顶空气相色谱分析.ppt

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1、顶空气相色谱法by：环境工程全体男生概述色谱分析中60％的时间用于样品预处理，10～15％用于色谱分析，其它用于数据处理等。如何加快和简化样品预处理成为提高分析效率的关键。样品预处理的方法很多，如固相萃取（SPE）、固相微萃取（SPME）、超临界流体萃取（SFC）等。当我们只对挥发性成分感兴趣时，顶空气相色谱法是一种简单有效的方法。1.什么是顶空色谱AHS—Autoheadspace1939年出现顶空分析1967年PE第一台用于GC的自动顶空进样器1958年顶空分析水中的氢气所谓顶空（headspace)GC分析就是取样品基质（固体和液体）上方的气相部分进

2、行色谱分析。也称之为液上色谱分析。顶空分析出现于1939年，比GC早。由于GC是专门用于气体或挥发性物质的，所以GC和HeadspaceAnalysis的结合是很自然的。1958年用顶空GC分析水中氢气含量，1962年出现商品化顶空进样器。现在，顶空GC已成为普遍使用的技术，它可以用于药物（中药或西药）中的溶剂残留、聚合材料中的残留溶剂和单体、废水中的挥发性有机物、食品中的气味成分、血液中的挥发性成分等的分析。顶空GC分析基本原理理论依据：在一定条件下气相和凝聚相（液相或固相）之间存在着分配平衡。一容积为V、装有体积为Vo浓度为Co的液体样品的密封容器,在

3、一定温度下达到平衡时，气相体积为Vg，液相体积为Vs，气相样品浓度为Cg，液相中样品浓度为Cs,则：平衡常数K=Cs/Cg相比β=Vg/VsV=Vs+Vg=Vo+Vg因为是密封容器，所以CoVo=CoVs=CsVs+CgVg=KCgVs+CgVgCo=KCg+CgVg/Vs=KCg+βCg=Cg(K+β）Cg=Co/(K+β）＝K'Co因此，在平衡状态下，气相组成与样品原组成为正比关系。顶空气相色谱分析的优点固相萃取和液相萃取时不可避免地带入共萃取物干扰分析。顶空分析可看成是气相萃取方法，大大减小样品基质对分析的干扰。顶空分析有不同的模式，可适合各种样品。

4、顶空分析的灵敏度能满足法规的要求。与GC的定量分析能力相结合，顶空GC完全能够进行准确的定量分析。顶空分析的特点简单方便污染小可自动化线性范围窄，在0.1%-1%以下优点：缺点：基体干扰小顶空气相色谱样品放入内部结构加热电磁阀压力调节顶空气相色谱的分类顶空GC通常包括三个过程：取样、进样和GC分析。根据取样和进样方式不同，顶空分析可分为静态顶空GC分析和动态顶空GC分析。顶空气相色谱的分类静态顶空手动进样注射器进样（上海金凯德DJ-200T）定量管进样自动进样装置注射器进样（岛津HSS-3A/2B）压力平衡顶空进样（PE的HS-100)压力控制定量管进样动

5、态顶空（吹扫-捕集）注射器进样定量管进样注射器进样与普通自动进样器类似，只是增加了加热功能，并且采用气密注射器。压力平衡顶空进样压力控制定量管进样吹扫-捕集1.样品管2.玻璃筛板3.吸附捕集器4.吹扫气入口5.放空6.储液瓶7.六通阀8.GC载气9.可选择的除水装置和／或冷阱10.GC静态与动态顶空分析过程第二步取样分析加热平衡第一步吹扫捕集第一步热解析-检测第二步清洗第三步静态顶空分析过程动态顶空分析过程静态和动态顶空气相色谱分析的特点静态顶空VS动态顶空静态顶空气相色谱静态顶空气相色谱分析：是将样品密封在一个容器中，在一定温度下放置一段时间，使两相

6、达到平衡，然后取气相进行分析。工作原理：样品置于温度调节装置中，在预定温度下处理一定时间，使样品相与气相达到平衡，随后载气流将顶空气体的一个等分试样导入色谱柱，各挥发性成分在色谱中按常规方法被分离，由此可以确定原样品中各挥发性成分的种类及其浓度。静态顶空制样装置1:恒温液出口；2:注射器入口；3:恒温器；4:放置样品口；5:恒温液入口；6:样品自动进样装置：A:采用自动注射器取样进样B:压力控制定量管进样:采用运载气体通过压力控制取样进样静态顶空色谱的应用特点：操作方便，简单，快速，清洁，易实现自动化。应用领域：⑴一般痕量分析HS-GC和DGC都可实现

7、对超低浓度待分离成分的测定。对水中卤化氢的测定，含量在微克每升水平，可通过HS-GC完成测定（图9-6），啤酒中二元酮的测定，被鉴别出的两种化合物浓度都在12～25µg/L水平。对于固体样品，可以加入液体改性剂来克服固体表面的强吸附性、减少平衡时间提高灵敏度，如对咖啡粉中1,2-二氯乙烯的浓度分析。⑵超痕量分析解决待测样品浓度太低的办法是低温积聚法，即通过低温捕集将顶空样品中的待分离成分与大量气体分开，可在色谱柱前增加一个小低温捕集器，使挥发性成分被浓缩。清洁剂中挥发性化合物分析⑶在样品瓶中反应在样品瓶顶空进行化学反应，是不挥发前体物质分子产生挥发性衍生物

8、，或者消除其他可能干扰HS-GC分析的某些样品成分。应用：①应用低