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1、1,气相色谱法(Gas Chromatography, GC),色谱流程 色谱检测器 色谱分离操作条件的选择 定性和定量分析,定义：以气体作为流动相的色谱法,2,气相色谱仪,3,气相色谱仪,4,气相色谱仪,GC-3800 气相色谱仪 ,美国VARIAN公司,5,气相色谱仪,GC-MS, 美国Finnigan-MAT,气相色谱仪框图,气相色谱仪主要包括四部分： 1、载气系统 2、进样系统 3、分离系统 4、检测系统,1、载气系统 载气由压缩气体钢瓶供给，经减压阀、稳压阀控制压强和流速，由压强计指示气体压强，继而进入色谱柱。最后通过热导池、流量计而放入大气。,气相色谱对载气的基本要求： （1）纯净
2、: 通过活性炭或分子筛净化器，除去载气中的水分、氧等有害杂质。 （2）稳定: 采用稳压阀或双气路方式：,常用的载气：氮气 氢气 氦气,9,载 气,进样系统: 包括进样装置和汽化室。 进样通常用微量注射器和进样阀将样品引入。液体样品引入后需要瞬间汽化。汽化在汽化室进行。 对汽化室的要求是：（1）体积小；（2）热容量大；（3）对样品无催化作用,载气入口,接色谱柱,散热片,加热块,汽化室示意图,对高分子样品，采用裂解装置： 管式炉裂解器 热丝裂解器 居里点裂解器,13,六通阀,分离系统,色谱柱箱要求：温度范围宽、控温精度高，热容小、升温和降温速度快、保温效果好。,15,气相色谱固定相,气固色谱（固定
3、相是固体吸附剂，流动相是气体）固定相种类： 活性炭：有较大的比表面积，吸附性较强。 活性氧化铝：有较大的极性。适用于常温下O2、N2、CO、CH4、C2H6、C2H4等气体的相互分离。CO2能被活性氧化铝强烈吸附而不能用这种固定相进行分析。 硅胶：与活性氧化铝大致相同的分离性能，除能分析上述物质外，还能分析CO2、N2O、NO、NO2等，且能够分离臭氧。,分子筛：碱及碱土金属的硅铝酸盐（沸石）；高分子多孔微球； 新型的有机合成固定相（苯乙烯与二乙烯苯共聚）。,16,气固色谱固定相的特点,（1）性能与制备和活化条件有很大关系； （2）同一种固定相，不同厂家或不同活化条 件，分离效果差异较大； （
4、3）种类有限，能分离的对象不多； （4）使用方便。,17,气液色谱固定相,气液色谱固定相 固定液 + 担体（支持体） ： 固定液在常温下不一定为液体，但在使用温度下一定呈液体状态。 固定液的种类繁多，选择余地大，应用范围不断扩大。 担体：化学惰性的多孔性固体颗粒，具有较大的比表面积。可以作为担体使用的物质应满足以下条件： 比表面积大，孔径分布均匀； 化学惰性，表面无吸附性或吸附性很弱，与被分离组份 不起反应； 具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎； 颗粒大小均匀、适度。一般常用6080目、80100目。,18,担体（硅藻土）,红色担体：孔径较小，表孔密集，比表面积较大，机械强 度好。适宜分离
5、非极性或弱极性组分的试样。 缺点是表面存有活性吸附中心点。 白色担体：煅烧前原料中加入了少量助溶剂（碳酸钠）。 颗 粒疏松，孔径较大。表面积较小，机械强度 较差。但吸附性显著减小，适宜分离极性组分 的试样。,19,硅藻土的显微图象,20,填充柱气液色谱担体一览表,21,固定液：高沸点难挥发的有机化合物，种类繁多。 1对固定液的要求 应对被分离试样中的各组分具有不同的溶解能力，较好的热稳定性，并且不与被分离组分发生不可逆的化学反应。 2选择的基本原则 “相似相溶”,气液色谱固定液,22,固定液分类,23,几种常见的固定液的相对极性,F,24,固定液的选择,气液色谱，应根据“相似相溶”的原则 分离
6、非极性组分时，通常选用非极性固定相。各组分按沸点顺序出峰，低沸点组分先出峰。 分离极性组分时，一般选用极性固定液。各组分按极性大小顺序流出色谱柱，极性小的先出峰。 分离非极性和极性的（或易被极化的）混合物，一般选用极性固定液。此时，非极性组分先出峰，极性的（或易被极化的）组分后出峰。 醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物的分离，通常选择极性或氢键性的固定液。 组成复杂、较难分离的试样，通常使用特殊固定液，或混合固定相。,25,固定液配比（涂渍量）的选择,配比：固定液在担体上的涂渍量，一般指的是固定液与担体的百分比，配比通常在5%25%之间。 配比越低，担体上形成的液膜越薄，传质阻力越小，柱效
7、越高，分析速度也越快。 配比较低时，固定相的负载量低，允许的进样量较小。分析工作中通常倾向于使用较低的配比。,26,温度控制系统,色谱柱室 气化室 检测器,控温系统 作用 K是热力学常数，随温度变化，温度越高，K值越小，因此保留时间越短，据此，可通过柱温调节分离程度。,恒温 程序升温：在一个分析周期内，按一定程序不断改变柱温,恒温和程序升温分析烃类化合物,检测器 作用：将色谱分离后的各组分的量转变成可测量的电信号，然后纪录下来。,要求： 灵敏度高 线性范围宽 响应速度快 结构简单 通用性强,常用检测器： 热导检测器 氢火焰离子化检测器 电子捕获检测器,30,气相色谱检测装置,色谱仪的关键部件之
8、一，种类较多，原理和结构各异。有的具有广普性，如热导检测器；有的具有高选择性，仅对某类物质有高响应。 1检测器特性 浓度型检测器： 测量的是载气中通过检测器组分浓度瞬间的变化，检测 信号值与组分的浓度成正比。 质量型检测器： 测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。,检测器性能评价指标,响应值（或灵敏度）S ：在一定范围内，信号E与进入检测器的物质质量m呈线性关系： E = S m S = E / m 单位： m/（mg / cm3） ；（浓度型检测器） m /（mg / s） ；（质量型检测器） S表示单位质量的物质通过检测器时，产生的响
9、应信号的大小。S值越大，检测器（也即色谱仪）的灵敏度也就越高。检测信号通常显示为色谱峰，则响应值也可以由色谱峰面积（A）除以试样质量求得： S = A / m,R 峰高 mV 面积 A=（mV）2,Q 质量 g/s 浓度 mg/ml， ml/ml,S mV ml/mg A ml/mg mV s/g A s/g,检测限 3倍噪音所相当的物质的量称为检测限,N为噪音，单位为mV,噪声: 无样品通过检测器时基线的起伏，决定着能被检测到的浓度。,线性范围 指检测器信号与样品浓度（或量）之间成正比关系的范围。,基线漂移 基线向一个方向有规律移动。 产生原因：柱温或载气缓慢变化，电子元器件性质变坏，固定液流失等等,35,本章要求,1. 掌握气相色谱法的基本原理和实验技术 2. 了解气相色谱仪的特点及一般工作流程 3. 熟悉色谱固定液的选择原则和常用固定液的性质 4. 灵敏度、检测限、噪音和线性范围,
