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1、第三节第三节 气相色谱柱气相色谱柱色谱柱组成色谱柱组成 一、气液分配色谱柱一、气液分配色谱柱二、气固吸附色谱柱二、气固吸附色谱柱柱管柱管 填充剂填充剂填充柱：填充柱：2424米柱长，米柱长，26mm26mm内径内径毛细管柱：几十米毛细管柱：几十米 几百米柱长几百米柱长 0.10.5mm 0.10.5mm内径内径固体吸附剂固体吸附剂气气-固吸附色谱柱固吸附色谱柱载体载体+固定液固定液气气-液分配色谱柱液分配色谱柱一、气一、气-液分配色谱柱液分配色谱柱固定相：载体固定相：载体+固定液固定液（一）载体（二）固定液（一）载体（一）载体1 1作用：作用：作用：作用：承载固定液的作用承载固定液的作用2 2
2、要求：要求：要求：要求：比表面积大（多涂渍固定液）比表面积大（多涂渍固定液）无吸附性（不吸附被测组分）无吸附性（不吸附被测组分）化学惰性（不与固定液发生化学反应）化学惰性（不与固定液发生化学反应）热稳定性好热稳定性好 一定的机械强度一定的机械强度续前3 3分类：分类：（1 1）硅藻土类：具有一定粒度的多孔性固体微粒）硅藻土类：具有一定粒度的多孔性固体微粒 红色：吸附力强，与非极性物质配伍红色：吸附力强，与非极性物质配伍 白色：吸附力弱，与极性物质配伍白色：吸附力弱，与极性物质配伍（2 2）非硅藻土类：玻璃微球，石英微球，）非硅藻土类：玻璃微球，石英微球，氟塑载体，含氟化合物氟塑载体，含氟化合物
3、4 4载体的处理方法载体的处理方法钝化，减弱吸附性钝化，减弱吸附性 酸洗：用于分析酸类和酯类酸洗：用于分析酸类和酯类 碱洗：用于分析胺类等碱性化合物碱洗：用于分析胺类等碱性化合物 硅烷化：用于具有形成氢键能力的较强的化合物硅烷化：用于具有形成氢键能力的较强的化合物 表面釉化表面釉化图示（二）固定液（二）固定液1 1要求：要求：（1 1）操作柱温下固定液呈液态（易于形成均匀液膜）操作柱温下固定液呈液态（易于形成均匀液膜）（2 2）操作条件下固定液热稳定性和化学稳定性好）操作条件下固定液热稳定性和化学稳定性好（3 3）固定液的蒸气压要低（柱寿命长，检测本底低）固定液的蒸气压要低（柱寿命长，检测本底
4、低）（4 4）固定液对样品应有较好的溶解度及选择性）固定液对样品应有较好的溶解度及选择性2 2分类：分类：化学分类法化学分类法极性分类法极性分类法续前化学分类法化学分类法A A烃类：烷烃，芳烃烃类：烷烃，芳烃例例 角鲨烷角鲨烷标准的非极性固定液标准的非极性固定液B B硅氧烷类：硅氧烷类：（a a）甲基硅氧烷：甲基硅氧烷：甲基硅氧烷：甲基硅氧烷：弱极性弱极性 甲基硅油甲基硅油 （n n 400 400）甲基硅油甲基硅油2302300 0C C 甲基硅橡胶（甲基硅橡胶（n n 400400）SE30 SE30，OV1 350OV1 3500 0C C（b b）苯基硅氧烷苯基硅氧烷苯基硅氧烷苯基硅氧
5、烷 ：极性稍强（随苯基极性稍强（随苯基，极性，极性）甲基苯基硅油甲基苯基硅油 （n n 400 400）甲基苯基硅橡胶（甲基苯基硅橡胶（n n 400400）：按苯基含量不同分按苯基含量不同分 低苯基硅橡胶低苯基硅橡胶 SE52SE52 含苯基含苯基5%5%，3503500 0C C 中苯基硅橡胶中苯基硅橡胶 OV17 OV17 含苯基含苯基50%50%，3503500 0C C 高苯基硅橡胶高苯基硅橡胶 OV25 OV25 含苯基含苯基75%75%，3503500 0C C（c c）氟烷基硅氧烷：中等极性氟烷基硅氧烷：中等极性（d d）氰基硅氧烷：强极性氰基硅氧烷：强极性续前C C醇类（氢键
6、形固定液）醇类（氢键形固定液）非聚合醇非聚合醇 聚合醇聚合醇 聚乙二醇（聚乙二醇（PEG-20M250PEG-20M2500 0C C）D D酯类：中强极性固定液酯类：中强极性固定液 非聚酯类非聚酯类 聚酯类聚酯类 丁二酸二乙二醇聚酯丁二酸二乙二醇聚酯 （PDEGSPDEGS或或DEGSDEGS）图示 极性分类法：极性分类法：a a相对极性法相对极性法b b固定液常数法（罗氏特征常数法和麦氏常数法）固定液常数法（罗氏特征常数法和麦氏常数法）续前3固定液的选择：固定液的选择：（1）按相似相溶原则选择（2）按组分性质的主要差别选择（1）按相似相溶原则选择）按相似相溶原则选择a a a a按极性相似
7、原则选择：按极性相似原则选择：按极性相似原则选择：按极性相似原则选择：固固定定液液与与被被测测组组分分极极性性“相相似似相相溶溶”，K K大大，选选择择性性好好 非极性组分非极性组分选非极性固定液，选非极性固定液，按沸点顺序出柱，低沸点的先出柱按沸点顺序出柱，低沸点的先出柱 中等极性组分中等极性组分选中等极性固定液，选中等极性固定液，基本按沸点顺序出柱基本按沸点顺序出柱 强极性组分强极性组分选极性固定液选极性固定液 按极性顺序出柱，极性强的后出柱按极性顺序出柱，极性强的后出柱注：对于中等极性组分，若沸点相同，注：对于中等极性组分，若沸点相同，则按极性顺序出柱，极性较强的后出柱则按极性顺序出柱，
8、极性较强的后出柱续前b b b b按化学官能团相似选择：按化学官能团相似选择：按化学官能团相似选择：按化学官能团相似选择：固定液与被测组分化学官能团相似，作用力强，固定液与被测组分化学官能团相似，作用力强，选择性高选择性高 酯类酯类选酯或聚酯固定液选酯或聚酯固定液 醇类醇类选醇类或聚乙二醇固定液选醇类或聚乙二醇固定液（2）按组分性质的主要差别选择）按组分性质的主要差别选择 组分的沸点差别为主组分的沸点差别为主 选非极性固定液选非极性固定液 按沸点顺序出柱按沸点顺序出柱 沸点低的先出柱沸点低的先出柱 组分的极性差别为主组分的极性差别为主 选极性固定液选极性固定液 按极性强弱出柱按极性强弱出柱 极
9、性弱的先出柱极性弱的先出柱例：苯（例：苯（80.180.10 0C C），环己烷（），环己烷（80.780.70 0C C）选非极性柱选非极性柱 分不开；分不开；选中强极性柱选中强极性柱 较好分离，环己烷先出柱较好分离，环己烷先出柱二、气二、气-固吸附色谱柱固吸附色谱柱固定相：固定相：固定相：固定相：1 1）吸附剂）吸附剂硅胶，硅胶，ALAL2 2O O3 3（极性，吸附力强）（极性，吸附力强）活性炭（非极性）活性炭（非极性）2 2）分子筛：吸附）分子筛：吸附+分子筛分子筛3 3）高分子多孔微球）高分子多孔微球GDXGDX 有机合成高分子聚合物有机合成高分子聚合物 吸附吸附+分配机制分配机制装
10、柱过程：装柱过程：装柱过程：装柱过程：1 1）空柱管）空柱管酸洗，碱洗，乙醚洗酸洗，碱洗，乙醚洗2 2）固定液（）固定液（20%组，出正峰组，出正峰 载载=组，不出峰组，不出峰 载载 He He N2N2选氢气做载气选氢气做载气（3 3）T T池池，池体与热丝，池体与热丝温差温差温差温差，灵敏度，灵敏度，灵敏度，灵敏度 保证保证T T检检 T T柱，以免造成检测器污染柱，以免造成检测器污染 （4 4）浓度型检测器，）浓度型检测器，A A 1/u 1/u，以以A A定量，应保持定量，应保持u u一定一定 （峰面积定量依据）（峰面积定量依据）（二）氢焰检测器（二）氢焰检测器（FID）1 1特点特点
11、2 2结构结构3 3检测原理和离子化机理检测原理和离子化机理4 4操作条件选择和注意事项操作条件选择和注意事项1特点：质量型检测器特点：质量型检测器优点：优点：优点：优点：专属型检测器（只能测含专属型检测器（只能测含C C有机物）有机物）灵敏度高（灵敏度高（TCD TCD）响应快响应快 线性范围宽线性范围宽缺点：缺点：缺点：缺点：燃烧会破坏离子原形，无法回收燃烧会破坏离子原形，无法回收 （制备纯物质，不采用）（制备纯物质，不采用）2结构结构3检测原理和离子化机理检测原理和离子化机理检测原理：利用组分在氢焰中产生离子流进行检测检测原理：利用组分在氢焰中产生离子流进行检测 有机化合物有机化合物离子
12、对离子对离子流离子流流向阴、阳极流向阴、阳极放大放大记录记录离子化机理：化学电离理论离子化机理：化学电离理论 氢焰氢焰自由基自由基正离子正离子4操作条件选择和注意事项操作条件选择和注意事项1 1）载气的选择：）载气的选择：载气载气NN2 2气气 燃气燃气HH2 2气气 助燃气助燃气空气空气2 2）使用温度：高于柱温）使用温度：高于柱温50100501000 0C C3 3）注意问题：）注意问题：质量型检测器，质量型检测器，h h u u，以以h h定量，应保持定量，应保持u u恒定（峰高定量依据）恒定（峰高定量依据）三、检测器的性能指标三、检测器的性能指标（一）噪声与漂移（一）噪声与漂移 （二
13、）灵敏度（二）灵敏度（三）检测限（三）检测限（一）噪声与漂移（一）噪声与漂移1 1噪声：无样品通过时，由仪器本身和工作条件等噪声：无样品通过时，由仪器本身和工作条件等噪声：无样品通过时，由仪器本身和工作条件等噪声：无样品通过时，由仪器本身和工作条件等 偶然因素引起基线的起伏称为偶然因素引起基线的起伏称为偶然因素引起基线的起伏称为偶然因素引起基线的起伏称为（以噪声带衡量）（以噪声带衡量）（以噪声带衡量）（以噪声带衡量）2 2漂移：基线随时间向一个方向的缓慢变化称为漂移：基线随时间向一个方向的缓慢变化称为漂移：基线随时间向一个方向的缓慢变化称为漂移：基线随时间向一个方向的缓慢变化称为 （以一小时内
14、的基线水平变化来表示）（以一小时内的基线水平变化来表示）（以一小时内的基线水平变化来表示）（以一小时内的基线水平变化来表示）back（二）灵敏度（二）灵敏度（响应值，应答值）（响应值，应答值）1 1浓度型检测器的灵敏度（浓度型检测器的灵敏度（S Sc c）灵敏度越高，噪音越大灵敏度越高，噪音越大续前续前2 2 2 2质量型检测器的灵敏度质量型检测器的灵敏度质量型检测器的灵敏度质量型检测器的灵敏度（S Smm）（三）检测限（敏感度）：（三）检测限（敏感度）：组分峰高为噪音二倍时的灵敏度组分峰高为噪音二倍时的灵敏度 检测限检测限 小，仪器性能小，仪器性能 好好 backback质量型检测器质量型检测器质量型检测器质量型检测器浓度型检测器浓度型检测器浓度型检测器浓度型检测器比较灵敏度与敏感度优劣：比较灵敏度与敏感度优劣：vv灵敏度灵敏度未考虑噪音因素，衡量检测器好坏不全面未考虑噪音因素，衡量检测器好坏不全面vv敏感度敏感度考虑了噪音影响考虑了噪音影响小结：固定液分类，固定液选择，分离条件选择固定液分类，固定液选择，分离条件选择 两种类型检测器特点，检测原理，使用注意两种类型检测器特点，检测原理，使用注意 灵敏度与检测限优劣衡量灵敏度与检测限优劣衡量