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1、第十九章氣相色譜法gaschromatographyGC12341.定義:以氣體為流動相的色譜法。2.氣相色譜法的分類:固定相的物態(tài):氣-固色譜法氣-液色譜法第一節(jié)氣相色譜法的分類和一般流程5柱的粗細(xì)和填充情況:填沖柱色譜法毛細(xì)管柱色譜法分離機制:吸附色譜法分配色譜法61-載氣鋼瓶;2-減壓閥;3-凈化干燥管;4-針形閥;5-流量計;6-壓力表;4-針形閥;5-流量計;6-壓力表;9-熱導(dǎo)檢測器;10-放大器;11-溫度控制器;12-記錄儀;載氣系統(tǒng)進樣系統(tǒng)色譜柱檢測系統(tǒng)溫控系統(tǒng)3.氣相色譜法的一般流程:7動畫8(1)載氣系統(tǒng)包括氣源、凈化干燥管和載氣流
2、速控制;常用的載氣有:氫氣、氮氣、氦氣;凈化干燥管:去除載氣中的水、有機物等雜質(zhì)(依次通過分子篩、活性炭等);載氣流速控制:壓力表、流量計、針形穩(wěn)壓閥,控制載氣流速恒定。9(2)進樣系統(tǒng)進樣裝置:進樣器+氣化室;液體進樣器:不同規(guī)格的專用注射器,填充柱色譜常用10μL;毛細(xì)管色譜常用1μL;新型儀器帶有全自動液體進樣器,清洗、潤沖、取樣、進樣、換樣等過程自動完成,一次可放置數(shù)十個試樣。氣化室:將液體試樣瞬間氣化的裝置。無催化作用。10(3)色譜柱系統(tǒng)(分離柱)色譜柱:色譜儀的核心部件。柱材質(zhì):不銹鋼管或玻璃管,內(nèi)徑3-6毫米。長度可根據(jù)需要確定。柱填料:
3、粒度為60-80或80-100目的色譜固定相。液-固色譜:固體吸附劑液-液色譜:擔(dān)體+固定液柱制備對柱效有較大影響,填料裝填太緊,柱前壓力大,流速慢或?qū)⒅滤?,反之空隙體積大,柱效低。有關(guān)固定液性質(zhì)及其選擇見下一節(jié)。11(4)檢測系統(tǒng)色譜儀的眼睛,通常由檢測元件、放大器、顯示記錄三部分組成;被色譜柱分離后的組分依次進入檢測器,按其濃度或質(zhì)量隨時間的變化,轉(zhuǎn)化成相應(yīng)電信號,經(jīng)放大后記錄和顯示,給出色譜圖;檢測器:廣普型——對所有物質(zhì)均有響應(yīng);專屬型——對特定物質(zhì)有高靈敏響應(yīng);常用的檢測器:熱導(dǎo)檢測器、氫火焰離子化檢器;12(5)溫度控制系統(tǒng)溫度是色譜分離條
4、件的重要選擇參數(shù);氣化室、分離室、檢測器三部分在色譜儀操作時均需控制溫度;氣化室:保證液體試樣瞬間氣化;檢測器:保證被分離后的組分通過時不在此冷凝;分離室:準(zhǔn)確控制分離需要的溫度。當(dāng)試樣復(fù)雜時,分離室溫度需要按一定程序控制溫度變化,各組分在最佳溫度下分離;13第二節(jié)氣相色譜固定相和流動相一、氣液色譜固定相由固定液和載體組成。(一)固定液高沸點難揮發(fā)的有機化合物,在操作溫度下為液態(tài),在室溫時為固態(tài)或液態(tài)。1.對固定液的要求應(yīng)對被分離試樣中的各組分具有不同的溶解能力,較好的熱穩(wěn)定性,并且不與被分離組分發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)。142.固定液的分類化學(xué)分類法:按化
5、學(xué)結(jié)構(gòu)分為:脂肪烴、芳烴、醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷等。極性分類法:(相對極性)規(guī)定:角鯊?fù)椋ó惾椋┑南鄬O性為0,β,β’-氧二丙睛的相對極性為100。其它固定液的相對極性與它們比較,在0~100之間。153.固定液的選擇“相似相溶”,選擇與試樣性質(zhì)相近的固定相。164.固定液的最高最低使用溫度高于最高使用溫度易分解,溫度低呈固體。5.混合固定相對于復(fù)雜的難分離組分通常采用特殊固定液或?qū)煞N甚至兩種以上配合使用。17(二)載體(擔(dān)體)solidsupport1.對載體的要求:比表面積大,孔徑分布均勻;化學(xué)惰性,表面無吸附性或吸附性很弱,與被分離組份
6、不起反應(yīng);具有較高的熱穩(wěn)定性和機械強度,不易破碎;顆粒大小均勻、適度。一般常用60~80目、80~100目。182.硅藻土型載體紅色載體:孔徑較小,表孔密集,比表面積較大,機械強度好。常與非極性固定液配伍。缺點是表面存有活性吸附中心點。白色載體:煅燒前原料中加入了少量助溶劑(碳酸鈉)。顆粒疏松,孔徑較大。比表面積較小,機械強度較差。但吸附性顯著減小,常與極性固定液配伍。193.載體的鈍化除去或減弱載體表面的吸附性能。鈍化的方法:酸洗:6mol/LHCl。除去鐵、鋁等金屬氧化物。堿洗:5%KOH-甲醇液。除去Al2O3等酸性作用點。硅烷化:與硅烷化試劑反應(yīng)
7、,除去表面的硅醇基。20二、氣-固色譜固定相種類(1)活性炭有較大的比表面積,吸附性較強。(2)活性氧化鋁有較大的極性。適用于常溫下O2、N2、CO、CH4、C2H6、C2H4等氣體的相互分離。CO2能被活性氧化鋁強烈吸附而不能用這種固定相進行分析。(3)硅膠與活性氧化鋁大致相同的分離性能,除能分析上述物質(zhì)外,還能分析CO2、N2O、NO、NO2等,且能夠分離臭氧。21(4)分子篩堿及堿土金屬的硅鋁酸鹽(沸石),多孔性。如3A、4A、5A、10X及13X分子篩等(孔徑:埃)。除了廣泛用于H2、O2、N2、CH4、CO等的分離外,還能夠測定He、Ne、Ar
8、、NO、N2O等。(5)高分子多孔微球(GDX系列)新型的有機合成固定相(苯乙烯