氣固色譜固定相及選擇

1、氣固色譜固定相及選擇氣固色譜固定相及選擇主講： 毛細管柱和填充色譜柱比較毛細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，長度2-3米，外徑1/8英寸 玻璃填充色譜柱 內(nèi)經(jīng)2mm，長度2米，外徑1/8英寸毛細管色譜柱毛細管色譜柱內(nèi)經(jīng)0.05-0.8mm，長度30-100米，常見的是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樣品中各組分的吸附能力不同，當樣品隨載氣不斷通過色譜柱時，產(chǎn)生反復(fù)多次的吸附和解析過程（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。固定相無機吸附劑高分子多孔小球化學(xué)鍵合固定相硅膠 （強極性）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機吸附劑的特點和使用時注意事項無機吸附劑的特點和使用時注意事項一、特點：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、使用時注意事項：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 來源的同種產(chǎn)品或者同一

3、來源的非同批產(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，進樣量較大時易出現(xiàn)色譜峰 形不對稱。硅膠硅膠一、硅膠的性質(zhì)和特點：強極性；分為細孔硅膠、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。改進型硅膠表面涂有少量（2%）的高沸點有機物（聚乙二醇-20M），可分離氣體，芳烴、鹵化物等。二、用途：一般用來分離組分：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CO2有強的吸附力，可以把永久性氣體中的

4、H2,O2,N2,CO,CH4和CO2分離開。硅膠的處理方法硅膠的處理方法用前通常需要經(jīng)過處理。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，機械強度高，其活性隨 含 水量有較大的變化；水含量40%MeOH50%)，4個取樣點2、DMO硝化還原反應(yīng)器底部液體（AP-42A D15/14/11)，(H2040%MeOH50%)，12個取點。3、堿處

5、理罐液體（H2O68.46%,MeOH 27.79%),1個取樣點。示例示例1 1：溶液中甲醇和水含量的測定：溶液中甲醇和水含量的測定一、色譜參數(shù)1、固定相：Porapak Q，60-80目；2、色譜柱：長2m，內(nèi)徑3mm，不銹鋼柱；3、進樣量：1ul；4、檢測器：TCD檢測器；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檢測器溫度：180200橋流：100mA。7、定量方法：內(nèi)標法或者外標法。示例示例1 1：溶液中甲醇和水含量的測定：溶液中甲醇和水含量的測定二、標準曲線的繪制（以內(nèi)標為例）以5g乙腈為內(nèi)標物，分別加入甲醇和

6、水配制成標準溶液甲醇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、標準曲線使用范圍水：1090%， 甲醇：1090%示例示例1 1：溶液中甲醇和水含量的測定：溶液中甲醇和水含量的測定四、分析過程及計算1 、內(nèi)標法分析:進樣量 0.5mL 2、稱取0.5g樣品和0.5g意境混合均勻后，近樣0.5ul。3、計算 wi組分含量%Ai組分的峰面積Fi/s組分的相對校正因子As內(nèi)標物的峰面積Ws內(nèi)標物的質(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定：溶液中甲醇和水含量的測定四、注意

7、事項1、采用外標法，進樣量和色譜工作條件要與制作校準曲線相同。2、采用內(nèi)標法，先進標樣分析兩次，然后再分析試樣；標樣和試樣的加入量要相等；稱量時要精確到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、所用檢測器是什么檢測器？ 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：無機吸附劑，高分子小球，化學(xué)鍵和固定相。二、無機吸附劑常見

8、種類有哪些？其極性如何？參考答案：硅膠強極性、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CO2有強的吸附力，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樣品中各組分的吸附能力不同，當樣品隨載氣不斷通過色譜柱時，產(chǎn)生反復(fù)多次的吸附和解析過程（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，從而實現(xiàn)分離。五、寫出常見高分子多孔小球型號和極性參考答案：國產(chǎn)型號：

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。美國的型號ParapakQ，Parapak N，Parapak T，chromosorb等，中等極性。六、寫出常用分子篩的型號參考答案：4A，5A，13X復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題七、簡述碳分子篩（以TDX-01為例）其優(yōu)點和缺點是什么，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：a、由于屬于非極性吸附劑，能進行無機和有機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： a、對于微量的O2、N2和CO在溫度較低的情況下（-78）才能完全分離開，而且分時間比較長。由于TDX-01的缺點，在實際操作時，柱溫不能設(shè)置過高，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出峰時間長，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。 分子篩是否失效通常可從氮、氧的分離情況來判斷，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，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出峰時間長，易拖尾，水峰容易提前出從而掩蓋CO峰等缺點。 2、由于高分子多空微球