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1、2-4 2-4 气相色谱固定相及其选择气相色谱固定相及其选择 （一）气液色谱固定相（一）气液色谱固定相 载体载体(担体担体)和和固定液固定液组成气液色谱固定相组成气液色谱固定相 1. 载体载体(担体担体)（l）对载体的要求对载体的要求 具有足够大的表面积和具有足够大的表面积和良好的孔良好的孔穴结构穴结构，使固定液与试样的接触面较大，能均匀地，使固定液与试样的接触面较大，能均匀地分布成一薄膜，但载体表面积不宜太大，否则犹如分布成一薄膜，但载体表面积不宜太大，否则犹如吸附剂，易造成峰拖尾；表面呈吸附剂，易造成峰拖尾；表面呈化学惰性化学惰性，没有吸，没有吸附性或吸附性很弱，更不能与被测物起反应；附性
2、或吸附性很弱，更不能与被测物起反应；热稳热稳定性好定性好；形状规则，粒度均匀，具有一定；形状规则，粒度均匀，具有一定机械强度机械强度。 （2）载载体体类类型型 大大致致可可分分为为硅硅藻藻土土和和非非硅硅藻藻土土两两类类。硅硅藻藻土土载载体体是是目目前前气气相相色色谱谱中中常常用用的的一一种种载载体体，它它是是由由称称为为硅硅藻藻的的单单细细胞胞海海藻藻骨骨架架组组成成，主主要要成成分分是是二二氧氧化化硅硅和和少少量量无无机机盐盐，根根据制造方法不同，又分为据制造方法不同，又分为: 红载体和白色载体红载体和白色载体。 红色载体红色载体是将硅藻土与粘合剂在是将硅藻土与粘合剂在900煅烧后，破碎过
3、煅烧后，破碎过筛而得，因铁生成氧化铁呈红色，故称红色载体，其特点是筛而得，因铁生成氧化铁呈红色，故称红色载体，其特点是表面孔穴密集、孔径较小、比表面积较大。对强极性化合物表面孔穴密集、孔径较小、比表面积较大。对强极性化合物吸附性和催化性较强，如烃类、醇、胺、酸等极性化合物会吸附性和催化性较强，如烃类、醇、胺、酸等极性化合物会因吸附而产生严重拖尾。因此它因吸附而产生严重拖尾。因此它适宜于分析非极性或弱极性适宜于分析非极性或弱极性物质。物质。 白色载体白色载体是将硅藻土与是将硅藻土与20的碳酸钠（助熔剂）混合煅的碳酸钠（助熔剂）混合煅烧而成，它呈白色、比表面积较小、吸附性和催化性弱，烧而成，它呈白
4、色、比表面积较小、吸附性和催化性弱，适适宜于分析各种极性化合物宜于分析各种极性化合物。101，102系列，英国系列，英国的的Celite系系列，英国和美国的列，英国和美国的Chromosorb系列，美国的系列，美国的GasChrom A， CL， P， Q， S， Z系列等，都属这一类。系列等，都属这一类。 非硅藻土载体有有机玻璃微球载体，氟载体，高非硅藻土载体有有机玻璃微球载体，氟载体，高分子多孔微球等。这类载体常用于特殊分析，如氟载分子多孔微球等。这类载体常用于特殊分析，如氟载体用于极性样品和强腐蚀性物质体用于极性样品和强腐蚀性物质HF、Cl2。等分析。但等分析。但由于表面非浸润性，其柱效
5、低。由于表面非浸润性，其柱效低。 （3）载体的表面处理载体的表面处理 硅藻土载体表面不是完全硅藻土载体表面不是完全惰性的，具有活性中心。如硅醇基惰性的，具有活性中心。如硅醇基 或含有矿物杂质，如氧化铝、铁等，使色谱峰产生拖尾。或含有矿物杂质，如氧化铝、铁等，使色谱峰产生拖尾。因此，使用前要进行化学处理，以改进孔隙结构，屏蔽活性中因此，使用前要进行化学处理，以改进孔隙结构，屏蔽活性中心。处理方法有心。处理方法有酸洗、碱洗、硅烷化酸洗、碱洗、硅烷化及添加减尾剂等。及添加减尾剂等。 （i）酸酸洗洗：用用3-6molcm-3盐盐酸酸浸浸煮煮载载体体、过过滤滤，水水洗洗至至中中性性。甲甲醇醇淋淋洗洗，脱
6、脱水水烘烘干干。可可除除去去无无机机盐盐，Fe, Al等金属氧化物。适用于分析酸性物质。等金属氧化物。适用于分析酸性物质。（ii）碱碱洗洗：用用5%或或10%NaOH的的甲甲醇醇溶溶液液回回流流或或浸浸泡泡，然然后后用用水水、甲甲醇醇洗洗至至中中性性，除除去去氧氧化化铝铝，用用于于分析碱性物质。分析碱性物质。 (iii)硅硅烷烷化化：用用硅硅烷烷化化试试剂剂与与载载体体表表面面硅硅醇醇基基反反应应，使生成硅烷醚，以除去表面氢键作用力。如：使生成硅烷醚，以除去表面氢键作用力。如：常用硅烷化试剂有二甲基二氯硅烷（常用硅烷化试剂有二甲基二氯硅烷（DMCS），），六甲基二硅烷胺六甲基二硅烷胺（HMDS
7、）等。等。 2固定液（l）挥发性小；避免流失挥发性小；避免流失（2）热稳定性好；）热稳定性好；（3）对试样各组分有适当的溶解能力；）对试样各组分有适当的溶解能力；（4）选择性好。固定液的选择性可用相对调选择性好。固定液的选择性可用相对调整保留值整保留值 2.1，来衡量。对于填充柱一般要，来衡量。对于填充柱一般要求求 2.1115；对于毛细管柱，；对于毛细管柱， 2.11.08.（5）化学稳定性好。）化学稳定性好。1）固定液的要求）固定液的要求n 气气液液色色谱谱可可选选择择的的固固定定液液有有几几百百种种，按固定液的极性和化学类型分类。按固定液的极性和化学类型分类。n 可可用用固固定定液液的的
8、极极性性和和特特征征常常数数（罗罗氏常数和麦氏常数）表示。氏常数和麦氏常数）表示。2）固定液的分类固定液的分类 3）固定液的选择）固定液的选择“相似相溶相似相溶”原则原则（i）分分离离非非极极性性物物质质：一一般般选选用用非非极极性性固固定定液液，这这时时试试样样中中各各组分按沸点次序流出，沸点低的先流出，沸点高的后流出。组分按沸点次序流出，沸点低的先流出，沸点高的后流出。（ii）分分离离极极性性物物质质：选选用用极极性性固固定定液液，试试样样中中各各组组分分按按极极性性次序分离，极性小的先流出。极性大的后流出。次序分离，极性小的先流出。极性大的后流出。（iii）分分离离非非极极性性和和极极性
9、性混混合合物物：一一般般选选用用极极性性固固定定液液，这这时时非极性组分先流出，极性组分后流出。非极性组分先流出，极性组分后流出。（vi）分分离离能能形形成成氢氢键键的的试试样样：一一般般选选用用极极性性或或氢氢键键型型固固定定液液。试试样样中中各各组组分分按按与与固固定定液液分分子子间间形形成成氢氢键键能能力力大大小小先先后后流流出出，不易形成氢键的先流出，最易形成氢键的最后流出。不易形成氢键的先流出，最易形成氢键的最后流出。（v）复杂的难分离物质复杂的难分离物质：可选用两种或两种以上混合固定液。：可选用两种或两种以上混合固定液。对于样品极性情况未知的，一般用最常用的几种固定液做试验。对于样
10、品极性情况未知的，一般用最常用的几种固定液做试验。2-5.气相色谱检测器 气气相相色色谱谱检检测测器器是是把把载载气气里里被被分分离离的的各各组组分分的的浓浓度度或或质质量量转转换换成成电电信信号号的的装装置置。根根据据检检测测原原理理的的不不同同，可将其分为可将其分为浓度型检测器和质量型检测器浓度型检测器和质量型检测器两种：两种： （l）浓度型检测器浓度型检测器 测量的是载气中某组分浓度瞬测量的是载气中某组分浓度瞬间的变化，即检测器的响应值和组分的浓度成正比。间的变化，即检测器的响应值和组分的浓度成正比。如热导检测器和电子捕获检测器。如热导检测器和电子捕获检测器。 （2）质质量量型型检检测测
11、器器 测测量量的的是是载载气气中中某某组组分分进进入入检检测测器器的的速速度度变变化化，即即检检测测器器的的响响应应值值和和单单位位时时间间内内进进入入检检测测器器某某组组分分的的量量成成正正比比。如如火火焰焰离离子子化化检检测测器器和和火火焰光度检测器等。焰光度检测器等。概念、表示方法及计算公式汇总概念、表示方法及计算公式汇总表表-1表表-2 例例2-12-1 在在一一定定条条件件下下，两两个个组组分分的的调调整整保保留留时时间间分分别别为为85秒秒和和100秒秒，要要达达到到完完全全分分离离，即即R=1.5 。计计算算需需要要多多少少块块有有效效塔塔板。若填充柱的塔板高度为板。若填充柱的塔
12、板高度为0.1 cm，柱长是多少？柱长是多少？解：解： r21= 100 / 85 = 1.18 n有效有效 = 16R2 r21 / (r21 1) 2 = 161.52 (1.18 / 0.18 ) 2 = 1547（块）块） L有效有效 = n有效有效H有效有效 = 15470.1 = 155 cm 即柱长为即柱长为1.55米时，米时，两组分可以得到完全分离。两组分可以得到完全分离。例例2-2 在在一一定定条条件件下下，如如果果n=3600，两两个个组组分分的的保保留留时时间间分分别别为为12.2s和和12.8s，计算分离度。计算分离度。例例2-2 在在一一定定条条件件下下，如如果果n=
13、3600，两两个个组组分分的的保保留留时时间间分分别别为为12.2s和和12.8s，计算分离度。计算分离度。解：解：分离度分离度：练习1、用一根2m长色谱色谱柱将组分A、B分离，实验结果如下：空气保留时间30s；A峰保留时间230s；B峰保留时间250s；B峰底宽25s。求：色谱色谱柱的理论塔板数n；A、B各自的分配比；相对保留值r2,1；两峰的分离度R；若将两峰完全分离，柱长应该是多少？ 2 2、 已已知知一一色色谱谱柱柱在在某某温温度度下下的的速速率率方方程程的的A=0.08cm; A=0.08cm; B=0.65cmB=0.65cm2 2/s; /s; C=0.003s, C=0.003s, 求求最最佳佳线线速度速度u u和最小塔板高和最小塔板高H.H. 3、已知某色谱柱的理论塔板数为、已知某色谱柱的理论塔板数为3600,组组分分A和和B在该柱上的保留时间为在该柱上的保留时间为27mm和和30mm,求两峰的峰半宽和分离度求两峰的峰半宽和分离度.
