色谱分析法第四章气相色谱柱技术

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1、1第四章气相色谱柱技术24.1填充柱在气相色谱分析中，某一多组分混合物能否完全分离开，主要取决于色谱柱的效能和选择性。选择性在很大程度上取决于固定相选择是否得当。因此，固定相的选择就成为色谱分析中的关键。本节除了要介绍气固色谱柱及其固定相、气液色谱柱及其固定相以外，还要讨论气液色谱的固定相的选择问题。4.1.1气固色谱柱1)气固色谱柱简介图4.1三类吸附等温线及其相应的色谱峰形状3２）气固色谱及其固定相①分析物质在吸附剂上的吸附能力比在气液色谱柱上的分配能力大，这使得气固色谱中被分离的物质的保留值都比较大。②固体吸附剂在高温下常具有催化活性，因而气固色谱一般不宜于分析高沸

2、点和含有活性组分的样品。③固体吸附剂的性质与生产条件及处理方法等有关，制备的重复性较差。（１）加减尾剂（２）吸附剂涂固定液（３）分子筛4.1.2气液色谱柱１）气液色谱载体（担体）①具有特殊的均匀的表面孔径结构，有很大的表面积(1～500m2/g)4和一定的机械强度。改变制备条件和原料，可合成出不同极性、不同孔径、不同分离性能的多孔聚合物。②无论分析非极性或极性物质，拖尾现象都很小，有利于分析如水、多元醇、脂肪酸、腈类等强极性物质。③多孔聚合物和羟基化合物的亲和力极小，且因其基本上按分子量顺序分离，故分子量较小的水分子可在一般有机物之前流出，峰形也对称，特别适于分析样品中的

3、水含量。④具有耐腐蚀和耐辐射的特性，可以分析如HCl,NH3,HCN,Cl2,SO2等，不仅彼此分离，且流出速度快。⑤直接作固定相时不存在固定液的流失问题。⑥耐高温性好，可达250～290℃。考虑到热胀冷缩性，在高温使用时最好采用50～80目，并在高于柱温20℃(如230℃)用N2气流预处理约10h。5２）气液色谱固定液（１）对固定液的要求（２）组分和固定液分子间的相互作用力（３）固定液的特性①相对极性②固定相的特征常数３）固定液的选择（１）已知样品固定液的选择①相似性原则②样品组分与固定液有特殊作用力③对于含有异构体的样品，主要是芳香性异构体样品，可选用特殊保留作用的有

4、机皂土或液晶做固定液。（２）未知样品固定液的选择①可以对未知样品进行定性分析。6图4.2各种固定液与角鲨烷最相邻距离图解74.2填充柱的制备和评价4.2.1填充柱的制备1)固定液的涂渍和老化①不和固定液起化学反应；②与固定液能形成无限互溶体系，加入担体后不出现分层现象。从分子结构上讲，溶剂和固定液应具有某些相似性，如化学键、官能团等；③沸点适当，有一定的挥发度。２）色谱柱柱体的选择、试漏和清洗３）固定相的填充方法①是泵抽装填法，即在柱后接一真空泵抽气，使担体在色谱柱内填充紧密；②使用振荡器振动装柱法；③为手工装柱法。8①担体应填充均匀、紧密，不论是柱中心还是柱边缘，应尽可

5、能一样，不留有间隙和死空间；②填充过程中不得敲打振动过猛，以免造成担体粉碎。4.2.2填充柱的评价图4.3[(K′+1)3/K′2]对容量因子(K′)的曲线2）填充柱性能的提高（１）固定液浓度的选择图4.4固定相浓度和柱温对分离的影响9图4.4固定相浓度和柱温对分离的影响（２）固定相的装填，柱体的吸附性和反应性的减少4.3填充柱气相色谱进样技术4.3.1气体样品4.3.2液体样品4.3.3固体样品104.4新型填充柱简介(1)普通填充柱CPC(ConventionalPackedColumn)(2)微填充柱MPC(MicroPackedColumn)(3)填充毛细管柱PC

6、(PackedCapillaryColumn)4.4.1多孔层玻璃球柱4.4.2填充毛细管柱4.4.3填充柱的发展4.5毛细管气相色谱法4.5.1毛细管柱的种类(1)涂壁空心柱(Wallcoatedopentubularcolumn,WCOT柱)(2)涂载体空心柱(Supportcoatedopentubularcolumn,SCOT柱)(3)多孔层空心柱(Poruslayeropentubularcolumn,PLOT柱)114.5.2毛细管柱的制备技术１）毛细管柱的材质（１）对玻璃材质的要求图4.5在空心柱上脂肪酸甲酯的分析色谱图及有关参数(a)45m×0.25

7、mm内径WCOT柱；β=120,μ=42.3cm/s(b)15m×0.50mm内径SCOT柱；β=54,μ=34cm/s12（２）柱的材质２）毛细管柱的拉制（１）玻璃毛细管柱的拉制图4.6玻璃毛细管拉制机示意图1—玻璃管；2—传动轮；3—加热炉；4—传动轮；5—毛细管；6—盘管2)毛细管柱的拉制13图4.7石英毛细管拉制设备14（２）石英毛细管柱的拉制３）毛细管柱的表面处理（１）玻璃毛细管柱的表面处理方法①用氯化氢腐蚀软质玻璃(WCOT柱)②在玻璃内表面涂载体(SCOT柱)③在玻璃表面沉积一层纯SiO2微粒(2)石英毛细管柱的