氣固色譜固定相及選擇

1、氣固色譜氣固色譜固定相固定相及選擇及選擇主講： 毛細(xì)管柱和填充色譜柱比較毛細(xì)管柱和填充色譜柱比較填充色譜柱填充色譜柱不銹鋼填充色譜柱 內(nèi)經(jīng)2mm，長(zhǎng)度2-3米，外徑1/8英寸 玻璃填充色譜柱 內(nèi)經(jīng)2mm，長(zhǎng)度2米，外徑1/8英寸毛細(xì)管色譜柱毛細(xì)管色譜柱內(nèi)經(jīng)0.05-0.8mm，長(zhǎng)度30-100米，常見(jiàn)的是30米。外層涂聚酰脂，內(nèi)表面硅烷化處理，內(nèi)壁涂固定相。氣固色譜固定相分離原理氣固色譜固定相分離原理l 由于固體吸附劑表面對(duì)樣品中各組分的吸附能力不同，當(dāng)樣品隨載氣不斷通過(guò)色譜柱時(shí)，產(chǎn)生反復(fù)多次的吸附和解析過(guò)程（可逆），各組分被吸附劑吸附的難易程度不同，易吸附的組分后從色譜柱流出，不易吸附的組分

2、先從色譜柱流出，從而實(shí)現(xiàn)分離。固定相的種類固定相的種類l 氣固色譜填充柱常采用固體物質(zhì)作固定相。固定相無(wú)機(jī)吸附劑高分子多孔小球化學(xué)鍵合固定相硅膠 （強(qiáng)極性）氧化鋁 （中等極性）碳素 （非極性）分子篩 （有特殊吸附作用）活性炭石墨化碳黑碳分子篩無(wú)機(jī)吸附劑的特點(diǎn)和使用時(shí)注意事項(xiàng)無(wú)機(jī)吸附劑的特點(diǎn)和使用時(shí)注意事項(xiàng)一、特點(diǎn)：它們大多數(shù)能在高溫下使用，吸附容量大，熱穩(wěn)定性好，是分析永久性氣體及氣態(tài)烴類混合物理想的固定相。(CO,CO2,N2,O2,H2,Ar),(CH4,C2H6,C2H4,C2H2等低碳烴）二、使用時(shí)注意事項(xiàng)：1、吸附劑的吸附性能與其制備、活化條件有密切關(guān)系。不同 來(lái)源的同種產(chǎn)品或者同一

3、來(lái)源的非同批產(chǎn)品，其吸附性能 可能存在較大的差異；2、一般具有催化活性，不宜在高溫和存在活性組分的情況下 使用；3、吸附等溫線通常是非線性的，進(jìn)樣量較大時(shí)易出現(xiàn)色譜峰 形不對(duì)稱。硅膠硅膠一、硅膠的性質(zhì)和特點(diǎn)：強(qiáng)極性；分為細(xì)孔硅膠、粗孔硅膠和多孔硅球，分離能力決定于孔徑大小及含水量，氣相色譜使用較多的是粗孔硅膠。改進(jìn)型硅膠表面涂有少量（2%）的高沸點(diǎn)有機(jī)物（聚乙二醇-20M），可分離氣體，芳烴、鹵化物等。二、用途：一般用來(lái)分離組分：C2-C4烴類及某些含硫氣體如H2S、CO、N2O、NO、NO2、N2O，SO2等，（與活性氧化鋁大致相同的分離性能）。硅膠對(duì)CO2有強(qiáng)的吸附力，可以把永久性氣體中的

4、H2,O2,N2,CO,CH4和CO2分離開(kāi)。硅膠的處理方法硅膠的處理方法用前通常需要經(jīng)過(guò)處理。1、市售的色譜專用硅膠老化方法：可在200下活化處理2h后使用；2、市售的非色譜專用硅膠處理方法：A 先將硅膠用6mol/L鹽酸浸泡2h，然后用水沖洗至無(wú)Cl- 。B 晾干后置于馬弗爐內(nèi)，在200-500溫度下灼燒活化2h后降溫取出，貯存于干燥器中備用。氧化鋁氧化鋁一、性質(zhì)：中等極性，熱穩(wěn)定性好，機(jī)械強(qiáng)度高，其活性隨 含 水量有較大的變化；水含量40%MeOH50%)，4個(gè)取樣點(diǎn)2、DMO硝化還原反應(yīng)器底部液體（AP-42A D15/14/11)，(H2040%MeOH50%)，12個(gè)取點(diǎn)。3、堿處

5、理罐液體（H2O68.46%,MeOH 27.79%),1個(gè)取樣點(diǎn)。示例示例1 1：溶液中甲醇和水含量的測(cè)定：溶液中甲醇和水含量的測(cè)定一、色譜參數(shù)1、固定相：Porapak Q，60-80目；2、色譜柱：長(zhǎng)2m，內(nèi)徑3mm，不銹鋼柱；3、進(jìn)樣量：1ul；4、檢測(cè)器：TCD檢測(cè)器；5、載氣+參比氣：H2或者He，流速：3540ml/min。6、操作條件氣化室溫度：180200柱溫：130150檢測(cè)器溫度：180200橋流：100mA。7、定量方法：內(nèi)標(biāo)法或者外標(biāo)法。示例示例1 1：溶液中甲醇和水含量的測(cè)定：溶液中甲醇和水含量的測(cè)定二、標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制（以內(nèi)標(biāo)為例）以5g乙腈為內(nèi)標(biāo)物，分別加入甲醇和

6、水配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液甲醇4.5g+水0.5g甲醇3.5g+水1.5g甲醇2.5g+水2.5g甲醇1.5g+水3.5g甲醇0.5g+水4.5g三、標(biāo)準(zhǔn)曲線使用范圍水：1090%， 甲醇：1090%示例示例1 1：溶液中甲醇和水含量的測(cè)定：溶液中甲醇和水含量的測(cè)定四、分析過(guò)程及計(jì)算1 、內(nèi)標(biāo)法分析:進(jìn)樣量 0.5mL 2、稱取0.5g樣品和0.5g意境混合均勻后，近樣0.5ul。3、計(jì)算 wi組分含量%Ai組分的峰面積Fi/s組分的相對(duì)校正因子As內(nèi)標(biāo)物的峰面積Ws內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量，gW樣品的質(zhì)量，g100/WAWAFwsSisii示例示例1 1：溶液中甲醇和水含量的測(cè)定：溶液中甲醇和水含量的測(cè)定四、注意

7、事項(xiàng)1、采用外標(biāo)法，進(jìn)樣量和色譜工作條件要與制作校準(zhǔn)曲線相同。2、采用內(nèi)標(biāo)法，先進(jìn)標(biāo)樣分析兩次，然后再分析試樣；標(biāo)樣和試樣的加入量要相等；稱量時(shí)要精確到0.0001g。示例示例2 2：不同固定相色譜圖：不同固定相色譜圖- -煤炭合成原料氣煤炭合成原料氣思考題：1、色譜柱溫度是100，如果要提高N2和CO的分離效果，應(yīng)提高還是降低色譜柱的溫度？示例示例2 2：不同固定相色譜圖：不同固定相色譜圖- -人工煤氣人工煤氣思考：1、所用檢測(cè)器是什么檢測(cè)器？ 2、所用載氣是什么？復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題一、填充色譜柱固定相有幾大類？ 參考答案：三大類：無(wú)機(jī)吸附劑，高分子小球，化學(xué)鍵和固定相。二、無(wú)機(jī)吸附劑常見(jiàn)

8、種類有哪些？其極性如何？參考答案：硅膠強(qiáng)極性、氧化鋁中等極性、碳素非極性、分子篩有特殊吸附作用。三、硅膠、氧化鋁、碳分子篩、分子篩哪一種分子篩能分析CO2氣體？參考答案：硅膠、氧化鋁、分子篩對(duì)CO2有強(qiáng)的吸附力，不能分離CO2，且不易解析；只有碳分子篩能分析CO2。復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題四、氣固色譜固定相分離原理參考答案：由于固體吸附劑表面對(duì)樣品中各組分的吸附能力不同，當(dāng)樣品隨載氣不斷通過(guò)色譜柱時(shí)，產(chǎn)生反復(fù)多次的吸附和解析過(guò)程（可逆），各組分被吸附劑吸附的難易程度不同，易吸附的組分后從色譜柱流出，不易吸附的組分先從色譜柱流出，從而實(shí)現(xiàn)分離。五、寫出常見(jiàn)高分子多孔小球型號(hào)和極性參考答案：國(guó)產(chǎn)型號(hào)：

9、1、非極性：GDX-101、GDX-102、GDX-103、GDX-104、GDX-105,GDX-201 。2、弱極性：GDX-301；3、中等極性：GDX-501。美國(guó)的型號(hào)ParapakQ，Parapak N，Parapak T，chromosorb等，中等極性。六、寫出常用分子篩的型號(hào)參考答案：4A，5A，13X復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題七、簡(jiǎn)述碳分子篩（以TDX-01為例）其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么，為什么用TDX-01作固定相分析煤氣的組要組分，柱溫不能高于90？參考答案：優(yōu)點(diǎn)：a、由于屬于非極性吸附劑，能進(jìn)行無(wú)機(jī)和有機(jī)的極性分子的微量分析，特別適用于分離空間和結(jié)構(gòu)異構(gòu)體，b、除了能分析CO、N

10、2、CH4等組要組分外，還可分析CO2氣體，c、也可用于H2S、SO2等分析，d、也可分析低烴中的微量水分。缺點(diǎn)： a、對(duì)于微量的O2、N2和CO在溫度較低的情況下（-78）才能完全分離開(kāi)，而且分時(shí)間比較長(zhǎng)。由于TDX-01的缺點(diǎn)，在實(shí)際操作時(shí)，柱溫不能設(shè)置過(guò)高，一般要低于90，以利于O2，N2、CO的分離。 b、分析高含量的水分時(shí)出峰時(shí)間長(zhǎng)，易拖尾，水峰容易提前出從而掩蓋CO峰。復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題八、5A和13X分子篩能分析H2O、CO2、NH3甲醇嗎？為什么？如何判斷分子篩失效？參考答案： 不能分析。分子篩極易因吸水而失去活性；氨、甲酸、二氧化碳等會(huì)被分子篩不可逆吸附，所以不能分析上述組

11、分。 分子篩是否失效通?？蓮牡?、氧的分離情況來(lái)判斷，如果分離效果不好需要老化或者重新更換。九、如果要把永久性氣體中的O2、N2、CO完全分離開(kāi)，碳分子篩（如TDX-01)和分子篩（如5A，13X）哪一種效果好？參考答案： 分子篩（5A和13X）效果較好，碳分子篩在90以上時(shí)分離效果不好；由于分子篩有特殊吸附活性，用于分析氣樣中N2和O2有特效。復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題十、分析煤氣中的微量水分、甲醇、NH3、H2S等氣體組分，以碳分子篩（TDX-01）和高分子小球（如GDX系列和Porapak Q）為例選用哪種固定相較好？闡述理由。參考答案案： 1、碳分子篩在分析高含量的水分時(shí)出峰時(shí)間長(zhǎng)，易拖尾，水峰容易提前出從而掩蓋CO峰等缺點(diǎn)。 2、由于高分子