第七章1 气相色谱(2012)

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1、色谱chromatogram第七章色谱7.1色谱法的基本原理7.2气相色谱的基本原理7.3气相色谱在高分子中的应用7.4裂解气相色谱法7.5凝胶渗透色谱的基本原理7.6凝胶渗透色谱仪7.7凝胶渗透色谱的应用220世纪中期，大量采用一些经典的分离方法：沉淀、蒸馏和萃取。现代分析中，大量采用色谱和电泳分离方法。迄今为止，色谱方法是最为有效的分离手段！其应用涉及每个科学领域。20世纪50年代，色谱发展最快(一些新型色谱技术的发展)，复杂组分分析发展的要求。1957~1972年，15年中有12个Nobel奖是有关

2、色谱研究的！7.1色谱法的基本原理37.1色谱法的基本原理47.1色谱法的基本原理5色谱分离基本原理：使用外力使含有样品的流动相(气体、液体或超临界流体)通过一固定于柱或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。样品中各组份在两相中进行不同程度的作用。与固定相作用强的组份随流动相流出的速度慢，反之，与固定相作用弱的组份随流动相流出的速度快。由于流出的速度的差异，使得混合组份最终形成各个单组份的“带(band)”或“区(zone)”，对依次流出的各个单组份物质可分别进行定性、定量分析。7.1色谱法的基本原理6色

3、谱分类方法分类方法固定相平衡类型气相色谱气液色谱液体吸附于固体气液间分配气固色谱固体吸附剂吸附气相键合色谱有机组份键合于固体表面液体和键合体表面间的分配液相色谱液液色谱液体吸附于固体不相溶液体间的分配液固(吸附)色谱固体吸附剂吸附液相键合色谱有机组份键合于固体表面液体和键合体表面间的分配离子交换色谱离子交换树脂离子交换凝胶渗透(尺寸排阻)色谱液体附于多孔聚合物分配/筛析超临界流体有机组份键合于固体表面超临界流体和键合相间分配71)分配系数(Distributionconstant,K)描述组份在固定相和流

4、动相间的分配过程或吸附-脱附过程的参数，称为分配系数。描述分配过程的参数K只与固定相和温度有关，与两相体积、柱管特性和所用仪器无关。7.1色谱法的基本原理82)选择因子色谱柱对A、B两组分的选择因子定义如下：A为先流出的组分，B为后流出的组分。注意：K反映的是某一组分在两相间的分配；而是反映两组分间的分离情况！7.1色谱法的基本原理92)选择因子注意：当两组分K相同时，=1时，两组分不能分开；当两组分K相差越大时，越大，分离得越好。也就是说，两组分在两相间的分配系数不同，是色谱分离的先决条件。

5、和K是计算色谱柱分离效能的重要参数！7.1色谱法的基本原理107.2气相色谱的基本原理11PrinciplesofGasChromatography高分子材料不能气化，因此不能测量高分子本身。在高分子方面有两个应用：一是分析单体中杂质，高分子中的挥发的小分子物质；二是通过热解，分析得到的碎片。气相色谱定义：以气体为流动相的柱色谱。在气化室被瞬时气化，并由载气(流动相)携带通过固定相，由于不同组份在固定相和流动相中的分配系数不同，流动速度不同，从而得到分离。分离的组份和载气通过检测器而转变成电信号。7.2

6、气相色谱的基本原理12气相色谱流程图13载气系统进样系统分离系统7.2气相色谱的基本原理7.2.1气相色谱仪的组成温控系统气化室、色谱柱箱、检测器一般情况下，气化室的温度比色谱柱温高10~50℃检测器的温度也比色谱柱温略高“程序升温”14检测器热导池检测器ThermalConductivityDetector(TCD)火焰离子化检测器FlameIonizationDetector(FID)电子俘获检测器ElectronCaptureDetector(ECD)火焰光度检测器FlamePhotometricD

7、etector(FPD)碱焰离子检测器AlkaliFlameIonizationDetector(AFID)7.2.1气相色谱仪的组成15热导池检测器16火焰离子化检测器17混合物能否分开，在很大程度上取决于色谱固定相的选择。分为以下几种：1)吸附剂具有吸附活性，一般用于分析永久性气体和一些低沸点物质。常用的有硅胶、氧化铝、活性炭和分子筛等。2)固定液是指涂渍在多孔的惰性载体表面上起分离作用的物质，在操作温度下不易挥发的液体。是气相色谱中使用最多的固定相。7.2气相色谱的基本原理7.2.2气相色谱固定相1

8、83)化学键合固定相是利用化学反应在载体表面键合上特定基团的固定相。比物理涂渍方法得的固定相热稳定性好，液相传质阻力小，柱效高，但合成困难。4)高分子多孔小球苯乙烯和二乙烯基苯的共聚物或其他共聚物多孔小球，看单独或涂渍固定液后作为固定相。一般认为组份在其表面既存在吸附又有溶解作用。7.2气相色谱的基本原理7.2.2气相色谱固定相191.进样7.2气相色谱的基本原理7.2.3操作要点20液体进样器及操作要点7.2.3操作要点21