气相色谱分析法课件

常用固体吸附剂主要有强极性的硅胶，弱极性的氧化铝，非极性的活性炭和特殊作用的分子筛等。使用时，可根据它们对各种气体的吸附能力不同，选择最合适的吸附剂.主要用来分析永久性气体和一些低沸点物质一．气固色谱固定相常用固体吸附剂一．气固色谱固定相1二、聚合物固定相它既起固定液作用直接用于分离，也可作为载体在其表面涂渍固定液后再用。由于是人工合成的，可控制其孔径大小及表面性质。圆球型颗粒容易填充均匀，数据重现性好。在无液膜存在时，没有“流失”问题，有利于大幅度程序升温。这类高分子多孔微球特别适用于有机物中痕量水的分析,也可用于多元醇、脂肪酸、脂类等的分析。二、聚合物固定相它既起固定液作用直接用于分离，也可作为载体在2三、气液色谱固定相

载体(担体)和固定液组成气液色谱固定相

1.载体(担体)——承担固定液的惰性物质（l）对载体的要求①具有足够大的表面积和良好的孔穴结构，使固定液与试样的接触面较大，能均匀地分布成一薄膜，但载体表面积不宜太大，否则犹如吸附剂，易造成峰拖尾；②表面呈化学惰性，没有吸附性或吸附性很弱，更不能与被测物起反应；③热稳定性好；形状规则，粒度均匀，具有一定机械强度。三、气液色谱固定相载体(担体)和固定液组成气3（2）载体类型

大致可分为硅藻土和非硅藻土两类。硅藻土载体是目前气相色谱中常用的一种载体，它是由单细胞海藻骨架组成，主要成分是二氧化硅和少量无机盐，根据制造方法不同，又分为:

红色载体和白色载体

（2）载体类型4红色载体和白色载体

红色载体:

是将硅藻土与粘合剂在900℃煅烧后，破碎过筛而得，因铁生成氧化铁呈红色，故称红色载体，其特点是表面孔穴密集、孔径较小、比表面积较大。对强极性化合物吸附性和催化性较强，如醇、胺、酸等极性化合物会因吸附而产生严重拖尾。因此它适宜于分析非极性或弱极性物质。国产：6201，201；301等

白色载体:是将硅藻土与20％的碳酸钠（助熔剂）混合煅烧而成，它呈白色、比表面积较小、吸附性和催化性弱，适宜于分析各种极性化合物。国产：101，102系列，英国和美国的Chromosorb系列等红色载体和白色载体红色载体:是将硅藻5比较两种载体的优缺点红色载体白色载体柱效较高较低强度高低比表面大（3~10m2/g）小（1~3m2/g）活性中心有少适宜涂渍非极性固定液极性固定液适于分离非极性、弱极性化合物极性化合物比较两种载体的优缺点6非硅藻土载体有有机玻璃微球，聚四氟乙烯，高分子多孔微球载体等。这类载体常用于特殊分析，用于极性样品和强腐蚀性物质HF、Cl2等分析。但由于表面非浸润性，其柱效低。

非硅藻土载体有有机玻璃微球，聚四氟乙烯，高分72．固定液—高沸点有机物

（l）对固定液要求：A化学稳定性好

在操作温度下固定液应是液体，不与担体、载气、和待测组分发生反应。B良好的热稳定性不易挥发、不易流失（有较低蒸气压）C选择性好——固定液的选择性可用相对调整保留值

2.1来衡量。对于填充柱一般要求

2.1＞1.15；对于毛细管柱，

2.1＞1.08；分配系数相差达D溶解性好

对试样各组分有适当的溶解能力.2．固定液—高沸点有机物（l）对固定液要求：8（2）组分分子与固定液间的作用力在气相色谱中，载气是情性的，且组分在气相中浓度很低，组分分子间作用力很小，可忽略。在液相中，由于组分浓度低，组分之间的作用力也可忽略。液相里主要存在的作用力是组分与固定液分子间的作用力，这种作用力反映了组分在固定液中的热力学性质。作用力大的组分，由于溶解度大，分配系数大。（2）组分分子与固定液间的作用力在气相色谱中，载气是情性的，9

（2）组分分子与固定液间的作用力

这种分子间作用力是一种较弱的分子间的吸引力，它不像分子内的化学键那么强。它包括取向力、诱导力、色散力和氢键4种作用力。前三种统称范德华力。而氢键力则与它们有所不同，是一种特殊的范德华力。

（2）组分分子与固定液间的作用力这种10（3）固定液的分类

固定液有几百种，根据固定液的化学结构、官能团性质、固定液相对极性及分析对象有几种分类方法，目前最常用的是用相对极性表示。（3）固定液的分类固定液有几百种，根据固定液的化学结构、11

二、固定液的类型：

二、固定液的类型： 12（4）固定液的选择

对固定液的选择并没有规律性可循。一般可按“相似相溶”原则来选择。在应用时，应按实际情况而定。（i）分离非极性物质：一般选用非极性固定液，这时试样中各组分按沸点次序流出，沸点低的先流出，沸点高的后流出。（ii）分离极性物质：选用极性固定液，试样中各组分按极性次序分离，极性小的先流出。极性大的后流出。（4）固定液的选择对固定液的选择并没13（iii）分离非极性和极性混合物：一般选用极性固定液，这时非极性组分先流出，极性组分后流出。（vi）分离能形成氢键的试样：一般选用极性或氢键型固定液。试样中各组分按与固定液分子间形成氢键能力大小先后流出，不易形成氢键的先流出，最易形成氢键的后流出。（v）复杂的难分离物质：可选用两种或两种以上混合固定液。对于样品极性情况未知的，一般用最常用的几种固定液做试验。（iii）分离非极性和极性混合物：一般选用极性固定液，这时非14§2-5.气相色谱检测器

气相色谱检测器是把载气里被分离的各组分的浓度或质量转换成电信号的装置。目前检测器的种类多达数十种。根据检测原理的不同，可将其分为浓度型检测器和质量型检测器两种：

（l）浓度型检测器

测量的是载气中某组分浓度瞬间的变化，即检测器的响应值和组分的浓度成正比。如热导检测器和电子捕获检测器。

（2）质量型检测器

测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测器的响应值和单位时间内进入检测器某组分的量成正比。如火焰离子化检测器和火焰光度检测器等。§2-5.气相色谱检测器气相色15一、热导检测器

TCD

热导检测器是通用型检测器。几乎对所有物质都有响应。

由于结构简单，性能稳定，通用性好，而且线性范围宽，价格便宜，因此是应用最广，最成熟的一种检测器。其主要缺点是灵敏度较低。一、热导检测器161.热导池结构结构：热导池由池体和热敏元件构成池体用不锈钢制成；池体内装两根电阻完全相等的钨丝或铂丝热敏元件。构成参比池和测量池。热导池检测器结构图1.热导池结构结构：热导池检测器结构图17热导池检测器检测原理是基于不同的物质有不同的导热系数。参比池和测量池与固定电阻组成惠斯登电桥。热导检测器电桥线路示意图：2.热导池检测原理未进样时：（无信号输出）R1=R2R参=R测R参×R1＝R测×R2△

R参=△

R测进样后：（输出信号）

△

R参≠△

R测R2R1热导池检测器检测原理是基于不同的物质有183．影响热导检测器灵敏度的因素

（l）桥电流

桥电流增加，使钨丝温度提高，钨丝和热导池体的温差加大，气体就容易将热量传出去，灵敏度就提高。

响应值与工作电流的三次方成正比。所以，增大电流有利于提高灵敏度，但电流太大会影响钨丝寿命。一般桥电流控制在1OO～20OmA左右（N2作载气时为100～150mA，H2作载气时150～200mA为宜）。3．影响热导检测器灵敏度的因素19（2）池体温度

池体温度一般等于或高于柱温。（3）载气种类

载气与试样的导热系数相差愈大，则灵敏度愈高。一般物质导热系数较小，故选择导热系数大的H2或Ne作载气有利于灵敏度提高。如用N2作载气时，有些试样（如甲烷）的导热系数比它大就会出现倒峰。P2-7列出某些气体与蒸气的导热系数。

同一种物质，峰面积越大，浓度越大不同物质，与载气的导热系数相差越大，峰面积越大，灵敏度越大（2）池体温度池体温度一般等于或高于柱温。20例：苯和甲醇同质量的苯和甲醇，在热导检测器上峰面积不同用峰面积求物质含量时，用相对校正因子校正峰面积例：苯和甲醇同质量的苯和甲醇，在热导检测器上峰面积不同用峰面21

二、氢焰离子化检测器（FID）

火焰离子化检测器属选择性检测器，是以氢气和空气燃烧的火焰作为能源，利用含碳有机物在火焰中燃烧产生离子，在外加的电场作用下，使离子形成离子流，根据离子流产生的电信号强度，检测被色谱柱分离出的组分。二、氢焰离子化检测器（FID）火焰离子化221.特点：灵敏度很高，比热导检测器的灵敏度高约103倍；检出限低，可达10-12g·S-1；火焰离子化检测器能检测大多数含碳有机化合物；死体积小，响应速度快，线性范围也宽，可达106以上；而且结构不复杂，操作简单，是目前应用最广泛的色谱检测器之一。其主要缺点是不能检测永久性气体、水、一氧化碳、二氧化碳、氮的氧化物、硫化氢等物质。1.特点：灵敏度很高，比热导检测器的灵敏度高约103倍；232.装置——主要部件是离子室离子室：包括气体入口、火焰喷嘴、发射极和收集极等部件。2.装置——主要部件是离子室离子室：243.工作原理通过在发射极和收集极之间施加极化电压，形成直流电场，有机组分在高温下电离成许多正离子和电子，在极化电场作用下向两极定向移动，正离子移向负极，电子移向正极，形成微电流，微电流放大后由记录仪记录下来。微电流大小与被测组分含量成正比，含量越大，产生微电流越大，因此可进行定量分析3.工作原理通过在发射极和收集极之间施加极化电压，形成直流25氢火焰离子化检测器的操作条件选择时应注意气体流量和工作电压N2:H21:1~1.5:1H2:Air1:10极化电压100~300V气相色谱分析法课件26三、电子捕获检测器(ECD)

电子捕获检测器是一种选择性很强的检测器，对具有电负性物质（如含卤素、硫、磷、氰等的物质）的检测有很高灵敏度（检出限约1O-14g·cm-3）。它是目前分析痕量电负性有机物最有效的检测器。电子捕获检测器已广泛应用于农药残留量、大气及水质污染分析，以及生物化学、医学、药物学和环境监测等领域中。它的缺点是线性范围窄，只有103左右，且响应易受操作条件的影响，重现性较差。三、电子捕获检测器(ECD)电子捕27四.火焰光度检测器(FPD)

火焰光度检测器，又称硫、磷检测器，它是一种对含磷、硫有机化合物具有高选择性和高灵敏度的质量型检测器，检出限可达10-12g·S-1（对P）或10-11g·S-11（对S）。这种检测器可用于大气中痕量硫化物以及农副产品，水中的毫微克级有机磷和有机硫农药残留量的测定。四.火焰光度检测器(FPD)火焰光度检测器，