因为他们分子量小、热导系数大，粘度小，有利于提高检测灵敏度和分析速热导系数大，粘度小，有利于提高检测灵

15、敏度和分析速度度n分流进样分流进样用于用于毛细管柱色谱毛细管柱色谱的进样系统中的进样系统中n毛细管柱样品容量很小，毛细管柱样品容量很小，10-410-3mL液样，普通进液样，普通进样器不可能实现样器不可能实现分流技术：进样量较多，分流技术：进样量较多，样品气化后小部分被样品气化后小部分被载气带入色谱柱，大部分被放空载气带入色谱柱，大部分被放空50 mL/min2 mL/min0.6 mL/min48 mL/min47.4 mL/min分流流路示意图分流流路示意图: 进样前进样前分流平板分流平板分流分流(隔垫隔垫)分流出口分流出口总流量总流量色谱柱色谱柱进样垫进样垫= 载气载气衬管衬管吹扫出口吹

16、扫出口放空阀放空阀柱流量柱流量+分流出口流量分流出口流量柱流量柱流量= 液态样品分子液态样品分子分流流路示意图分流流路示意图: 进样时刻进样时刻(隔垫隔垫)分流出口分流出口总流量总流量色谱柱色谱柱= 载气载气吹扫出口吹扫出口分流分流放空阀放空阀分流比分流比 = 载气载气= 样品分子样品分子= 溶剂分子溶剂分子 当样品获得足够的热能时，将会当样品获得足够的热能时，将会发生汽化。发生汽化。 汽化可在载气中实现。当遇到固汽化可在载气中实现。当遇到固体表面，比如衬管或某一填充物体表面，比如衬管或某一填充物时时 ，汽化更易发生。，汽化更易发生。分流流路示意图分流流路示意图: 样品的汽化样品的汽化分流分流

17、(隔垫隔垫)分流出口分流出口总流量总流量色谱柱色谱柱吹扫出口吹扫出口放空阀放空阀 为了保证分流比的概念真实有效，为了保证分流比的概念真实有效，样品（溶剂样品（溶剂+被分析物）必须与载气被分析物）必须与载气充分混合，形成一个均匀的混合物。充分混合，形成一个均匀的混合物。 这一混合物的一小部分将会从进样这一混合物的一小部分将会从进样口的底部进入色谱柱，而大部分的混口的底部进入色谱柱，而大部分的混合物则会从分流出口流出。合物则会从分流出口流出。 = 载气载气= 样品分子样品分子= 溶剂分子溶剂分子分流流路示意图分流流路示意图: 样品与载气的混合样品与载气的混合分分流流(隔垫隔垫)分流出口分流出口总流

18、量总流量色谱柱色谱柱吹扫出口吹扫出口放空阀放空阀柱长 (米)I.D. (mm)0.5-102-45-1000.5305-1000.1-0.25填充柱530系列柱细孔径柱填充柱开管柱（毛细管柱）壁涂开管柱色谱柱类型色谱柱类型(3)分离系统分离系统n一般为加强石英玻璃柱一般为加强石英玻璃柱n作用：作用：设定、控制、测量设定、控制、测量色谱柱炉、气化室、检测室色谱柱炉、气化室、检测室三处温度三处温度温度温度对气相色谱分析的对气相色谱分析的影响影响：色谱柱的：色谱柱的选择性、分离效率、检测器选择性、分离效率、检测器的灵敏度及稳定性的灵敏度及稳定性一般一般气化室温度气化室温度应使试样应使试样瞬间气化瞬间

19、气化而又而又不分解不分解，一般比，一般比柱温柱温高高1050 ，检测室温度略高于柱温检测室温度略高于柱温，防止组分冷凝，防止组分冷凝n色谱柱的温度控制方式色谱柱的温度控制方式恒温恒温 程序升温程序升温：对于对于沸点范围很宽沸点范围很宽的混合物，的混合物，n在一个分析周期内，在一个分析周期内，炉温连续地炉温连续地随时间由随时间由低温向高温线性或非线低温向高温线性或非线性变化性变化，使，使不同沸点的组分不同沸点的组分各在其最佳柱温下流出，可改善分离各在其最佳柱温下流出，可改善分离效果。缩短分析时间效果。缩短分析时间(4) 温控系统温控系统n将载气中被分离组分的将载气中被分离组分的量转化量转化为易于

20、为易于测量的信号测量的信号的装置的装置微分检测器：响应信号为微分检测器：响应信号为峰形色谱图峰形色谱图，反映，反映了流过检测器的了流过检测器的载气中载气中所含所含试样量随时间试样量随时间的的变化情况变化情况n响应信号响应信号（峰面积、峰高峰面积、峰高）与组分的）与组分的浓度或质量流浓度或质量流速速成正比成正比浓度型微分检测器浓度型微分检测器（热导（热导TCD、电子捕获、电子捕获ECD ）：测量）：测量组分浓度的变化组分浓度的变化质量型微分检测器质量型微分检测器（氢火焰（氢火焰FID 、火焰光度、火焰光度FPD）：测）：测量组分的质量变化量组分的质量变化(5) 检测器检测器几种典型的检测器几种典

21、型的检测器 测量原理：测量原理：据各种据各种物质和载气的导热系数不同物质和载气的导热系数不同，采用，采用热敏元件进行检测热敏元件进行检测热导池检测器（热导池检测器（thermal conductivity detector TCD）n载气的选择：载气的选择：载气与载气与试样气的试样气的导热系数相导热系数相差越大差越大，灵敏度越高灵敏度越高，一般被测组分的导热一般被测组分的导热系数比较小，故应选系数比较小，故应选择择导热系数大的载气导热系数大的载气常用载气的导热系数：常用载气的导热系数：H2HeN2常以常以H2为载气为载气n检测过程：检测过程：空气存在下点燃空气存在下点燃氢焰，被测组分由载气带出

22、色氢焰，被测组分由载气带出色谱柱，与氢气混合经喷嘴进入谱柱，与氢气混合经喷嘴进入离子室火焰区，生成离子室火焰区，生成正负离子正负离子，在电场作用下向两极移动形成在电场作用下向两极移动形成粒子流粒子流，被放大纪录，被放大纪录柱末端柱末端 组成：离子室，不锈钢制成；组成：离子室，不锈钢制成；喷嘴；电极喷嘴；电极氢火焰离子检测器（氢火焰离子检测器（flame ionization detector FID）n特点：特点：结构简单，灵敏度结构简单，灵敏度高，响应快，线性范围宽，高，响应快，线性范围宽，稳定性好，应用广泛，对稳定性好，应用广泛，对含碳有机化合物有响应含碳有机化合物有响应，而而对永久性气体

23、、水、对永久性气体、水、CO、NOx、硫化物无响应或响、硫化物无响应或响应很小应很小电子捕获检测器（电子捕获检测器（electron capture detector ECD）当电负性物质电负性物质进入检测器后能捕获捕获这些低这些低能能电子电子，使基流下降基流下降产生倒峰倒峰。被测组分浓度越大，倒峰越大；电负性越强，捕获电子的能力越大，倒峰越大。特点：只对只对电负性电负性物物质如含有卤素、硫、质如含有卤素、硫、P、N有机化合物有响应有机化合物有响应，常用于分析农残中痕分析农残中痕量污染物量污染物。n定性分析色谱定性分析就是要确定。由于各种物质在下均有确定的保留值，因此保留值保留值可作为一种定性

24、指标定性指标定性分析方法定性分析方法（1）利用纯物质对照定性）利用纯物质对照定性确定色谱图上每一个峰所代表的物质色谱条件一定时，任何一种物质都有确定的保留时间相同条件下，比较已知物和未知物的保留值相同条件下，比较已知物和未知物的保留值或在固定相上的位置来确定未知物 纯物质对照法定性只适用于组分性质已有所了解，组成比较简单，且有纯物质的未知物。（2）相对保留值法）相对保留值法 相对保留值是指组分组分i i与基准物质与基准物质s s调整保留值的比值（3）加入已知物增加峰高法）加入已知物增加峰高法五、气相色谱的应用五、气相色谱的应用 定性和定量分析定性和定量分析七、吹脱捕集气相色谱法七、吹脱捕集气相

25、色谱法测定水中测定水中挥发性有机物（挥发性有机物（VOCs）n（1）方法原理）方法原理通过吹脱管用通过吹脱管用N2（或（或He）将水样中的）将水样中的VOCs连连续吹脱出来，通过气流带入并吸附于捕集管内，续吹脱出来，通过气流带入并吸附于捕集管内，待水样中的待水样中的VOCs被全部吹脱出来后，停止对水被全部吹脱出来后，停止对水样的吹脱并迅速加热捕集管，将捕集管中的样的吹脱并迅速加热捕集管，将捕集管中的VOCs热脱附出来，进入气相色谱仪。热脱附出来，进入气相色谱仪。n（2）方法的适用范围）方法的适用范围适用于江、河、湖等地表水以及自来水中的挥适用于江、河、湖等地表水以及自来水中的挥发性有机物的测定

26、，也适用于污水中挥发性有发性有机物的测定，也适用于污水中挥发性有机物的测定，只不过要求水样作适当的稀释。机物的测定，只不过要求水样作适当的稀释。n（3）步骤）步骤色谱条件：毛细管色谱柱：色谱条件：毛细管色谱柱：TC-Aquatic，60m0.25mm（内（内径），膜厚径），膜厚1.0m。柱温：。柱温：40（1min）4/min100（6min）10/min200（5min） （程序升温）；进样口（程序升温）；进样口温度：温度：180；检测器温度：；检测器温度：220。载气：高纯氮气；氢气：。载气：高纯氮气；氢气：35ml/min；空气：；空气：350ml/min；氮气：；氮气：1.7ml/mi

27、n。进样方式：。进样方式：不分流进样。不分流进样。吹脱捕集条件：吹脱时间吹脱捕集条件：吹脱时间8min，捕集温度，捕集温度35，解吸温度，解吸温度180，解吸时间，解吸时间6min，烘烤温度，烘烤温度220，烘烤时间，烘烤时间25min，吹脱，吹脱气体为高纯氮气，吹脱流速气体为高纯氮气，吹脱流速40ml/min。工作曲线：取适量的工作曲线：取适量的VOCs混标，用纯水配制浓度为混标，用纯水配制浓度为0.4、0.8、4.0、10.0、50.0g/L的标准溶液，然后进样，记录峰的保留时间的标准溶液，然后进样，记录峰的保留时间和峰高（或峰面积），绘制工作曲线。和峰高（或峰面积），绘制工作曲线。样品测

28、定：用气密性注射器吸取样品测定：用气密性注射器吸取25ml水样，加入水样，加入1l内标（浓内标（浓度为度为4g/L），注入吹脱管，进行分析测定，记录色谱峰的保留），注入吹脱管，进行分析测定，记录色谱峰的保留时间和峰高（或峰面积）。时间和峰高（或峰面积）。定量计算：记录每个化合物的峰高（或峰面积），通过校准曲定量计算：记录每个化合物的峰高（或峰面积），通过校准曲线查得水样中各种化合物的浓度。线查得水样中各种化合物的浓度。标准样品的色谱图标准样品的色谱图图图 VOCs混标的气相色谱图混标的气相色谱图1-乙醚；2-丙酮；3-氯丙稀，碘甲烷；4-二硫化碳；5-乙腈，甲基叔丁基醚；6-2-丁酮；7-丙腈

29、；8-甲基丙烯腈；9-丙烯酸甲酯；10-四氢呋喃；11-1-氯丁烷；12-甲基丙烯酸甲酯；13-氯乙腈；14-2-硝基丙烷；15-4-甲基-2-戊酮；16-1，1-二氯丙酮；17-甲基丙烯酸乙酯；18己酮；19-反1，2二氯-2-丁烯；20-五氯己烷；21-六氯己烷；22-硝基苯；*-内标物，即对溴氟苯传统柱色谱传统柱色谱加载样品加载样品溶剂淋洗溶剂淋洗重力洗脱重力洗脱玻璃柱硅胶氧化铝纤维素糖类粉末滤网1050100150Volume (mL)Time (hr)1.02.03.04.09.2 高效液相色谱高效液相色谱n高效液相色谱（高效液相色谱（high performance liquid

30、chromatography）（分离效率高、分析速度快的）（分离效率高、分析速度快的液相色谱）液相色谱）固定相：颗粒十分细（固定相：颗粒十分细（310m）的高效固定相）的高效固定相流动相：用高压输液泵输送流动相：用高压输液泵输送n分离对象：分离对象：一般为一般为GC难以分析的物质，如难以分析的物质，如挥发性差挥发性差、极性强、具有生物活性、热稳定性差的物质、极性强、具有生物活性、热稳定性差的物质生物大分子生物大分子离子型化合物离子型化合物不稳定天然产物不稳定天然产物各种高分子化合物各种高分子化合物高效液相色谱法特点高效液相色谱法特点n4部分组成部分组成(还有附属部分如还有附属部分如梯度洗脱、自

31、动梯度洗脱、自动进样进样等等)高压输液系统：高压输液系统：储液罐、高压输液泵、过滤器等储液罐、高压输液泵、过滤器等n输液泵的性能要求：输液泵的性能要求：足够的、平稳的输出压力足够的、平稳的输出压力（2540MPa）、）、稳定的、可调的输出流量稳定的、可调的输出流量进样系统：进样系统：直接注射、高压六通阀进样直接注射、高压六通阀进样分离系统（色谱柱）：分离系统（色谱柱）：优质不锈钢管优质不锈钢管(d=45mm L=1050cm)检测系统：检测系统：如紫外、荧光检测器，对被分离组分的物理如紫外、荧光检测器，对被分离组分的物理或化学特性有响应，或化学特性有响应，高效液相色谱仪组成高效液相色谱仪组成9

32、.3 色谱色谱-质谱法质谱法n质谱法（质谱法（mass spectrometry）：）：通过将样品转化通过将样品转化为运动的为运动的气态离子气态离子并按并按 质荷比质荷比（m/z）大小大小 进行分进行分离记录的分析方法。所获得结果即为离记录的分析方法。所获得结果即为质谱图质谱图（亦称（亦称质谱）质谱）质谱图：横坐标为质谱图：横坐标为m/z，纵坐标为相对强度的棒状图，纵坐标为相对强度的棒状图 n根据质谱图提供的信息可以进行根据质谱图提供的信息可以进行多种有机物及无机多种有机物及无机物的定性和定量分析物的定性和定量分析、复杂化合物的、复杂化合物的结构分析结构分析、样、样品中各种同位素比的测定及固体

33、表面的品中各种同位素比的测定及固体表面的结构和组成结构和组成分析分析等。等。质谱法是研究有机化合物质谱法是研究有机化合物结构结构的有力工具的有力工具n质谱仪：使物质离子（原子、分子）质谱仪：使物质离子（原子、分子）电电离成离子离成离子并通过适当的方法实现按并通过适当的方法实现按质荷质荷比比分离分离，检测其，检测其强度强度后进行物质分析的后进行物质分析的仪器仪器组组成：成：n进样系统进样系统n真空系统真空系统n电离系统电离系统n分析系统：核心部分分析系统：核心部分OutletQuadrupolesQuadrupoles离子源离子源质量分析质量分析器器检测器检测器*Ion formation an

34、d collimationIon separation and speciationHigh Vacuum PumpMechanical PumpIon detectionand amplification样品导入样品导入真空系统真空系统Vacuum Manifoldn（1 1）真空系统：）真空系统：为了获得离子的良为了获得离子的良好分析，避免离子损失，好分析，避免离子损失，凡有样品分凡有样品分子及离子存在和通过的地方，必须处子及离子存在和通过的地方，必须处于真空状态。于真空状态。 一般质谱仪都采用机械泵预抽空后，再一般质谱仪都采用机械泵预抽空后，再用高效率扩散泵连续地运行以保持真空。用高效率扩散泵连续地运行以保持真空。现代质谱仪采用现代质谱仪采用分子泵分子泵可获得更高的真空可获得更高的真空度度。n（2 2）进样系统）进样系统 进样系统进样系统目的是高效目的是高效重复地重复地将样品引入到离子将样品引入到离子源中并且源中并且不能造成真空度的降低。不能造成真空度的降低。 常用的进样装置有三种类型：常用的进样装