第十五章气相色谱法

第14章

气相色谱法14-1气相色谱仪

气相色谱仪由五大系统组成一、气路系统二、进样系统三、分离系统四、检测系统五、记录系统1气相色谱结构流程

processofgaschromatograph1-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;7-进样器；8-色谱柱；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215-1-1气路系统1、载气：相应高压钢瓶供给。常用的载气有：氢气、氮气、氦气，氩气；2、气路结构

单柱单气路

适用于恒温分析；

双柱双气路

p324图15-2可补偿由于气流不稳定和固定液流失引起的基线不稳，尤其适合程序升温。3、净化器——活性炭、硅胶、分子筛等，除去烃类杂质、水分、等。4、稳压恒流装置315-1-2进样系统

1、进样器

液体样品——微量注射器:1μL,5μL,10μL等气体样品——注射器:

0.1ml-5ml;

六通阀P325图15-3

2、气化室作用：使液体样品完全、迅速气化。415-1-3分离系统

1、色谱柱

填充柱

φ2-4mm，L1-3m，一般混合物分析空心毛细管柱

φ0.2-0.5mm，L20-300m

复杂混合物分析2、色谱炉（柱箱）和温控系统柱温：恒温或程序升温；气化室温度：高于柱温10～50℃检测器温度：控温精度要求高于±0.1℃515-1-4检测系统15-1-5记录系统记录仪色谱数据处理机等615-2气相色谱检测器

15-2-1检测器的分类1、浓度型信号∝载气中组分浓度，热导池（TCD）、电子捕获检测器（ECD）2、质量型信号∝质量/时间，氢焰（FID）、火焰光度检测器（FPD）715-2-2热导池检测器（TCD）

ThermalConductivityDerterctor

1、结构池体热敏元件-钨丝双臂：测量臂、参比臂四臂：二个测量臂、二个参比臂（102G）82、检测原理

①被检测组分的蒸汽与载气具有不同的热导系数（λ）H2HeN2

空气甲烷正己烷苯丙酮λ(100℃)卡/cm·℃·S

53.441.87.57.510.95.04.44.2气体分子越小，迁移速度越快，即分子扩散到热丝表面及离开热丝的速度越快，热导系数就越高，所以H2、He具有较高的λ。

②热丝阻值随T而改变

电阻温度系数——温度每变化1℃，导体电阻变化值。钨丝——电阻率高，电阻温度系数大。

9③利用惠斯登电桥测量a/通入载气，调节热导池桥电流为100-200mA，钨丝T↑，部分热量被载气带走，达到平衡时，T恒定。调节池平衡使R1R4=R2R3，AB间电位差=0，记录仪走“基线”。R1参比池，柱前；R2测量池，柱后。固定电阻R3=R410b/进样，测量池：载气+组分

参比池：载气λX≠λ载R1≠R2

R1R4≠R2R3AB间△E≠0，有信号输出信号大小:

△λ↑,△R↑，信号↑，故用H2灵敏度高，N2灵敏度低，且当λx>λN2（如甲烷）会出负峰

Cx↑,△R↑,信号↑

113、影响TCD灵敏度的因素

①桥电流S∝I3,但I太大，基线不稳，热丝易烧断②载气λ↑,S↑。③热导池体温度△T=T絲-T池

T池↓，△T↑，S↑。但T池不低于柱温。124、TCD特点：①适用范围广，对有机物、无机气体均有响应—通用型检测器；②结构简单，性能稳定；③不破坏样品1315-2-3氢火焰离子化检测器（FID）1、结构离子室喷嘴发射极（极化极）（－）收集极（＋）放大器加电压150～300V142、检测原理

例：C6H6→6CH·（自由基）6CH·+3O2→6CHO++6e-6CHO++6H2O→6CO+6H3O+

②正离子CHO+,H3O+→极化极（—）电子e-→收集极（+）①有机物在氢焰中燃烧并化学电离在电场作用下产生微电流→放大→记录形成离子流153、FI井D特点①保对绝震大多嘱数有碑机物仙响应咬，灵丝式敏度钱高，俊适用悟于痕村量有某机物涌分析导；②俭不能扶检测惰性桐气体增、水然、空吼气、CO呈、C今O2、C麦S2等在突氢火冰焰中坡不能拘电离敏的无励机化技合物每；③桐检测断时样尼品被别破坏默。1615膝-2盾-4电子上捕获镰检测参器（EC烘D）选择悬性检揉测器拳，只对扇电负丙性物版质（X,孟S,循P,协N,监O）有响药应，用于更农药雹残留牛量、匀大气律、水会中痕负量污适染物荣测定肚。15叔-2乒-5火焰让光度吉检测骂器（FP说D）——硫磷寻检测翁器（简纳单的牙火焰司发射栽光度前计）1715辆-2脂-6检测姑器性尊能指占标其中堂：Ai—峰面逼积，A=1英.0队65允hw1/膀2×衰减巡寿倍数Cm2FD—检测喝器中慢载气杜体积迫流速mL/m触inu2—记录而仪灵醒敏度mv/c朋mu1—记录糠仪纸旁速cm权/m肤inm—进样吓量mg或g1、芹灵敏翠度—单君位量轧物质泽通过钱检测仅器时掀产生全的信玩号浓度哥型，警如TC桂D:泼1m像L载气丙中含今有1mg样品煌时，检测祝器给厅出的计信号mv数SC=AiFDu2u1mmvmL/m遍g质量绘型，德如FI播D:1秒内绕有1g样品凉进入槽检测坏器时飘产生丢的毫托伏数责。Sm=60Aiu2

u1mmv/耽(g抢/s辆)182、询检测亡限——灶恰能挖产生3倍噪盛音的键信号肥时单均位时闹间进焦入检贞测器别的质汉量或雁单位近体积理载气足中需祖含的费试样臭量。D=止3RN/S3、刺线性棕范围——构检测瓦器信仔号和游被测听物浓定度成彻线性秃关系辨的范烈围，痕以样末品浓乒度上网下限假之比唇表示立，如P3虚32表15-扬1，TC暂D线性监范围杏为1浸051915捏-3气相只色谱番固定纷相15染-3捕-1液体蝇固定耕相（一驼）固蛇定液固定跌液蜻涂减渍在议载体化上1梅.对电固定绝液的痰要求或:①虫在使章用温迹度下争为液园体，应热稳没定性线及化致学稳羞定性累好；②关在操汤作温认度下畏粘度芹低，齐保证群液膜坦均匀笔；③婶能溶震解混湾合物弓各组点分，粱对不态同组迷分有哨足够送的分古离能有力。202.扩固紧定液表与组禽分分明子间涉作用铁力（1焰）静垒电力——线极性薯分子素间静栽电作添用；（2涉）诱辨导力——小极性火分子哭和非缎极性烤分子吓间非极捏性分膨子被狸极性颜分子垄永久惭偶极妻矩电阅场极畅化可嚷产生低诱导芳偶极用矩如苯BP紫80显.1岁℃和薪环己钉烷BP道80调.8也℃，偶极遗矩均滔为0禽，用平非极丝式性固建定液死不能阳分离苯栋极健性固倾定液阁易极厚化环己股烷泛不享易极郊化（3庭）色陶散力——取非极怪性分往子间缎瞬间额偶极窝矩（4兆）氢容键力X—仿H…轧Y宏(F、O、N）甲胺越、二恳甲胺电、三屋甲胺213.押固拣定液甲分类（1柄）按欺化学联结构症分类P3苗35表15-蹈2（2宫）按理相对杂极性仪分类非极农性，膛弱极德性，舌中等墙极性取，强弊极性（P3编36表15吩-3）22（3快）常哀用固泡定液最常盛用五弄种:SE滨-3我0,OV话-1蜡7,QF泰-1返,PE推G-劣20送M,DE那GS相对款极性+1(掉13行)+2+3+4+423（二箱）载猾体1、兄对载河体要锋求：款大、吐匀、志稳、柴强大：比以表面泊积大楼；匀：粒固度均殖匀；稳：化逮学稳熄定性察，热宪稳定征性好庸；强：机方械强竟度好推。2415星-4气相谎色谱疤条件麻的选掉择15抢-4应-1固定充相的筝选择气体姻及低捧沸点麻烃类—固谈体固护定相大多锈数有传机物—液雾体固腾定相锯:固定茅液、早载体数,身两效者的现配比251.固定旋液的芝选择(1讨)“相雹似相缝溶”真原则相似深—化国学结济构、摩极性笋相似试样固定液主要作用力

出峰次序非极性非极性色散力沸点从低→高，同沸点者，极性物先出峰中等极性中等极性色散力、诱导力同极性者，按沸点从低→高，同沸点者，按极性从小→大强极性强极性静电力极性从小→大非极性+极性一般极性诱导力、静电力非极性先出，极性物按极性从小→大氢键氢键型氢键力按氢键力从小→大26（2获）分缠离好腾，分占析时析间短例：爬苯和廉环已袜烷BP原80国.1砌℃和8铸0.晕8℃轨，非极言性柱朋难以爹分离载，中等断极性衬柱DO胁P（邻苯惊二甲蒙酸二仁辛酯装）强极董性PE浅G-嚼40班0（聚乙甲二醇妻-4签00）β-再β′氧二寄丙腈考虑嘱因素否：分离甘好，分析电时间筹短,峰形唐好。应选富？柱参？α1.爆53.嗽96.怕327（3兆）利器用常任备柱轨初试五种攀常用魔固定库液SE纳-3均0OV仙-1夹7QF侵-1PE凝G-本20框MDE筐GS2815矩-4蹦-2柱长题和柱暴径L↑南，R陆s↑签，t↑，填充弱柱1-3覆m，毛细特管柱煤20-3虽00矛mφ↑葬，样品次量↑饶，柱浸效↓温，填充罗柱φ3隆-6快mm润，毛细不柱0挺.2-0位.5朋mm2915蒙-4港-3载气牢及其屡流速dH德/d到u=-西B/追u2+C拆=0u最佳酒=√B/文CH最小=A+割2√笋BC1、u泳<护u最佳B项起报决定绝性作宪用，B=居2γ逆Dg霞，Dg选小欢有利绍：N2、A令r2、u繁>洋u最佳C项起筝决定宅性作添用Cg∝d免p2/D啦g,定Dg选大余有利鼻：H2、H纯e3、鱼检测制器TC墓D：H2热导园系数云大，S大；FI幼D：N2、H2由范蜡氏方挑程H=斩A+冷B/尿u+巾C形uH-醒u曲线3015黎-4贱-4柱温狠的选鸦择1、肤柱温述的影狭响①TC↑，分析婶时间甚↓，Dg↑，团DL↑，使CL↓Cg↓减小斯传质浅阻力但k′裳↓,α↓期,Rs↓，苍Dg↑,运B捆↑,纵向张扩散恐加剧②TC↓,可减竖少固缸定液剩流失劫，延冲长柱钉寿命栽，使焦基线浇稳定,tR↑，k′榜↑泳,雁α俘↑。312、胁选择握柱