气相色谱.ppt

16气相色谱提要返回主要内容•§1概述•§2气相色谱仪•§3气相色谱的固定相•§4气相色谱检测器•§5操作条件的选择•§6毛细管柱气相色谱•§7应用提要返回§1概述气相色谱法是采用气体作为流动相的一种色谱分析法。在此法中，载气载着欲分离的试样通过色谱柱中的固定相，使试样中各组分分离，然后分别检测。检测器信号由记录仪记录，得到“色谱图”。提要返回§1概述优点：“三高”、“一快”、“一广”高选择性可将性质相似的组分分开高效能反复多次利用组分性质的差异产生很好分离效果高灵敏度10-11~10-13g，适于痕量分析提要返回§1概述优点：“三高”、“一快”、“一广”分析速度快几~几十分钟完成分离一次可以测多种样品应用范围广气体，液体、固体物质缺点：对未知物分析的定性专属性差需要与其他分析方法联用(GC-MS,LC-MS)提要返回§2气相色谱仪提要返回§2§2气相色谱仪1、高压气瓶（载气源）2、减压阀3、气流调节阳4、净化干燥管5、压力表6、热导池7、进样口8、色谱柱9、恒温箱(虚线内)10、皂膜流量计11、测量电桥12、记录仪提要返回§2气相色谱仪•气相色谱仪结构：载气系统进样系统分离系统检测系统记录系统温控系统§2提要返回§2气相色谱仪•载气系统1、气路结构2、气体净化3、气流稳定4、流速测量和校正§2提要返回注射器气化室{进样器气化室温度比柱温高出10～50℃§2气相色谱仪•进样系统§2提要返回取样位置试样导入色谱柱“六通阀”进样器§2提要返回§2§2气相色谱仪•分离系统色谱柱填充柱毛细管柱柱内径1-10mm0.05-0.5mm柱长度0.5-10m10-150m总塔板数~103~106样品容量10-10000.1-50提要返回§2气相色谱仪•检测系统气相色谱检测器将载气中的待测组分的浓度或质量信号转变为易测的电信号，由记录器记录成色谱图，供定性和定量分析使用。§2提要返回§2气相色谱仪•记录系统记录系统是一种能自动记录由检测器输出的电信号的装置。包括放大器、记录仪或数据处理机。§2提要返回§2气相色谱仪•控制温度系统温度直接影响色谱柱的选择分离、检测器的灵敏度和稳定性。控制温度主要制对色谱柱炉、气化室、检测室的温度控制。§2提要返回§3气相色谱的固定相•一、固体固定相•二、液体固定相1、载体:A、对载体的要求B、载体的分类2、固定液:A、对固定液的要求B、固定液的分类C、固定液选择-相似相溶•三、聚合固定相提要返回§3气相色谱的固定相•一、固体固定相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。用于分离永久性气体和低沸点液体。§3提要返回§3气相色谱的固定相•二、液体固定相•1、载体A.对载体的要求第一，具有多孔性，即比表面积大；第二，化学惰性和物理惰性；第三，热稳定性好；第四，具有一定的机械强度、浸润性、不易粉碎。第五，最好是球形§3提要返回§3气相色谱的固定相•二、液体固定相•1、载体B.载体的分类红色载体因含少量氧化铁颗粒而呈红色。其机械强度大，孔径小，比表面积大，表面吸附性较强，有一定的催化活性，适用于涂渍高含量固定液，分离非极性化合物。§3提要返回§3气相色谱的固定相•二、液体固定相•1、载体B.载体的分类白色载体是天然硅藻土在煅烧时加入少量碳酸钠之类的助熔剂，使氧化铁转化为白色的铁硅酸钠。白色载体的比表面积小，孔径大，催化活性小，适用于涂渍低含量固定液，分离极性化合物。§3提要返回§3气相色谱的固定相•二、液体固定相•2、固定液A、对固定液的要求第一，热稳定性好；有较低的蒸气压。第二，化学稳定性好。第三，粘度和凝固点低，以便在载体表面能均匀分布。第四，对样品中的各组分有适当的分配系数。§3提要返回§3气相色谱的固定相•二、液体固定相•2、固定液B、固定液的分类第一，非极性固定液：饱和烷烃和甲基硅油；分离非极性和弱极性物质。第二，中等极性固定液：较大烷基和极性基团或者可诱导极化的基团组成；分离弱极性和中等极性物质。§3提要返回§3气相色谱的固定相•二、液体固定相•2、固定液B、固定液的分类第三，强极性固定液：含较强极性基团；分离极性化合物。第四，氢键型固定液：与待测物质分子作用力以氢键为主。§3提要返回§3气相色谱的固定相•二、液体固定相•2、固定液C、固定液选择-相似相溶•a.非极性物质—非极性固定液。沸点越低的组分越早出峰。•b.极性物质—极性固定液。极性越小的组分出越早出峰。•c.极性与非极性混合物—极性固定液。极性越小的组分出越早出峰。§3提要返回§3气相色谱的固定相•二、液体固定相•2、固定液C、固定液选择-相似相溶•d.易形成氢键物质—极性或氢键型固定液。不易形成氢键的组分先出峰，易形成氢键的组分后出峰。•e.复杂难分离样品—多种固定液混合§3提要返回§3气相色谱的固定相•三、聚合固定相作为有机固定相的高分子多孔微球是人工合成的多孔共聚物，它既是载体又起固定相的作用，可在活化后直接用于分离，也可作为载体在其表面涂渍固定液后再使用。§3提要返回§3气相色谱的固定相•三、聚合固定相由于是人工合成的，可控制其孔径的大小及表面性质，如圆柱型颗粒容易填充均匀，数据重现性好；没有“流失”问题，有利于大幅度程序升温；适用于有机物中痕量水的分析，也可用于多元醇、脂肪酸、腈类和胺类的分析。§3提要返回§4气相色谱检测器•一、热导池检测器(TCD)•二、氢火焰离子化检测器(FID)•三、电子捕获检测器(ECD)•四、火焰光度检测器(FPD)•五、主要技术指标§3提要返回§4§4气相色谱检测器•一、热导池检测器(TCD,气相色谱仪)参比测量R1R2ABR1*R参比=R2*R测量只有载气通过时载气+组分R1*R参比≠R2*R测量利用载气与组分热导系数的差异进行测量提要返回§4气相色谱检测器•二、氢火焰离子化检测器(FID)CH6HC66裂解CHO6e6O3CH62OH6CO6OH6CHO632火焰离子化机理§4提要返回§4§4气相色谱检测器•三、电子捕获检测器(ECD)提要返回eNN22ABeAB22ABNNAB电子捕获机理适用范围:含X、S、P、O、N等亲电子物质§4提要返回§4§4气相色谱检测器•四、火焰光度检测器(FPD)提要返回222SOCOO2RSS2OH4H4SO222*2C390SSSmax*2(394)hSmSnmax*(526)HPOHPOhnm响应机理适用范围含硫、磷化合物含磷化合物含硫化合物§4提要返回§4气相色谱检测器•五、主要技术指标•1、灵敏度S：单位浓度（或质量）的物质通过检测器时所产生的响应信号大小。•对于浓度型：1c2ioiAFSmCC=记录仪灵敏度记录仪纸度§4提要返回§4气相色谱检测器•五、主要技术指标•1、灵敏度S：单位浓度（或质量）的物质通过检测器时所产生的响应信号大小。•对于质量型：im2i1C60ASmC=记录仪灵敏度记录仪纸度§4提要返回§4气相色谱检测器•五、主要技术指标•2、检测限D：•注意：检测限不仅决定于灵敏度，而且受限于噪声，即检测限是衡量检测器或仪器性能的综合指标。N3RD=S§4提要返回§4气相色谱检测器•五、主要技术指标•3、检测器的线性范围：•指检测信号与待测物质的质量或者浓度呈线性关系的范围。•通常用最大进样量和最小进样量之比，或者，用最大允许进样浓度和最小检测浓度之比表示。•比值越大，可测定的质量或浓度范围越大。§4提要返回§5操作条件的选择•一、载气及其流速的选择•二、柱温的选择•三、载体和固定液含量的选择•四、进样条件的选择§4提要返回§5操作条件的选择•一、载气及其流速的选择1、检测器：TCD常用H2、He作载气，FID、FPD和ECD常用N2。2、当u较小时，宜选择相对分子质量较大的载气（N2，Ar）；当u较大时，传质阻力项Cu起主导作用，宜选择相对分子质量小的载气(H2,He)。§5提要返回§5操作条件的选择•二、柱温的选择在使最难分离的组分有尽可能好的分离前提下，采取适当低的柱温，但以保留时间适宜，峰形不拖尾为度。§5提要返回§5操作条件的选择•三、载体和固定液含量的选择•1、载体的选择•1）固定液液膜小而均匀，要求载体表面具有多孔性且孔径分布均匀•2）载体粒度减小有助于提高柱效，一般60~80或80~100目•3）粒度分布均匀§5提要返回§5操作条件的选择•三、载体和固定液含量的选择•2、固定液及其配比选择•一般填充柱的液载比是5%~25%，空心柱的df=0.2~0.5微米§5提要返回§5操作条件的选择•四、进样条件的选择进样速度快汽化温度下，样品能瞬间汽化而不分解进样量少：0.1~5微升，气体试样0.1~10mL§5提要返回§6毛细管柱气相色谱•一、毛细管的特点和类型•二、毛细管的速率方程•三、毛细管柱色谱系统§5提要返回§6毛细管柱气相色谱•一、毛细管的特点和类型•特点：（1）渗透性好（载气流动阻力小），可使用长的色谱柱；（2）柱容量小，允许进样量小；（3）总柱效高。§6提要返回§6毛细管柱气相色谱•一、毛细管的特点和类型•类型：（1）涂壁开管柱：将内壁经预处理再把固定液涂在毛细管内壁上。（2）多孔层开管柱：在管壁上涂一层多孔性吸附剂固体微粒，不再涂固定液。（3）载体涂渍开柱管：为了增大开柱管内固定液的涂渍§6提要返回§6毛细管柱气相色谱•一、毛细管的特点和类型•类型：（4）交联型开柱管：采用交联引发剂，在高温处理下，把固定液交联到毛细管内壁上（5）键合型开柱管：将固定液用化学键合的方法键合到涂敷硅胶的柱表面或经表面处理的毛细管内壁上，大大提高了热稳定性。§6提要返回§6毛细管柱气相色谱•二、毛细管的速率方程H=B/u+Cgu+Clu1)无涡流扩散项2)路径弯曲因子γ=13)气相传质阻力常常是色谱扩张的重要因素§6提要返回§6毛细管柱气相色谱•三、毛细管柱色谱系统（图）•1、进样系统分流进样方式放空量与入柱量称分流比，在50:1~100:1•2、色谱柱联接和尾吹§6提要返回§6毛细管柱气相色谱§6提要返回1、气路结构•有单柱单气路和双柱双气路•双柱双气路适合于程序升温，提高仪器稳定性back提要返回2、气体净化•载气净化取决于色谱柱、检测器和分析项目的要求。•净化器串联在气路中，管内装有不同的净化剂：活性炭、硅胶和分子筛等。back提要返回3、气流稳定•载气流速的大小和稳定直接影响分析结果•恒温色谱：控制好柱前压力•程序升温：稳流阀控制back提要返回4、流速测量和校正•转子流量计和皂膜流量计测量•柱内的流速应该扣除水蒸气的影响，并矫正到柱温和柱平均压力下的流速。'FppFp测量出口蒸汽压实际出口TFTjF柱实际平均出口back提要返回232311ppjpp入口出口入口出口back提要返回色谱图