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分析方法的建立载气流速–Totalcarrierflow–=columnflow+purgeflow+splitflow温度:Injector、column、detector检测器色谱柱色谱分析方法建立——温度选择保证液体试样瞬间气化;保证被分离后的组分通过时不在此冷凝;气化室检测器色谱柱低于固定液使用温度低于组分沸点能低则低!载气入口接色谱柱散热片加热块汽化室示意图进样系统:进样装置和汽化室进用微量注射器或者进样阀对汽化室的要求–液体样品引入后需要瞬间汽化–汽化在汽化室进行体积小热容量大对样品无催化作用:玻璃衬管!气化室温度选择T不当柱效下降–气化室温度样品沸点样品气化时间,样品在柱内分布加宽因而柱效下降–气化室温度升至足够高时,样品可以瞬间气化柱效恒定。峰高定量时,气化室温度对结果有很大影响–气化室温度样品沸点峰高–气化室温度太高样品分解7Septum控温系统作用恒温程序升温提高温度程序升温K是热力学常数,随温度变化,温度越高,K值越小,因此保留时间越短,据此,可通过柱温调节分离程度。EffectofTemperatureProgramming恒温和程序升温对难分离物质的影响240℃,恒温12min后20℃/min升温至300℃180℃起,10℃/min程序升温至300℃恒温和程序升温分析:正构烷烃程序升温对结果影响一.GC工作过程Column:heartofChromatographyPackedcolumn–材料:不锈钢或玻璃:内装固定相–内径2~6mm,长1~6m–形状:U型、螺旋型Capillarycolumn–材料:不锈钢,玻璃或石英–内径0.l~0.53mm,10m-100m–分离效率高:理论塔板数可达106–柱容量低、要求检测器的灵敏度高ColumnCapillary–10-100meterslong,250-530uminternaldiameter–1000-2000plates/mor10,000–100,000plates–Wall-coated(WCOT)orsupport-coated(SCOT)–Highlyinert–Widerangeofstationaryphases(selectivity)Packed–Notwidelyused,mainlygasanalysis–1-6mlong–Lowefficiency固定相固体固定相:固体吸附剂液体固定相:由担体和固定液组成固体固定相–吸附剂:活性碳、硅胶、Al2O3、分子筛等–用于H2、O2、N2、CO、CO2、C1-C4的分离液体固定相担体15-2气相色谱固定相(1).固体吸附剂(2).液体固定相一、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)(l)对载体的要求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;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;热稳定性好;形状规则,粒度均匀,具有一定机械强度。(3)载体的表面处理硅藻土载体表面不是完全惰性的,具有活性中心。如硅醇基SiOH或含有矿物杂质,如氧化铝、铁等,使色谱峰产生拖尾。因此,使用前要进行化学处理,以改进孔隙结构,屏蔽活性中心。处理方法有酸洗、碱洗、硅烷化及添加减尾剂等。(i)酸洗:用3--6mol/L盐酸浸煮载体、过滤,水洗至中性。甲醇淋洗,脱水烘干。可除去无机盐,Fe,Al等金属氧化物。适用于分析酸性物质。(ii)碱洗:用5%或10%NaOH的甲醇溶液回流或浸泡,然后用水、甲醇洗至中性,除去氧化铝,用于分析碱性物质。(iii)硅烷化:用硅烷化试剂与载体表面硅醇基反应,使生成硅烷醚,以除去表面氢键作用力。如:常用硅烷化试剂有二甲基二氯硅烷(DMCS),六甲基二硅烷胺(HMDS)等。SiOOHSiOH+ClSiCH2CH2ClOSiCH2OCH2+2HClSiSiO气固/液色谱的特点气液色谱气固色谱高沸点的有机物涂在惰性载体上多孔性固体为固定相分配系数小,保留时间短吸附系数大,保留时间长分配等温线的直线部分范围大,色谱峰对称吸附等温线的直线部分范围很小色谱峰常常不对称重现性好,固定液批与批之间差异小,保留值重现性好吸附剂批与批之间差异大保留值及分离性能不稳定固定液一般无催化性高温下一般吸附剂有催化性可用于高沸点化合物的分离一般不适合于高沸点化合物的分离适应:永久气体和低沸点化合物的分离品种多,选择余地大品种少,选择余地不大高温下易流失在较高的柱温下不易流失毛细柱长度的选择毛细柱液膜厚度毛细色谱柱的选择???什么叫做色谱柱老化何种情况下需要老化如何老化Conditioning毛细柱老化目的毛细柱老化注意事项色谱柱老化3456Minutes8255075100mVolts2.9133.2184.0995.1135.2175.3085.7705.982商品名:HP-INNOWax30m×0.25mm×0.25um聚乙二醇:极性强3456Minutes102030405060708090mVolts2.6973.4454.2985.4765.6085.981商品名:HP-130m×0.25mm×0.25um二甲基聚硅氧烷:弱极性乙苯/对/间/邻二甲苯分成4峰乙苯/对间/邻二甲苯只有3峰固定液极性Column固定相的性质β-二羰基化合物胺类物质,用DB-1分离针对性更强的某品牌的胺基柱分析方法的建立载气流速–Totalcarrierflow–=columnflow+purgeflow+splitflow温度:Injector、column、detector检测器色谱柱37检测器温度的选择TCD一般要比柱箱温度高一些,以防被分析样品在检测器中冷凝,对TCD来说更重要的是检测室要很好地控温,最好控制在0.05℃以内。热导检测器温度升高时其灵敏度要下降。FID的温度一般要在100℃以上,以防水蒸气冷凝电子捕获检测器(ECD),检测室温度对基流和峰高有很大的影响,而且样品不同在ECD上的电子捕获机理也不一样,受检测室温度的影响也不同。所以要具体的情况具体分析。检测器作用:将色谱分离后的各组分的量转变成可测量的电信号,然后纪录下来。要求:灵敏度高线性范围宽响应速度快结构简单通用性强常用检测器:热导检测器氢火焰离子化检测器电子捕获检测器GC检测器比较40检测器的线性范围检测器响应值进样浓度线性范围CA′/CA线性范围CB′/CB常用的检测器性能42热导检测器氢火焰离子检测器电子捕获检测器火焰光度检测器质谱检测器TCDthermalconductivitydetectorFPDflamephotometricdetectorFIDhydrogenflameionizationdetectorMSDmassspectrumdetectorECDelectroncapturedetector检测器43检测器类型浓度型检测器:–1、测量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。TCD、ECD–2、峰高和载气流速无关质量型检测器:–1、测量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;–2、峰面积和载气流速无关广普型检测器:对所有物质有响应,热导检测器;专属型检测器:对特定物质有高灵敏响应,ECD、NPD44FID几乎没有响应的物质45常见FID检测器46FIDH2:airratio–1:1047TCD48TCDdetector注意事项H2ascarriergas–TailgastobeoutdoorN2ascarriergas–桥流不可太大,比H2小很多49ECD50ECD的灵敏度典型的NPD色谱图52其他检测器1.火焰光度检测器(FPD)化合物中硫、磷在富氢火焰中被还原,激发后,辐射出400、550nm左右的光谱,可被检测;该检测器是对含硫、磷化合物的高选择性检测器;2.热离子检测器(TID)氮、磷检测器;对氮、磷有高灵敏度;在FID检测器的喷嘴与收集极之间加一个含硅酸铷的玻璃球,含氮、磷化合物在受热分解时,受硅酸铷作用产生大量电子,信号强;3.定性检测器(联用仪器)将两种仪器结合;色-质联用仪(通过分子分离器连接)53检测和数据处理系统样品经色谱柱分离后,各成分按保留时间不同,顺序地随载气进人检测器检测器把进入的组分按时间及其浓度或质量的变化,转化成易于测量的电信号,经过必要的放大传递给记录仪或计算机,最后得到该混合样品的色谱流出曲线及定性和定量信息。54卷烟主流烟气粒相注意事项Injection–注射器取样:慢吸,快排–进样位置:针尖到汽化室中部开始注射样品column–常温拆卸–密封:卡套密封、垫片密封:岛津为垫片密封–安装长度:根据仪器说明书定,不同仪器长度不同Septum–NottootightTurntighterathighT–Whentochange?:Tooeasytoinject,Peaktoosmall确定待测样是否符合GC要求沸点低,350oC,易挥发,热稳定浓度尽可能低:小于10ppm待测样不能含有水份(特殊柱:水样)溶剂沸点尽可能低,尽量不选用丙酮实验注意事项柱温要低于固定液使用温度样品必须经过0.45μm或0.22μm的滤膜过滤气相色谱常见问题582020/1/10色谱-质谱联用技术-158灵敏度:信噪比灵敏度是信号与噪音的比值;即峰高与基线噪音的比值(S/N)检测限(LOD):S/N=3定量限(LOQ):S/N=10好的信噪比有利于:–更好的色谱峰确认–更好的定量–更好地完成色谱峰纯度/均一性6:1NS1.灵敏度Sensitivity当一定浓度或一定质量的组分进入检测器,产生一定的响应信号R。以进样量C对响应信号(R)作图得到一条通过原点的直线。直线的斜率就是检测器的灵敏度(S)。因此,灵敏度可定义为信号(R)对进人检测器的组分量(C)的变化率cRS60检测器的线性范围检测器响应值进样浓度线性范围CA′/CA线性范围CB′/CB对于浓度型检测器,ΔR取mV,ΔC取mg·cm-3,灵敏度S的单位是mV·mL/mg;对于质量型检测器,Δc取g·s-1,则灵敏度S的单位为mV·s/g。cRS检出限(敏感度)detectability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。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/ScDc的物理意义指每毫升载气中含有恰好能产生三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/SmDm的物理意义指每秒通过的溶质克数,恰好产生三倍于噪声的信号。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。673.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。最小检测量指产生二倍噪声峰高时,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cccDCFWw12/10065.1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。质量型检测器的最小检测量(单位:g)为mmDCWw12/1060065.15.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。响应速度快。一般都小于1s。灵敏度的定义浓
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