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1、关于色谱分析基础(2)第1页，讲稿共94张，创作于星期三A涡流扩散项涡流扩散项 A=2dp dp：固定相的平均颗粒直径：固定相的平均颗粒直径：固定相的填充不均匀因子：固定相的填充不均匀因子 固固定定相相颗颗粒粒越越小小dp，填填充充的的越越均均匀匀，A，H，柱柱效效n。表现在涡流扩散所引起的色谱峰变宽现象减轻，色谱峰较窄。表现在涡流扩散所引起的色谱峰变宽现象减轻，色谱峰较窄。第2页，讲稿共94张，创作于星期三B/u 分子扩散项分子扩散项分子纵向扩散导致色谱峰变宽，分子纵向扩散导致色谱峰变宽，H(n)，分离变差，分离变差;B=2 Dg ：弯曲因子弯曲因子，填充柱色谱，填充柱色谱，10时，对R的增
2、加不明显，也会显著增加分析时间k的最佳范围：110第12页，讲稿共94张，创作于星期三（3）与柱选择性的关系）与柱选择性的关系r2,1越大，柱选择性越好，分离效果越好。如果两个相邻峰的选择因子足够大，则即使色谱柱的理论塔板数较小，也可以实现分离。柱长的选择柱长的选择第13页，讲稿共94张，创作于星期三例题例题1：在在一一定定条条件件下下，两两个个组组分分的的调调整整保保留留时时间间分分别别为为85秒秒和和100秒秒，要要达达到到完完全全分分离离，即即R=1.5 。计计算算需需要要多多少少块块有有效效塔塔板板。若若填填充充柱柱的塔板高度为的塔板高度为0.1 cm，柱长是多少？，柱长是多少？解：解
3、：r21=100/85=1.18 n有效有效 =16R2 r21 /(r21 1)2=161.52(1.18/0.18)2 =1547（块）（块）L有效有效 =n有效有效H有效有效 =15470.1=155 cm 即柱长为即柱长为1.55米时，米时，两组分可以得到完全分离。两组分可以得到完全分离。第14页，讲稿共94张，创作于星期三例题例题2：在在2m的的某某柱柱上上，分分析析苯苯与与甲甲苯苯的的混混合合物物。测测得得死死时时间间为为0.20min，甲甲苯苯的的保保留留时时间间为为2.10min及及峰峰底底宽宽为为0.285cm,记记录录纸纸速速度度为为2cm/min，已已知知苯苯比比甲甲苯苯
4、先先流流出出柱柱，且且苯苯与与甲甲苯苯的的分分离离度度为为1.0，求求：（1）苯苯的的保保留留时时间间和和容容量量因因子子,(2)柱柱子子对对甲甲苯苯与与苯苯的的选选择择因因子子，（3）达到）达到R=1.5，所需要的柱长。，所需要的柱长。解：解：第15页，讲稿共94张，创作于星期三保留值差值保留值差值热力学因素热力学因素影响分离度影响分离度R R的主要因素的主要因素:1 1、反映了试样中各组分在两相间的分配情况；、反映了试样中各组分在两相间的分配情况；2 2、与各组分在两相间的分配系数有关；、与各组分在两相间的分配系数有关；3 3、与各物质、与各物质(组分、固定相、流动相组分、固定相、流动相)
5、的分子结构与性质有关。的分子结构与性质有关。峰宽峰宽动力学因素动力学因素(相对较重要、独立的因素）相对较重要、独立的因素）1 1、反映了试样中各组分在色谱柱中的运动情况；、反映了试样中各组分在色谱柱中的运动情况；2 2、与各组分在两相间的传质阻力有关。、与各组分在两相间的传质阻力有关。第16页，讲稿共94张，创作于星期三载气或流动相种类和流速的选择载气或流动相种类和流速的选择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载气种类的选择应考虑三个方面三个方面：载气对柱效的影响、检测器：载气对柱效的影响、检测器要求及载气性质。要求及载气性质。(1)(1)载载气气流流速速较较小小时时，载
6、载气气摩摩尔尔质质量量大大，可可抑抑制制试试样样的的纵纵向向扩扩散散，提高柱效。提高柱效。(2)(2)载载气气流流速速较较大大时时，传传质质阻阻力力项项起起主主要要作作用用，采采用用较较小小摩摩尔尔质质量量的的载气载气（如（如H2，He），可减小传质阻力，提高柱效。可减小传质阻力，提高柱效。(3)(3)热热导导检检测测器器需需要要使使用用热热导导系系数数较较大大的的氢氢气气有有利利于于提提高高检检测测灵灵敏敏度。在氢焰检测器中，氮气仍是首选目标。度。在氢焰检测器中，氮气仍是首选目标。(4)(4)在载气选择时，还应综合考虑载气的安全性、经济性及在载气选择时，还应综合考虑载气的安全性、经济性及 来
7、源是否广泛等因素。来源是否广泛等因素。第17页，讲稿共94张，创作于星期三 2.载气流速的选择载气流速的选择u有一最佳值有一最佳值,如何确定如何确定?实际载气流速的选择实际载气流速的选择:使用最佳流速虽然使用最佳流速虽然 柱效高柱效高,但分析速度慢，因此一般采用比但分析速度慢，因此一般采用比u u最佳稍大最佳稍大 的流速进行测的流速进行测定。对一般色谱柱（内径定。对一般色谱柱（内径3 34mm4mm）常用流速为）常用流速为 30 mL/min30 mL/min左左右。右。Hu曲线的绘制曲线的绘制曲线最低点处对应的塔板高度最小，因此曲线最低点处对应的塔板高度最小，因此对应载气的最佳线速对应载气的
8、最佳线速U Uoptopt，在最佳线速下操，在最佳线速下操作可获得最高柱效。相应的载气流速为最佳作可获得最高柱效。相应的载气流速为最佳载气流速。载气流速。载气流速载气流速u（对于液相色谱影响不大？对于液相色谱影响不大？）较高较高传质阻力项是影响柱效的主要因素，流速传质阻力项是影响柱效的主要因素，流速，柱效，柱效。较低较低分子扩散项成为影响柱效的主要因素，流速分子扩散项成为影响柱效的主要因素，流速,柱效柱效。第18页，讲稿共94张，创作于星期三 柱温对组分分离的影响较大，提高柱温使各组分的挥发靠拢，不利于分柱温对组分分离的影响较大，提高柱温使各组分的挥发靠拢，不利于分离，所以，从分离的角度考虑，
9、宜采用较低的柱温。但柱温太低，被测组分离，所以，从分离的角度考虑，宜采用较低的柱温。但柱温太低，被测组分在两相中的扩散速率大为减小，分配不能迅速达到平衡，峰形变宽，柱效下在两相中的扩散速率大为减小，分配不能迅速达到平衡，峰形变宽，柱效下降，并延长了分折时间。选择的原则是：降，并延长了分折时间。选择的原则是：在使最难分离的组分能尽可能好的在使最难分离的组分能尽可能好的分离的前提下，尽可能采取较低的柱温，但以保留时间适宜，峰形不拖尾为分离的前提下，尽可能采取较低的柱温，但以保留时间适宜，峰形不拖尾为宜宜。具体操作条件的选择应根据不同的实际情况而定。具体操作条件的选择应根据不同的实际情况而定。对于高
10、沸点混合物（对于高沸点混合物（300400），希望在较低的柱温下（低于其沸占），希望在较低的柱温下（低于其沸占100200）分析。为了改善液相传质速率，可用低固定液含量（质量分数）分析。为了改善液相传质速率，可用低固定液含量（质量分数 1 3）的色谱柱，使液膜薄一些，但允许最大进样量减小，因此应采用高灵敏度检测器。的色谱柱，使液膜薄一些，但允许最大进样量减小，因此应采用高灵敏度检测器。对于沸点不太高的混合物（对于沸点不太高的混合物（200300），可在中等柱温下操作，固定液质量），可在中等柱温下操作，固定液质量分数分数510，柱温比其平均沸点低，柱温比其平均沸点低100。对于沸点在对于沸点在1
11、00200的混合物，柱温可选在其平均沸点的混合物，柱温可选在其平均沸点23左右，固定液左右，固定液质量分数质量分数 10 15。对于气体、气态烃等低沸点混合物，柱温选在其沸点或沸点以上，以便对于气体、气态烃等低沸点混合物，柱温选在其沸点或沸点以上，以便能在室温或能在室温或 50以下分析。固定液质量分数一般在以下分析。固定液质量分数一般在 1525。3 3、柱温的选择：、柱温的选择：第19页，讲稿共94张，创作于星期三 载载体体的的性性质质和和粒粒度度影影响响：担担体体的的表表面面结结构构和和孔孔径径分分布布决决定定了了固固定定液液在在担担体体上上的的分分布布以以及及液液相相传传质质和和纵纵向向
12、扩扩散散的的情情况况。要要求求担担体体表表面面积积大大，表表面面和和孔孔径径分分布布均均匀匀。这这样样，固固定定液液涂涂在在担担体体表表面面上上成成为为均均匀匀的的薄薄膜膜，液液相相传传质质就就快快，就就可可提提高高柱柱效效。对对担担体体粒粒度度要要求求均均匀匀、细细小小，这这样样有有利利于于提提高高柱柱效效；但但粒粒度度过过细细，阻阻力力过过大大，使使柱柱压压降降增增大大，对对操操作作不不利利。对对3 36mm6mm内径的色谱柱，使用内径的色谱柱，使用60608080目的担体较为合适。目的担体较为合适。4 4.担体（载体）的选择担体（载体）的选择第20页，讲稿共94张，创作于星期三 5 5.
13、固定液配比（涂渍量）的选择固定液配比（涂渍量）的选择 配配比比：固固定定液液在在担担体体上上的的涂涂渍渍量量，一一般般指指的的是是固固定定液液与与担担体体的质量百分比，配比通常在的质量百分比，配比通常在5%5%25%25%之间。之间。配配比比越越低低，担担体体上上形形成成的的液液膜膜越越薄薄，传传质质阻阻力力越越小小，柱效越高，分析速度也越快。柱效越高，分析速度也越快。配配比比较较低低时时，固固定定相相的的负负载载量量低低，允允许许的的进进样样量量较较小小。分分析工作中通常倾向于使用较低的配比。析工作中通常倾向于使用较低的配比。第21页，讲稿共94张，创作于星期三 固定液的性质对分离是起决定作
14、用的。固定液的性质对分离是起决定作用的。在这里讨论一下在这里讨论一下固固定定液液的的用用量量问问题题。一一般般来来说说，担担体体的的表表面面积积越越大大，固固定定液液用用量量可可以越高，允许的进样量也就越多以越高，允许的进样量也就越多。但从下式可见，但从下式可见，为为了了改改善善液液相相传传质质，应应使使液液膜膜薄薄一一些些。目目前前填填充充色色谱谱柱柱中中盛盛行行低低固固定定液液含含量量的的色色谱谱柱柱。固固定定液液液液膜膜薄薄，柱柱效效能能提提高高，并并可可缩缩短短分分析析时时间间;但但固固定定液液用用量量太太低低，液液膜膜超超薄薄，允允许许的的进进样样量量也也就就越越少少。因因此此固固定
15、定液的用量要根据具体情况决定。液的用量要根据具体情况决定。固固定定液液的的配配比比一一般般用用5:1005:100到到25:10O25:10O，也也有有低低于于5:1005:100的的。不不同同的的担担体体为为要要达达到到较较高高的的柱柱效效能能，其其固固定定液液的的配配比比往往往往是是不不同同的。一般来说，担体的表面积越大，固定液的含量可以越高。的。一般来说，担体的表面积越大，固定液的含量可以越高。关于固定液关于固定液第22页，讲稿共94张，创作于星期三 6 6.柱长和柱内径的选择柱长和柱内径的选择 增增加加柱柱长长对对提提高高分分离离度度有有利利（分分离离度度R正正比比于于柱柱长长L2，如
16、如柱柱长长由由1米米增增加加到到4.87米米，分分离离度度由由0.68增增加加到到1.50），但但组组分分的的保保留留时时间间tR ，且柱阻力，且柱阻力，峰变宽，不便操作。，峰变宽，不便操作。柱柱长长的的选选用用原原则则是是在在能能满满足足分分离离目目的的的的前前提提下下，尽尽可可能能选选用用较短的柱，有利于缩短分析时间。较短的柱，有利于缩短分析时间。填充色谱柱的柱长通常为填充色谱柱的柱长通常为13米，内径米，内径34厘米。厘米。毛细管色谱柱的柱长毛细管色谱柱的柱长30米以上，内径米以上，内径0.1-0.5mm。第23页，讲稿共94张，创作于星期三 戈雷戈雷(Golay)(Golay)柱柱毛细
17、管开管柱毛细管开管柱 第24页，讲稿共94张，创作于星期三7.7.气化室温度的选择气化室温度的选择合适的气化室温度既能保证样品全部组分瞬间完全气化，又不引起样品分解。一般气化室温度比柱温高3070或比样品组分中最高的沸点高3050。温度过低，气化速度慢，使样品峰扩展，产生伸舌头峰；温度过高则产生裂解峰，而使样品分解。第25页，讲稿共94张，创作于星期三 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。（进样量一进样量一般是比较少的。液体试样一般进样般是比较少的。液体试样一般进样0.10.15 L5 L。气体试样。气体试样0.10.110
18、mL10 mL。进样量太进样量太多，会使几个峰叠在一起，分离不好多，会使几个峰叠在一起，分离不好。但。但进样量太少，又会使含量少的组分因检进样量太少，又会使含量少的组分因检测器灵敏度不够而不出峰测器灵敏度不够而不出峰。最大允许的进样量，应控制在峰面积或峰高与进最大允许的进样量，应控制在峰面积或峰高与进样量呈线性关系的范围内样量呈线性关系的范围内。）。）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、时间短短（若进样时间过长，试样原始宽度变大，半峰宽必将变宽，甚至使峰变形）。气体试样应采气体进样阀进样
19、。气体试样应采气体进样阀进样。8.8.进样方式和进样量的选择进样方式和进样量的选择第26页，讲稿共94张，创作于星期三样品量对分离度的影响样品量对分离度的影响样品量对分离度的影响样品量对分离度的影响:tR进样量1.0gRS(1)=1.05RS(2)=1.30进样量2.2gRS(1)=0.70RS(2)=1.00进样量3.5gRS(1)=0.35RS(2)=0.72(1)(1)(1)(2)(2)(2)第27页，讲稿共94张，创作于星期三进样体积和进样量过载对色谱峰形的影响进样体积和进样量过载对色谱峰形的影响进样体积和进样量过载对色谱峰形的影响进样体积和进样量过载对色谱峰形的影响tRCinjCin
20、jCinjCinjXXC CinjC=Cinj进样体积超载进样浓度超载进样体积超载+进样浓度超载正常无超载第28页，讲稿共94张，创作于星期三9 9.进样器温度的选择（进样器温度的选择（GCGC）-原则是保证样品气化，同时不分解 气化温度一般较柱温高气化温度一般较柱温高3070C 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。第29页，讲稿共94张，创作于星期三 10.检测器温度的选择检测器温度的选择p一般比柱温高一般比柱温高30503050 TCD TCD TCD TCD要求温度恒定；要求温度恒定；要求温度恒定；要求温度恒定；FIDFID要求温度要求温度 12012012012
21、0第30页，讲稿共94张，创作于星期三四、毛细管柱的速率理论及操作条件的选择四、毛细管柱的速率理论及操作条件的选择（一）毛细管柱的速率方程式（二）毛细管柱的操作条件1.柱效评价及柱内半径的选择2.载气线速的选择3.固定液液膜厚度的选择4.进样量的选择5.柱温的选择第31页，讲稿共94张，创作于星期三(三)毛细管柱与填充柱的比较1.毛细管柱比填充柱的柱效高2.毛细管柱比填充柱的柱容量小3.毛细管柱比填充柱的渗透率高第32页，讲稿共94张，创作于星期三第八节第八节 气相色谱法的实验技术气相色谱法的实验技术一、新型气源的使用二、填充柱、毛细管柱和新型双指数程序涂渍填充柱的制备技术三、毛细管柱气相色谱
22、的进样技术四、程序升温操作技术第33页，讲稿共94张，创作于星期三一、新型起源的使用1.SPB-3型全自动空气发生器型全自动空气发生器 此发生器使用了无油往复式气体压缩机，工作时噪声小，此发生器使用了无油往复式气体压缩机，工作时噪声小，排出的空气无油，适合作为气相色谱助燃气使用。排出的空气无油，适合作为气相色谱助燃气使用。2.GCN-1300型氮气发生器型氮气发生器 GCN-1300型全自动高纯度氮气发生器输出氮气型全自动高纯度氮气发生器输出氮气 00.4MPa,输出氮，气流量输出氮，气流量0300ml/min,氮气纯度为氧含量小于氮气纯度为氧含量小于3106，露点露点-70。3.GCD-30
23、0B型氢气发生器型氢气发生器GCD-300B型全自动高纯度氢气发生器输出氮气型全自动高纯度氢气发生器输出氮气 00.4MPa,输出氮，气流量输出氮，气流量0300ml/min,氢气纯度达氢气纯度达99.9%。第34页，讲稿共94张，创作于星期三4.气相色谱仪对使用气体的纯度要求（1）微量分析比常量分析要求气体纯度高）微量分析比常量分析要求气体纯度高（2）毛细管柱分析比填充柱分析要求气体纯度高）毛细管柱分析比填充柱分析要求气体纯度高（3）程序升温分析比恒温分析要求气体纯度高）程序升温分析比恒温分析要求气体纯度高（4）浓度型检测气体比质量型检测器要求气体纯度高）浓度型检测气体比质量型检测器要求气体
24、纯度高（5）中、高档仪器比低档仪器要求气体纯度高）中、高档仪器比低档仪器要求气体纯度高第35页，讲稿共94张，创作于星期三二、填充柱,毛细管柱和新型双指数程序涂渍填充柱的制备技术（一）填充色谱柱的制备（一）填充色谱柱的制备 1.色谱柱管的预处理色谱柱管的预处理 2.固体吸附剂或载体的预处理固体吸附剂或载体的预处理 3.载体的涂渍载体的涂渍 4.色谱柱的载填色谱柱的载填 5.色谱柱的老化色谱柱的老化第36页，讲稿共94张，创作于星期三（二）毛细管色谱柱的制备（三）新型双指数程序涂渍填充柱的制备毛细管色谱柱使用的材质主要为石英、玻璃和不锈钢。第37页，讲稿共94张，创作于星期三 气相色谱常用进样技
25、术气相色谱常用进样技术 第一节第一节 填充柱进样口填充柱进样口一一.填充柱进样填充柱进样1.柱连接柱连接玻璃柱可以直接插入气化室，由一个固定螺母加石墨垫玻璃柱可以直接插入气化室，由一个固定螺母加石墨垫密封。密封。不锈钢柱的柱端接在气化室的出口处，用螺母和金属不锈钢柱的柱端接在气化室的出口处，用螺母和金属压环密封。（此时，应在气化室安装玻璃衬管，以避免压环密封。（此时，应在气化室安装玻璃衬管，以避免极性组分的分解和吸附。）极性组分的分解和吸附。）第38页，讲稿共94张，创作于星期三第39页，讲稿共94张，创作于星期三2.样品的适用范围样品的适用范围只要柱的分离能力可满足要求，填充柱进样口适合于各
26、种各样只要柱的分离能力可满足要求，填充柱进样口适合于各种各样的可挥发性组分。的可挥发性组分。对于热不稳定的样品，最好采用玻璃柱，将样品直接进入柱对于热不稳定的样品，最好采用玻璃柱，将样品直接进入柱头。头。对于比较脏的样品，应采用衬管，防止污染物进入色对于比较脏的样品，应采用衬管，防止污染物进入色谱柱而造成柱性能下降。谱柱而造成柱性能下降。第40页，讲稿共94张，创作于星期三3.操作参数操作参数进样量一般为进样量一般为1-5 L。进样速度的快慢对结果的影响不大。进样速度的快慢对结果的影响不大。进样口温度进样口温度一般情况是进样口温度应接近或略高于样品中待测高沸点组分的一般情况是进样口温度应接近或
27、略高于样品中待测高沸点组分的沸点。沸点。载气流速载气流速内径为内径为2mm2mm左右的填充柱，载气流速一般为左右的填充柱，载气流速一般为30 mL/min(30 mL/min(氦气氦气)。进样量和进样速度进样量和进样速度第41页，讲稿共94张，创作于星期三二二.大口径毛细管柱直接进样大口径毛细管柱直接进样1.柱连接柱连接将填充柱接头直接换成大口径毛细管柱专用接头就可将填充柱接头直接换成大口径毛细管柱专用接头就可连接大口径柱。连接大口径柱。所谓直接进样：是指用大口径（所谓直接进样：是指用大口径（0.53mm0.53mm）毛细管柱接在）毛细管柱接在填充柱进样口，像填充柱进样一样，所有气化的样品全部
28、进填充柱进样口，像填充柱进样一样，所有气化的样品全部进入色谱柱。入色谱柱。第42页，讲稿共94张，创作于星期三71页图4-1第43页，讲稿共94张，创作于星期三2.样品的适用范围样品的适用范围对热不稳定的样品宜采用柱内直接进样；脏的样品则采对热不稳定的样品宜采用柱内直接进样；脏的样品则采用普通直接进样，利用衬管来保护色谱柱不被污染。用普通直接进样，利用衬管来保护色谱柱不被污染。3.操作参数设置操作参数设置进样口温度进样口温度一般应高于待测组分沸点一般应高于待测组分沸点10-25 oC.载气流速载气流速 进样量和进样速度进样量和进样速度进样量一般不超过进样量一般不超过1 L。第44页，讲稿共94
29、张，创作于星期三第45页，讲稿共94张，创作于星期三第二节第二节 分流分流/不分流进样不分流进样一一.进样口结构进样口结构分流分流/不分流进样口是毛细管不分流进样口是毛细管GC最常用的进样口，它既可最常用的进样口，它既可作分流进样，也可用作不分流进样。作分流进样，也可用作不分流进样。分流分流/不分流进样口与填充柱进样口的区别：不分流进样口与填充柱进样口的区别：前者有分流气出口及其控制装置；前者在分流气路上还有一个柱前压调节阀；二者使用衬管结构不同。第46页，讲稿共94张，创作于星期三第47页，讲稿共94张，创作于星期三48页 图3-7第48页，讲稿共94张，创作于星期三二二.分流进样分流进样1
30、.载气流速和衬管选择载气流速和衬管选择分流进样口可采用多种衬管。用于分流进样的衬管大都不是分流进样口可采用多种衬管。用于分流进样的衬管大都不是直通的，管内有缩径处或烧结板、或者有玻璃珠，或者填充直通的，管内有缩径处或烧结板、或者有玻璃珠，或者填充有玻璃毛。有玻璃毛。注：衬管的上端常用注：衬管的上端常用“O”形硅胶环密封，用一段时间后形硅胶环密封，用一段时间后该环会老化而造成漏气，故要及时更换。当进样口温度该环会老化而造成漏气，故要及时更换。当进样口温度超过超过400 oC，最好采用石墨密封环。，最好采用石墨密封环。第49页，讲稿共94张，创作于星期三48页 图3-7第50页，讲稿共94张，创作
31、于星期三2.样品的适用性样品的适用性分流进样适合于大部分可挥发样品，包括液体和气体样品，分流进样适合于大部分可挥发样品，包括液体和气体样品，特别是对一些化学试剂（如溶剂）的分析。特别是对一些化学试剂（如溶剂）的分析。分流进样的适用范围宽，灵活性大，分流比可调范围分流进样的适用范围宽，灵活性大，分流比可调范围广，故成为毛细管广，故成为毛细管GC首选的进样方式。首选的进样方式。三三.操作参数设置操作参数设置1.温度温度进样口温度等于或接近于样品中最重组分的沸点。进样口温度等于或接近于样品中最重组分的沸点。注：对于一个未知的新样品，可将进样口温度设置为注：对于一个未知的新样品，可将进样口温度设置为3
32、00 oC，进行试验。，进行试验。第51页，讲稿共94张，创作于星期三2.载气流速载气流速常用毛细管常用毛细管GC所用柱内载气线流速为：氦气所用柱内载气线流速为：氦气30-50 cm/s；氮气；氮气 20-40 cm/s；氢气；氢气40-60 cm/s。分流比分流比20：1200：1。3.进样量和进样速度进样量和进样速度分流进样的进样量一般不超过分流进样的进样量一般不超过2 L,L,最好控制在最好控制在0.5 0.5 L以下。以下。进样速度越快越好；一是防止不均匀气化，二是保持窄的进样速度越快越好；一是防止不均匀气化，二是保持窄的谱带。谱带。第52页，讲稿共94张，创作于星期三四四.分流歧视问
33、题分流歧视问题分流歧视：在一定分流比条件下，不同样品组分的实际分分流歧视：在一定分流比条件下，不同样品组分的实际分流比是不同的，这就会造成进入色谱柱的样品组成不同于流比是不同的，这就会造成进入色谱柱的样品组成不同于原来的样品组成，从而影响定量分析的准确度。原来的样品组成，从而影响定量分析的准确度。第53页，讲稿共94张，创作于星期三分流歧视的原因：分流歧视的原因：不均匀气化。由于样品中各组分的极性不同，沸点各不均匀气化。由于样品中各组分的极性不同，沸点各异，因而汽化速度各不相同。这些导致沸点不同的组分异，因而汽化速度各不相同。这些导致沸点不同的组分到达分流点时，汽化状态可能不完全相同。气化不太
34、完到达分流点时，汽化状态可能不完全相同。气化不太完全的组分被就比完全汽化的组分可能多分流掉一些样品。全的组分被就比完全汽化的组分可能多分流掉一些样品。组分在载气中的扩散速度。组分在载气中的扩散速度。分流比的大小也会影响分流歧视。分流比的大小也会影响分流歧视。第54页，讲稿共94张，创作于星期三消除分流歧视的措施：消除分流歧视的措施：注注：分分流流歧歧视视是是难难以以消消除除的的，但但只只要要操操作作是是重重现现的的，一一定定程程度度的的歧歧视视是是重重现现的的，就就可可以以通通过过标标准准样样品品的的校校准准来来消消除除歧歧视视效效应应对定量精度的影响。对定量精度的影响。色谱柱的初始温度尽可能
35、高一些。色谱柱的初始温度尽可能高一些。保证安装的色谱柱入口端超过了分流点保证安装的色谱柱入口端超过了分流点保证柱入口端处于气化室衬管的中央。（即气化室内色谱柱保证柱入口端处于气化室衬管的中央。（即气化室内色谱柱与衬管是同轴的）。与衬管是同轴的）。第55页，讲稿共94张，创作于星期三三三.不分流进样不分流进样不分流进样：不分流进样与分流进样采用同一个进样口，不分流进样：不分流进样与分流进样采用同一个进样口，也就是说，不分流进样就是将分流气路的电磁阀关闭，也就是说，不分流进样就是将分流气路的电磁阀关闭，让样品全部进入色谱柱。让样品全部进入色谱柱。注：不分流进样应用范围很有限。原因有：操作条件优注：
36、不分流进样应用范围很有限。原因有：操作条件优化比较复杂，对操作技术的要求较高。样品初始谱带较化比较复杂，对操作技术的要求较高。样品初始谱带较宽，溶剂峰严重拖尾，掩盖早流出组分的色谱峰。这一宽，溶剂峰严重拖尾，掩盖早流出组分的色谱峰。这一现象也叫溶剂效应。现象也叫溶剂效应。第56页，讲稿共94张，创作于星期三77页图4-3第57页，讲稿共94张，创作于星期三消除溶剂效应可采取的措施：消除溶剂效应可采取的措施：注：确定一个瞬间不分流时间是分析成败的关键。注：确定一个瞬间不分流时间是分析成败的关键。2.衬管的容积小一些有利，可采用直通式衬管。衬管的容积小一些有利，可采用直通式衬管。1.采采用用瞬瞬间
37、间不不分分流流技技术术。即即进进样样开开始始时时关关闭闭分分流流电电磁磁阀阀，使使系系统统处处于于不不分分流流状状态态，待待大大部部分分气气化化的的样样品品进进入入色色谱谱柱柱后后，开开启启分分流流阀阀，使使系系统统处处于于分分流流状状态态直直到到分分析析结结束束，注注射射下下一一个个样样品品时时再再关关闭闭分分流流阀阀。这这样样，气气化化室室内内残残留留的的溶溶剂剂气气体体，其其中中也也包包含含一一小小部部分分样样品品组组分分就就很很快快从从分分流流出出口放空，从而在很大程度上消除了溶剂拖尾。口放空，从而在很大程度上消除了溶剂拖尾。第58页，讲稿共94张，创作于星期三瞬间不分流时间的确定瞬间
38、不分流时间的确定这一时间应足够长，这一时间应足够长，让大部分样品进入色谱柱，避免分让大部分样品进入色谱柱，避免分流歧视的影响。流歧视的影响。又要尽可能短，以最大限度地消除溶剂拖尾，使早流出峰又要尽可能短，以最大限度地消除溶剂拖尾，使早流出峰的分析更为准确。的分析更为准确。一般情况下，这一时间值在一般情况下，这一时间值在30-8030-80秒。文献报道多采用秒。文献报道多采用0.75min0.75min。第59页，讲稿共94张，创作于星期三补充：怎样用实验方法来确定瞬间不分流时间？补充：怎样用实验方法来确定瞬间不分流时间？首先，确定溶解样品的溶剂、衬管的容积、进样量、进样速度及首先，确定溶解样品
39、的溶剂、衬管的容积、进样量、进样速度及载气流速。载气流速。刚开始的时候，可将这一时间设置长一些（刚开始的时候，可将这一时间设置长一些（90-120s90-120s），以保证），以保证全部样品组分进入色谱柱。对样品进行分析之后，选择一个待测组全部样品组分进入色谱柱。对样品进行分析之后，选择一个待测组分的峰面积（该峰的分的峰面积（该峰的kk值应大于值应大于5 5）作为测定指标，该峰面积就代表了）作为测定指标，该峰面积就代表了100%100%的样品进入了色谱柱。的样品进入了色谱柱。然后逐步缩短不分流时间分别进样分析，计算同一组分在不同溶剂吹扫时然后逐步缩短不分流时间分别进样分析，计算同一组分在不同溶
40、剂吹扫时间条件下的峰面积与第一次分析的峰面积之比，直到此比值小于间条件下的峰面积与第一次分析的峰面积之比，直到此比值小于0.950.95，此，此时的不分流时间为最短时间。时的不分流时间为最短时间。再进一步微调不分流时间，使同一组分的峰面积达到第一次分析时峰再进一步微调不分流时间，使同一组分的峰面积达到第一次分析时峰面积的面积的95%-99%95%-99%，此时的吹扫时间即位最佳条件。，此时的吹扫时间即位最佳条件。第60页，讲稿共94张，创作于星期三注：对于高沸点样品，不分流时间长一些有利于提高分析灵注：对于高沸点样品，不分流时间长一些有利于提高分析灵敏度，而不影响测定准确度；对于低沸点样品，则
41、要尽可能敏度，而不影响测定准确度；对于低沸点样品，则要尽可能使不分流时间短一些，最大限度地消除溶剂拖尾峰，以保证使不分流时间短一些，最大限度地消除溶剂拖尾峰，以保证准确度。准确度。第61页，讲稿共94张，创作于星期三4.不分流进样口操作参数设置不分流进样口操作参数设置进样口温度进样口温度的设置可以比分流进样时稍低一些。载气流速不分流进样的载气流速应当高一些，其上限应以保证分离度为准。进样量和进样速度进样量和进样速度进样量一般不超过进样量一般不超过2 2L；进样速度应快一些。进样速度应快一些。第62页，讲稿共94张，创作于星期三第三节第三节 冷柱上进样冷柱上进样冷柱上进样：是将样品直接注入处于室
42、温或更低温度冷柱上进样：是将样品直接注入处于室温或更低温度下的色谱柱内，然后再逐步升高温度使样品组分依次下的色谱柱内，然后再逐步升高温度使样品组分依次汽化通过色谱柱进行分离。汽化通过色谱柱进行分离。适用对象：适用对象：热不稳定的化合物；样品较为干净。热不稳定的化合物；样品较为干净。第63页，讲稿共94张，创作于星期三第64页，讲稿共94张，创作于星期三优点：优点：消除了进样口对样品的歧视效应，包括注射针头的歧视消除了进样口对样品的歧视效应，包括注射针头的歧视效应。效应。避免了样品的分解。避免了样品的分解。样品进入色谱柱处于低温，很容易实现早流出峰的溶剂聚样品进入色谱柱处于低温，很容易实现早流出
43、峰的溶剂聚焦。焦。冷柱上进样的分析准确度、精密度均比分流冷柱上进样的分析准确度、精密度均比分流/不分流进样不分流进样高。高。第65页，讲稿共94张，创作于星期三缺点：缺点：与分流与分流/不分流进样相比，冷柱上进样的进样体积要小。大的不分流进样相比，冷柱上进样的进样体积要小。大的进样量容易造成柱超载。进样量容易造成柱超载。操作较为复杂。对初始柱温、溶剂性质、进样速度等有较为操作较为复杂。对初始柱温、溶剂性质、进样速度等有较为严格的要求，且要用特殊的注射器。严格的要求，且要用特殊的注射器。毛细管柱容易被污染，样品记忆效应较为明显。毛细管柱容易被污染，样品记忆效应较为明显。在溶剂峰前面流出的组分很难
44、实现聚焦，测定起来较为困在溶剂峰前面流出的组分很难实现聚焦，测定起来较为困难。难。第66页，讲稿共94张，创作于星期三二二.进样口设计进样口设计1.0.53 mm大口径柱时，可采用标准注射器；大口径柱时，可采用标准注射器；注：手动进样导针管不用隔垫，而是用一个橡胶制成的鸭注：手动进样导针管不用隔垫，而是用一个橡胶制成的鸭嘴密封装置。嘴密封装置。2.如果用如果用0.32mm内径的毛细管柱，手动进样时采用内径的毛细管柱，手动进样时采用细的石英玻璃注射针头细的石英玻璃注射针头。进样口的导针装置换成手动。进样口的导针装置换成手动进样导针管。进样导针管。第67页，讲稿共94张，创作于星期三第68页，讲稿
45、共94张，创作于星期三操作要领：操作要领：注：冷柱上进样不用衬管，常常采用保留间隙管。注：冷柱上进样不用衬管，常常采用保留间隙管。进样时，按下导针管，此时鸭嘴密封装置松开，将注进样时，按下导针管，此时鸭嘴密封装置松开，将注射针头插入柱头；射针头插入柱头；针头插入预定位置后，松开导针管，使鸭嘴处于密封状态。针头插入预定位置后，松开导针管，使鸭嘴处于密封状态。迅速将样品压入柱内，立即抽出注射器。几秒后，就迅速将样品压入柱内，立即抽出注射器。几秒后，就可开始进样口和柱箱的升温程序。可开始进样口和柱箱的升温程序。第69页，讲稿共94张，创作于星期三第四节第四节 程序升温汽化进样程序升温汽化进样(PTV
46、)一一.程序升温汽化进样的特点程序升温汽化进样的特点1.定义：将液体或气体样品注射入处于低温的进样口衬定义：将液体或气体样品注射入处于低温的进样口衬管内，然后按设定程序升高进样口温度。管内，然后按设定程序升高进样口温度。注：注：PTV实际是把分流实际是把分流/不分流进样和冷柱上进样结合不分流进样和冷柱上进样结合为一体。为一体。第70页，讲稿共94张，创作于星期三2.PTV的特点：的特点：消除了注射针头的歧视效应；消除了注射针头的歧视效应；不需要特殊的注射器；不需要特殊的注射器；可以实现大体积进样；可以实现大体积进样；抑制了进样口歧视（即分流歧视）；抑制了进样口歧视（即分流歧视）；可除去溶剂和低
47、沸点组分，实现样品浓缩；可除去溶剂和低沸点组分，实现样品浓缩；不挥发物可滞留在衬管内，保护了色谱柱；不挥发物可滞留在衬管内，保护了色谱柱；可低温捕集气体样品，便于同阀进样或顶空进样技术结合；可低温捕集气体样品，便于同阀进样或顶空进样技术结合；有多种操作模式，即分流模式、不分流模式和溶剂消除模式；有多种操作模式，即分流模式、不分流模式和溶剂消除模式；分析重现性接近于冷柱上进样。分析重现性接近于冷柱上进样。第71页，讲稿共94张，创作于星期三第72页，讲稿共94张，创作于星期三二二.PTV进样口的设计进样口的设计PTV进样口与分流进样口与分流/不分流进样口类似，区别在于：不分流进样口类似，区别在于
48、：进样口热容低，便于快速升温或冷却；进样口热容低，便于快速升温或冷却；衬管容积较小，以便减小样品的初始谱带宽度；衬管容积较小，以便减小样品的初始谱带宽度；分流出口和汽化室温度用时间编程控制；分流出口和汽化室温度用时间编程控制；配备有冷却装置。配备有冷却装置。第73页，讲稿共94张，创作于星期三三三.PTV升温汽化进样模式升温汽化进样模式1.PTV分流进样分流进样PTV分分流流进进样样：即即液液体体样样品品直直接接注注入入冷冷的的汽汽化化室室，抽抽出出注注射射器器后后，打打开开分分流流出出口口阀阀，同同时时进进样样口口开开始始升升温温。汽汽化化后后的的样样品品与与传传统统的的分分流流进进样样一一
49、样样，大大部部分分被被分分流流掉掉，少部分进入色谱柱。少部分进入色谱柱。注：与传统分流进样的区别在于样品不是瞬间汽化，而是注：与传统分流进样的区别在于样品不是瞬间汽化，而是依据其沸点高低依次汽化。所以，样品是顺序进入色谱柱依据其沸点高低依次汽化。所以，样品是顺序进入色谱柱的。的。第74页，讲稿共94张，创作于星期三2.PTV不分流进样不分流进样PTV不分流进样：进样时汽化室处于低温条件下。分流出口的控制完全与传统的不分流进样相同：进样口开始升温时，关闭分流阀，待大部分样品进入色谱柱后（约0.5-1.5min），打开分流阀，使残留溶剂放空。第75页，讲稿共94张，创作于星期三3.溶剂消除分流溶剂
50、消除分流/不分流进样不分流进样溶溶剂剂消消除除分分流流/不不分分流流进进样样：进进样样时时关关闭闭分分流流出出口口阀阀，进进样样口口温温度度控控制制在在接接近近于于但但低低于于溶溶剂剂的的沸沸点点。样样品品被被缓缓慢慢地地注注入入，进进样样后后，立立即即打打开开分分流流出出口口，并并采采用用较较大大的的放放空空气气体体流流量量（可可高高达达1000 mL/min），将将溶溶剂剂气气体体消消除除，也也可可同同时时缓缓慢慢升升高高进进样样口口温温度度，以以加加速速溶溶剂剂汽汽化化。大大部部分分溶溶剂剂气气体体放放空空后后，可可以以关关闭闭分分流流出出口口，以以溶溶剂剂不不分分流流方方式式进进行行分