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1、第三章 气相色谱法 gas chromatography，GC第一节第一节 气相色谱分离原理气相色谱分离原理1.气固色谱气固色谱:吸附能力的不同吸附能力的不同2.气液色谱：溶解能力的不同气液色谱：溶解能力的不同1/11/2023第三章气相色谱法一、气相色谱仪一、气相色谱仪gas chromatographic instruments二、二、气相色谱仪流程气相色谱仪流程process of gas chromatograph三、气相色谱主要部件三、气相色谱主要部件main assembly of gas chromatograph第二节 气相色谱仪gas chromatography,GCgas
2、 chromatographic instruments1/11/2023二、气相色谱结构流程 process of gas chromatograph1-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；4-针形阀；5-流量计;6-压力表；9-热导检测器；10-放大器；11-温度控制器；12-记录仪；载气系统载气系统进样系统进样系统色谱柱色谱柱检测系统检测系统温控系统温控系统1/11/2023结构流程1/11/2023二、气相色谱结构流程 process of gas chromatograph1-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
3、表；4-针形阀；5-流量计;6-压力表；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1/11/2023三、气相色谱仪主要部件 main assembly of gas chromatograph1.1.载气系统载气系统 包括气源、净化干燥管和载气流速控制；常用的载气有：氢气、氮气、氦气；净化干燥管：去除载气中的水、有机物等杂质（依次通过分子筛、活性炭等）；载气流速控制：压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气流速恒定。1/11/20232.进样装置 进样装置：进样装置：进样器+气化室；气体进样器（六通阀）：气体进样器（六通阀）：推拉式和旋转式
4、两种。试样首先充满定量管，切入后，载气携带定量管中的试样气体进入分离柱；1/11/2023 液体进样器：不同规格的专用注射器，填充柱色谱常用10L；毛细管色谱常用1L；新型仪器带有全自动液体进样器，清洗、润冲、取样、进样、换样等过程自动完成，一次可放置数十个试样。气化室气化室：将液体试样瞬间气化的装置。无催化作用。1/11/20233.色谱柱（分离柱）色谱柱：色谱柱：色谱仪的核心部件。柱材质：柱材质：不锈钢管或玻璃管，内径3-6毫米。长度可根据需要确定。柱填料：柱填料：粒度为60-80或80-100目的色谱固定相。液液-固色谱：固体吸附剂固色谱：固体吸附剂 液液-液色谱：担体液色谱：担体+固定
5、液固定液 柱制备对柱效有较大影响，填料装填太紧，柱前压力大，流速慢或将 柱堵死，反之空隙体积大，柱效低。有关固定液性质及其选择见下一节。1/11/20234.检测系统 色谱仪的眼睛，通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成；被色谱柱分离后的组分依次进入检测器，按其浓度或质量随时间的变化，转化成相应电信号，经放大后记录和显示，给出色谱图；检测器：检测器：广普型广普型对所有物质均有响应；对所有物质均有响应；专属型专属型对特定物质有高灵敏响应；对特定物质有高灵敏响应；常用的检测器：热导检测器、氢火焰离子化检测器；有关检测器原理、结构见第三节。1/11/20235.温度控制系统 温度是色谱分离条件的
6、重要选择参数；气化室、分离室、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温度；气化室：保证液体试样瞬间气化；检测器：保证被分离后的组分通过时不在此冷凝；分离室：准确控制分离需要的温度。当试样复杂时，分离室温度需要按一定程序控制温度变化，各组分在最佳温度下分离；1/11/2023第二章气相色谱分析法一、一、气固色谱固定相气固色谱固定相stationary phases in Gas-solid chromatograph二、气液色谱固定相二、气液色谱固定相stationary phases in gas-liquid chromatograph 第三节 气相色谱固定相gas chromatographi
7、c analysis,GCstationary phases in gas chromatograph 1/11/2023一、气固色谱固定相 stationary phases in Gas-solid chromatograph1.1.种类种类 (1)活性炭活性炭 有较大的比表面积，吸附性较强。(2)氧化铝氧化铝 有较大的极性。适用于常温下O2、N2、CO、CH4、C2H6、C2H4等气体的相互分离。CO2能被活性氧化铝强烈吸附而不能用这种固定相进行分析。(3)硅胶硅胶 与活性氧化铝大致相同的分离性能，除能分析上述物质外，还能分析CO2、N2O、NO、NO2等，且能够分离臭氧。1/11/20
8、23气固色谱固定相 (4)分子筛分子筛 碱及碱土金属的硅铝酸盐（沸石），多孔性。如3A、4A、5A、10X及13X分子筛等（孔径：埃）。常用5A和13X（常温下分离O2与N2）。除了广泛用于H2、O2、N2、CH4、CO等的分离外，还能够测定He、Ne、Ar、NO、N2O等。(5)高分子多孔微球（高分子多孔微球（GDX系列）系列）新型的有机合成固定相（苯乙烯与二乙烯苯共聚）。型号：GDX-01、-02、-03等。适用于水、气体及低级醇的分析。1/11/2023二、气固色谱用固定相种类种类特点特点适用对象适用对象活性炭活性炭表面活性大而不均一表面活性大而不均一分离永久性气体及低沸分离永久性气体及
9、低沸点烃类点烃类石墨化炭黑石墨化炭黑表面均匀，活化点少，主要靠色散力起作表面均匀，活化点少，主要靠色散力起作用用进行各种表面处理后，进行各种表面处理后，可适应各种样品的分离可适应各种样品的分离碳分子筛碳分子筛非极性强，表面活化点少，疏水性强，柱非极性强，表面活化点少，疏水性强，柱效高，耐腐蚀，耐辐射，寿命长效高，耐腐蚀，耐辐射，寿命长用于一些永久气体的分用于一些永久气体的分析，用于金属热处理气析，用于金属热处理气氛的分析，适于分析氢氛的分析，适于分析氢键型化合物键型化合物分子筛分子筛具有几何选择性，对极性分子和极化率大具有几何选择性，对极性分子和极化率大的分子作用力强，对有可成氢键的化合物的分
10、子作用力强，对有可成氢键的化合物有很强的作用力，即使在低浓度、高温、有很强的作用力，即使在低浓度、高温、高流速下对被吸附物质也有较高的吸附能高流速下对被吸附物质也有较高的吸附能力力特别用于永久性气体和特别用于永久性气体和惰性气体的分离惰性气体的分离高分子多孔高分子多孔小球小球（GDXGDX）GDXGDX的疏水性很强，的疏水性很强，GDXGDX是球形，大小均匀，是球形，大小均匀，有利与色谱柱的填充，提高了柱效，可改有利与色谱柱的填充，提高了柱效，可改变变GDXGDX的极性和孔径的极性和孔径 有机物中微量水的测定，有机物中微量水的测定，半水煤气成分的测定，半水煤气成分的测定，COCO2 2和和N
11、N2 2O O的分析，分离的分析，分离低碳烃和脂肪醇低碳烃和脂肪醇 1/11/20232.气固色谱固定相的特点（1）性能与制备和活化条件有很大关系；）性能与制备和活化条件有很大关系；（2）同同一一种种固固定定相相，不不同同厂厂家家或或不不同同活活化化条条件件，分分离离效效果果差异较大；差异较大；（3）种类有限，能分离的对象不多；）种类有限，能分离的对象不多；（4）使用方便。）使用方便。1/11/2023二、气液色谱固定相 stationary phases in gas-liquid chromatograph 气液色谱固定相气液色谱固定相 固定液固定液+担体担体（支持体）：小颗粒表面涂渍上一
12、薄层固定液。小颗粒表面涂渍上一薄层固定液。固定液特点：固定液特点：固固定定液液在在常常温温下下不不一一定定为为液液体体，但但在在使使用用温温度度下下一一定定呈呈液体状态。液体状态。固定液的种类繁多，选择余地大，应用范围不断扩大。固定液的种类繁多，选择余地大，应用范围不断扩大。担体：化学惰性的多孔性固体颗粒，具有较大的比表面积。担体：化学惰性的多孔性固体颗粒，具有较大的比表面积。1/11/2023 1.作为担体使用的物质应满足的条件 比表面积大，孔径分布均匀；比表面积大，孔径分布均匀；化化学学惰惰性性，表表面面无无吸吸附附性性或或吸吸附附性性很很弱弱，与与被被分分离离组组份份不起反应；不起反应；
13、具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎；具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎；颗粒大小均匀、适度。一般常用颗粒大小均匀、适度。一般常用6080目、目、80100目。目。1/11/20232.担体（硅藻土）红色担体红色担体：孔径较小，表孔密集，比表面积较大，机械强度好。孔径较小，表孔密集，比表面积较大，机械强度好。适宜分离非极性或弱极性组分的试样。缺点是表面存有活适宜分离非极性或弱极性组分的试样。缺点是表面存有活性吸附中心点。性吸附中心点。白色担体白色担体：煅烧前原料中加入了少量助溶剂（碳酸钠）。煅烧前原料中加入了少量助溶剂（碳酸钠）。颗颗 粒疏粒疏松，孔径较大。比表面积较小，机械强度较差。但
14、吸附性松，孔径较大。比表面积较小，机械强度较差。但吸附性显著减小，适宜分离极性组分的试样。显著减小，适宜分离极性组分的试样。1/11/2023表 气液色谱担体1/11/20233.固定液 固定液：固定液：高沸点难挥发的有机化合物，种类繁多。(1)对对固定液的固定液的要求要求 应对被分离试样中的各组分具有不同的溶解能力，较好的热稳定性，并且不与被分离组分发生不可逆的化学反应。(2)选择的基本原则选择的基本原则 “相似相溶相似相溶”，选择与试样性质相近的固定相。(3)固定液分类方法固定液分类方法 如按化学结构、极性、应用等的分类方法。在各种色谱手册中，一般将固定液按有机化合物的分类方法分为：脂肪烃
15、、芳烃、醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷等。1/11/2023(4)固定液的最高最低使用温度 高于最高使用温度易分解，温度低呈固体；(5)混合固定相混合固定相 对于复杂的难分离组分通常采用特殊固定液或将两种甚至两种以上配合使用；(6)固定液的相对极性固定液的相对极性 规定：角鲨烷（异三十烷）的相对极性为零，氧二丙睛的相对极性为100。1/11/2023表表 优选固定液优选固定液麦氏常数：x、y、z、u、s表示，分别代表了极性分子间存在着的静电力（偶极定向力）；极性与非极性分子间存在着的诱导力；非极性分子间的色散力；氢键等。也可以用五个数的总和来表示固定相的极性大小，如：，氧二丙睛五个常数的总和为44
16、27，是强极性固定相。1/11/20233.固定液与组分间作用力静电力静电力诱导力诱导力色散力色散力氢键力氢键力1/11/2023利用诱导力苯和环己烷在苯和环己烷在1.非极性石蜡作固定液非极性石蜡作固定液 2.强极性强极性-氧二丙腈做固定液氧二丙腈做固定液 3.中等极性中等极性DNP作固定液的分离情况作固定液的分离情况1231/11/20234.固定液的选择非极性物质：一般选用非极性固定液非极性物质：一般选用非极性固定液极性物质：一般选用极性固定液极性物质：一般选用极性固定液非极性物质和极性物质混合物：极性固定液非极性物质和极性物质混合物：极性固定液氢键氢键复杂组分：特殊固定液或混合固定液复杂
17、组分：特殊固定液或混合固定液1/11/2023第四节第四节 气相色谱检测器气相色谱检测器1/11/2023一、热导检测器一、热导检测器 thermal conductivity detector,TCD1.1.热导检测器的结构热导检测器的结构 池体池体（一般用不锈钢制成）热敏元件热敏元件：电阻率高、电阻温度系数大、且价廉易加工的钨丝制成。参考臂：参考臂：仅允许纯载气通过，通常连接在进样装置之前。测量臂测量臂：需要携带被分离组分的载气流过，则连接在紧靠近分离柱出口处。1/11/2023工作原理散热差异两臂电阻值差异电桥失去平衡信号输出输出的电压信号与样品的浓度成正比载气参比池试样测量池1/11/
18、20232.2.检测原理检测原理 平衡电桥，右图。不同的气体有不同的热导系数。钨丝通电，加热与散热达到平衡后，两臂电阻值：R参参=R测测 ;R1=R2 则：则：R参参R2=R测测R1 无电压信号输出；记录仪走直线（基线）。1/11/2023进样后进样后:载气携带试样组分流过测量臂而这时参考臂流过的仍是纯载气，使测量臂的温度改变，引起电阻的变化，测量臂和参考臂的电阻值不等，产生电阻差，R参参R测测 则：R参参R2R测测R1 这时电桥失去平衡，a、b两端存在着电位差，有电压信号输出。信号与组分浓度相关。记录仪记录下组分浓度随时间变化的峰状图形。1/11/20233.3.影响影响热导检测器灵敏度的因
19、素热导检测器灵敏度的因素 桥桥路路电电流流I：I，钨丝的温度，钨丝与池体之间的温差，有利于热传导，检测器灵敏度提高。检测器的响应值S I3，但稳定性下降，基线不稳。桥路电流太高时，还可能造成钨丝烧坏。池池体体温温度度：池体温度与钨丝温度相差越大，越有利于热传导，检测器的灵敏度也就越高，但池体温度不能低于分离柱温度，以防止试样组分在检测器中冷凝。1/11/20231/11/2023 载载气气种种类类：载气与试样的热导系数相差越大，在检测器两臂中产生的温差和电阻差也就越大，检测灵敏度越高。载气的热导系数大，传热好，通过的桥路电流也可适当加大，则检测灵敏度进一步提高。氦气也具有较大的热导系数，但价格
20、较高。表表 某些气体与蒸气的热导系数（某些气体与蒸气的热导系数（），），单位：单位：J/cms1/11/20234.TCD4.TCD使用注意事项使用注意事项(1)(1)为确保热丝不被烧断为确保热丝不被烧断,在在TCDTCD通电前通电前,先开先开载气载气 关机时一定要先关电源关机时一定要先关电源,后关载气后关载气(否则否则检测器会报废检测器会报废)(2)(2)载气中含氧气时载气中含氧气时,使热丝寿命缩短使热丝寿命缩短 载气必须除氧载气必须除氧,而且不要使用聚四氟而且不要使用聚四氟乙烯作载气输送管乙烯作载气输送管 它会渗透氧气它会渗透氧气1/11/20235.TCD5.TCD性能与应用性能与应用(
21、1)(1)属浓度型属浓度型DetDet,进样量一定时进样量一定时 峰面积峰面积A A 1/Fd1/Fd 用用A A定量时要保持流速恒定定量时要保持流速恒定(2)(2)属通用型属通用型DetDet,可测多种类型组分可测多种类型组分 特别是可测特别是可测FIDFID所不能直接测定的许多无机所不能直接测定的许多无机气体气体(3)(3)是非破坏型是非破坏型DetDet 利用样品收集或与其他仪器联用利用样品收集或与其他仪器联用1/11/2023二、氢火焰离子化检测器氢火焰离子化检测器 flame ionization detector,FID1.1.特点特点 简称氢焰检测器简称氢焰检测器 （FID：hy
22、drogen flameionization detector）(1)典型的典型的质量型检测器质量型检测器;(2)对有机化合物具有很高的灵敏度对有机化合物具有很高的灵敏度;(3)无无机机气气体体、水水、四四氯氯化化碳碳等等含含氢氢少少或或不不含含氢氢的的物物质质灵敏度低或不响应灵敏度低或不响应;(4)氢氢焰焰检检测测器器具具有有结结构构简简单单、稳稳定定性性好好、灵灵敏敏度度高高、响应迅速等特点响应迅速等特点;(5)比比热热导导检检测测器器的的灵灵敏敏度度高高出出近近3个个数数量量级级，检检测测下下限限可达可达10-12gg-1。（动画）（动画）1/11/20232.2.氢焰检测器的结构氢焰检
23、测器的结构 (1)在发射极和收集极之间在发射极和收集极之间加有一定的直流电压（加有一定的直流电压（100300V）构成一个外加电场。构成一个外加电场。(2)氢焰检测器需要用到三氢焰检测器需要用到三种气体：种气体：N2：载气携带试样组分；H2：为燃气；空气：助燃气。使用时需要调整三者的比使用时需要调整三者的比例关系，检测器灵敏度达到最例关系，检测器灵敏度达到最佳。佳。1/11/20233.3.氢焰检测器的原理氢焰检测器的原理(1)当含有机物 CnHm的载气由喷嘴喷出进入火焰时，在C层发生裂解反应产生自由基：CnHm CH(2)产生的自由基在D层火焰中与外面扩散进来的激发态原子氧或分子氧发生如下反
24、应：CH+O CHO+e(3)生成的正离子CHO+与火焰中大量水分子碰撞而发生分子离子反应：CHO+H2O H3O+COA A区：预热区区：预热区B B层：点燃火焰层：点燃火焰C C层：热裂解区：层：热裂解区：温度最高温度最高D D层：反应区层：反应区1/11/2023氢焰检测器的原理氢焰检测器的原理(4)(4)化学电离产生的正离子和电子在外加恒定直流电场的作用下分别向两极定向运动而产生微电流（约10-610-14A）；(5)在在一一定定范范围围内内，微微电电流流的的大大小小与与进进入入离离子子室室的的被被测测组组分分质质量量成成正正比比，所所以以氢氢焰焰检检测测器是质量型检测器。器是质量型检
25、测器。(6)组分在氢焰中的电离效率很低，大约五十万分之一的碳原子被电离。(7)(7)离子电流信号输出到记录仪，得到峰面积与组分质量成正比的色谱流出曲线A区：预热区B层：点燃火焰C层：热裂解区：温度最高D层：反应区1/11/20234.4.影响氢焰检测器灵敏度的因素影响氢焰检测器灵敏度的因素 各种气体流速和配比的选择各种气体流速和配比的选择 N2流速的选择主要考虑分离效能，N2 H2=1 11 1.5 氢气 空气=1 10。极化电压极化电压 正常极化电压选择在100300V范围内。1/11/20235、FID使用注意事项使用注意事项（一）（一）注意安全注意安全防氢气泄漏，切勿让氢气泄漏入柱恒温箱
26、中，以防爆炸。防氢气泄漏，切勿让氢气泄漏入柱恒温箱中，以防爆炸。注意以下几点即可：注意以下几点即可：在未接色谱柱和柱试漏前，切勿通氢气；卸色谱柱前，在未接色谱柱和柱试漏前，切勿通氢气；卸色谱柱前，先检查一下，氢气是否关好；先检查一下，氢气是否关好；（二）（二）保持保持FID正常性能正常性能1正常点火正常点火点火时，点火时，FID检测器温度务必在检测器温度务必在120以上。点火困难以上。点火困难时，适当增大氢气流速，减小空气流速，点着后再调时，适当增大氢气流速，减小空气流速，点着后再调回原来的比例。检测器要高于柱温回原来的比例。检测器要高于柱温 2050，防水冷，防水冷凝。凝。2定期清洗喷咀定期
27、清洗喷咀注意线性范围与以下条件有关：一般用注意线性范围与以下条件有关：一般用N2作载气，载作载气，载气要净化，除有机物；气体流量比等。气要净化，除有机物；气体流量比等。1/11/20236.应用FID检测器与TCD一样，应用十分广泛。FID主要特用于烃类的工业分析，也用于化学、化工、药物、农药、法医化学、食品和环境科学等诸多领域。它主要用于各种样品的常量常规分析与痕量分析。（一）烃类的工业分析。（二）水中挥发性有机物的痕量分析（三）环境检测：用HP-WAX毛细管柱检测涂料溶剂，氦气作载气，FID检测器，用程序升温可得谱图。1/11/2023涂料稀释剂的涂料稀释剂的GC分析分析 1/11/202
28、3三、电子捕获检测器三、电子捕获检测器 electron capture detector,ECD1/11/20232.2.原理原理:NiNi6363放射源放射出放射源放射出射线与载气射线与载气N N2 2碰撞产生电子碰撞产生电子,这这些电子在电场作用下向收集极移动些电子在电场作用下向收集极移动,形成恒定的基流形成恒定的基流,当当载气中有电负性组分捕获这些低能量的电子载气中有电负性组分捕获这些低能量的电子,使基流降使基流降低低,产生倒色谱峰讯号产生倒色谱峰讯号高纯高纯N N2 2载气载气 N N2 2 N N2 2+e+e样品组分样品组分 AB+e ABAB+e AB-+E+E AB AB-+
29、N+N2 2+AB+N AB+N2 2射线1/11/20233.3.工作条件工作条件:(1)(1)载气纯度载气纯度,用高纯用高纯N N2 2(99.999%)(99.999%)含含O O2 210 2020 用用S S滤光片时滤光片时,S,S的响应值的响应值/P/P的响应值的响应值 10101/11/20235、应用、应用FPD在石油工业、食品工业、环境保护、战用毒剂等领域得到广泛应用。FPD主要用于痕量硫、磷化合物的检测，近年也用于其它杂原子有机物和有机金属化合物的检测。（一）磷化合物的痕量检测（二）苯中痕量噻吩的测定（三）环境中有机锡化合物的痕量检测。1/11/2023对氮、磷有高灵敏对氮
30、、磷有高灵敏度；度；在在FID检测器的检测器的喷嘴与收集极之间喷嘴与收集极之间加一个含硅酸铷的加一个含硅酸铷的玻璃球，含氮、磷玻璃球，含氮、磷化合物在受热分解化合物在受热分解时，受硅酸铷作用时，受硅酸铷作用产生大量电子，信产生大量电子，信号强；号强；五、热离子检测器五、热离子检测器(thermionic detector,TID)又称又称氮磷检测器氮磷检测器1/11/2023SampleSample 58901.0 DEG/MINHEWLETTPACKARDHEWLETTPACKARD5972AMass Selective DetectorDCBA ABCDGas Chromatograph(
31、GC)Mass SpectrometerSeparationIdentificationBACDADBCMS六、其它检测器六、其它检测器1.质谱检测器（质谱检测器（mass spectrum detector）1/11/2023GC-MS中的分子分离器中的分子分离器 分子分离器类型：分子分离器类型：微孔玻璃式、半透膜式和喷射式三种。微孔玻璃式、半透膜式和喷射式三种。喷射式分子分离器：喷射式分子分离器：由一对同轴收缩型喷嘴构成，喷嘴被封在一真空室中，如由一对同轴收缩型喷嘴构成，喷嘴被封在一真空室中，如图所示。可做成多级。图所示。可做成多级。1/11/20232.原子发射检测器原子发射检测器3.红
32、外检测器红外检测器1/11/2023浓度型检测器：浓度型检测器：测量的是载气中通过检测器组分浓度瞬间的变化，检测 信号值与组分的浓度成正比。热导检测器；质量型检测器：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，即检测信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。FID；通用型检测器：通用型检测器：对所有物质有响应，热导检测器；选择型检测器：选择型检测器：对特定物质有高灵敏响应，电子俘获检测器；七 检测器参数1/11/2023 一个优良的检测器应具以下几个性能指标：灵敏度高，检出限低，死体积小，响应迅灵敏度高，检出限低，死体积小，响应迅速，线性范围宽，稳定性好速，线性范围宽，稳定性好
33、。通用性检测器要求适用范围广；选择性检测器要求选择性好。一、气相色谱检测器基本性能1/11/2023 1/11/20232检出限（敏感度）当检测器输出信号放大时，电子线路中固有的噪声同时也被放大，使基线波动，如图19-12所示。取基线起伏的平均值为噪声的平均值，用符号RN表示。由于噪声会影响测量试样色谱峰的认辨，所以在评价检测器的质量时提出了检出限这一指标31/11/2023 检出限定义为：检测器恰能产生三倍于噪声信号时的单位时间（单位：S）引入检测器的样品量（单位：g），或单位体积（单位：cm3）载气中需含的样品量。对于浓度型检测器，捡出限Dc表示为 Dc=3RN/Sc Dc的物理意义指每毫
34、升载气中含有恰好能产生二倍于噪声信号的溶质毫克数。质量型检测器的检出限为 Dm=3RN/Sm Dm的物理意义指每秒通过的溶质克数，恰好产生3倍于噪声的信号。1/11/2023无论哪种检测器，检出限都与灵敏度成反比，与噪音成正比。检出限不仅决定于灵敏度，而且受限于噪声，所以它是衡量检测器性能好坏的综合指标。1/11/2023 3最小检测量 在实际工作中，检测器不可能单独使用，它总是与柱、气化室、记录器及连接管道等组成一个色谱体系。最小检测量指产生3倍噪声峰高时，色谱体系（即色谱仪）所需的进样量。对于浓度型检测器组成的色谱仪，最小检测量（单位：mg）为质量型检测器的最小检测量（单位：g）为1/11
35、/2023 由此看出，最小检测量与检出限是两个不同的概念。检出限只用来衡量检测器的性能,而最小检测量不仅与检测器性能有关，还与色谱柱效及操作条件有关。1/11/2023 4线性范围 检测器的线性范围定义为在检测器呈线性时最大和最小进样量之比，或叫最大允许进样量（浓度）与最小检测量（浓度）之比。图19-11为某检测器对两种组分的RCi图。R为检测器响应值，Ci为进样浓度。对于组分A进样浓度在CA。至CA之间为线性，线性范围为CACA。对于组分B则在CB至CB之间为线性，线性范围为CB/CB。不同的组分的线性范围不同。不同类型检测器的线性范围差别也很大。如氢焰检测器的线性范围可达107，热导检测器
36、则在105左右。由于线性范围很宽，在实际检测时一般采用双对数坐标纸。1/11/2023 5.响应时间 响应时间指进入检测器的某一组分的输出信号达到其真值的63所需的时间。的死体积小，电路系统的滞后现象小，响应速度就快。一般都小于1s。1/11/20231.在气相色谱法中，适于用氢火焰离子化检测器分析的组分是 ()(1)二硫化碳 (2)二氧化碳 (3)甲烷 (4)氨气2.测定有机溶剂中的微量水，下列四种检测器宜采用 ()(1)TCD(2)FID (3)ECD (4)MS1/11/20233.用气相色谱法进行微量纯试剂制备时,常用 _ 检测器.4.氯农药的检测使用哪种色谱检测器为最佳？()A.FI
37、D B.TCD C.ECD D.NPD E.TID1/11/20236.某人用色谱法测定一混合试样，归一化法结果为100%，其最可能的原因为：（）A.计算错误 B.柱效太低 C.试样不稳定 D.检测器仅对某一组分有响应7.在气相色谱中，直接表征组分在固定相中停留时间长短的保留参数是：A.保留时间 B.调整保留时间 C.死时间 D.相对保留值8.某人利用气相色谱法分析一混合样品有三种组分，但在色谱图只得到2个峰，试分析可能的原因。1/11/2023第五节第五节 色谱分离条件的选择色谱分离条件的选择1/11/2023一、一、色谱柱及使用条件的选择色谱柱及使用条件的选择 chromatographi
38、c columns and choice of operating condition 1.1.固定相的选择固定相的选择 气液色谱，应根据“相似相溶”的原则 分分离离非非极极性性组组分分时时，通常选用非极性固定相。各组分按沸点顺序出峰，低沸点组分先出峰。分分离离极极性性组组分分时时，一般选用极性固定液。各组分按极性大小顺序流出色谱柱，极性小的先出峰。1/11/2023 分分离离非非极极性性和和极极性性的的（或或易易被被极极化化的的）混混合合物物，一般选用极性固定液。此时，非极性组分先出峰，极性的（或易被极化的）组分后出峰。醇醇、胺胺、水水等等强强极极性性和和能能形形成成氢氢键键的的化化合合物物
39、的的分分离离，通常选择极性或氢键性的固定液。组组成成复复杂杂、较较难难分分离离的的试试样样，通常使用特殊固定液，或混合固定相。1/11/20232.2.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：固定液在担体上的涂渍量，一般指的是固定液与担体的百分比，配比通常在5%25%之间。配比越低，担体上形成的液膜越薄，传质阻力越小，柱效越高，分析速度也越快。配比较低时，固定相的负载量低，允许的进样量较小。分析工作中通常倾向于使用较低的配比。1/11/20233.3.柱长和柱内径的选择柱长和柱内径的选择 增加柱长对提高分离度有利（分离度R正比于柱长L2），但组分的保留时间tR ，且柱阻
40、力，不便操作。柱长的选用原则是在能满足分离目的的前提下，尽可能选用较短的柱，有利于缩短分析时间。填充色谱柱的柱长通常为13米。可根据要求的分离度通过计算确定合适的柱长或实验确定。柱内径一般为34厘米。1/11/20234.4.柱温的确定柱温的确定 首先应使柱温控制在固定液的最高使用温度（超过该温首先应使柱温控制在固定液的最高使用温度（超过该温度固定液易流失）和最低使用温度（低于此温度固定液以固度固定液易流失）和最低使用温度（低于此温度固定液以固体形式存在）范围之内。体形式存在）范围之内。柱温升高，分离度下降，色谱峰变窄变高。柱温柱温升高，分离度下降，色谱峰变窄变高。柱温，被测，被测组分的挥发度
41、组分的挥发度，即被测组分在气相中的浓度，即被测组分在气相中的浓度，K，tR，低，低沸点组份峰易产生重叠。沸点组份峰易产生重叠。柱温柱温，分离度，分离度，分析时间，分析时间。对于难分离物质对，降低。对于难分离物质对，降低柱温虽然可在一定程度内使分离得到改善，但是不可能使之柱温虽然可在一定程度内使分离得到改善，但是不可能使之完全分离，这是由于两组分的相对保留值增大的同时，两组完全分离，这是由于两组分的相对保留值增大的同时，两组分的峰宽也在增加，当后者的增加速度大于前者时，两峰的分的峰宽也在增加，当后者的增加速度大于前者时，两峰的交叠更为严重。交叠更为严重。柱温一般选择在接近或略低于组分平均沸点时的
42、温度。柱温一般选择在接近或略低于组分平均沸点时的温度。组分复杂，沸程宽的试样，采用程序升温。组分复杂，沸程宽的试样，采用程序升温。1/11/2023高沸点（300400）低于其沸点100200 中沸点（200300）低于沸点100）低沸点（100200）均沸点的2/3）气态烃 （50以下分析）1/11/2023(5)组分复杂，沸程宽的试样，采用组分复杂，沸程宽的试样，采用程序升温程序升温程序升温：在一个分析过程中，柱温随着时程序升温：在一个分析过程中，柱温随着时间的增加，呈线性或非线性升高的气相色间的增加，呈线性或非线性升高的气相色谱方法谱方法1/11/2023程序升温优点：程序升温优点：改善
43、分离效果改善分离效果 缩短分析周期缩短分析周期 改善峰形改善峰形 提高检测灵敏度提高检测灵敏度1/11/20236.6.载气流速的选择载气流速的选择 由图可见存在最佳流速（uopt）。实际流速通常稍大于最佳流速，以缩短分析时间。1/11/20237.7.进样方式和进样量的选择进样方式和进样量的选择 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。进样量应控制在柱容量允许范围及检测器线性检测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。范围之内。进样要求动作快、时间短。气体试样应采气体进样阀进样。气体试样应采气
44、体进样阀进样。1/11/20238.8.气化温度的选择气化温度的选择 色谱仪进样口下端有一气化器，液体试样进样后，色谱仪进样口下端有一气化器，液体试样进样后，在此瞬间气化；在此瞬间气化；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。1/11/2023第六节第六节 气相色谱法的应用气相色谱法的应用沸点在沸点在5000C以下，热稳定性良好，以下，热稳定性良好，相对分子质量在相对分子质量在400以下的物质，原以下的物质，原则上可用气相色谱法。则上可用气相色谱法。聚合物分析可采用裂解气相色谱法。聚合物分析可采用裂解气相色谱法。1/11/2023