氣相色譜固定相的選擇

關(guān)于氣相色譜固定相的選擇1第1頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五2分子篩：堿及堿土金屬的硅鋁酸鹽(沸石)，多孔性。如3A、4A、5A、10X及13X分子篩等。常用5A和13X(常溫下分離O2與N2)。除了廣泛用于H2,O2,N2,CH4,CO等的分離外，還能夠測(cè)定He,Ne,Ar,NO,N2O等。高分子多孔微球（GDX系列）：新型的有機(jī)合成固定相（苯乙烯與二乙烯苯共聚）。適用于水、氣體及低級(jí)醇的分析。第2頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五3氣固色譜固定相的特點(diǎn):（1）性能與制備和活化條件有很大關(guān)系；（2）同一種固定相，不同廠(chǎng)家或不同活化條件，分離效果差異較大；（3）種類(lèi)有限，能分離的對(duì)象不多；（4）使用方便。第3頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五49.5.2氣液色譜固定相1.氣液色譜固定相

[固定液+擔(dān)體(支持體)]

：(1)固定液在常溫下不一定為液體，但在使用溫度下一定呈液體狀態(tài)；(2)固定液的種類(lèi)繁多，選擇余地大；(3)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。第4頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五52.擔(dān)體化學(xué)惰性的多孔性固體顆粒，有較大的比表面積。擔(dān)體應(yīng)滿(mǎn)足以下條件：(1)

比表面積大，孔徑分布均勻；(2)

化學(xué)惰性，表面無(wú)吸附性或吸附性很弱，與被分離組份不起反應(yīng)；(3)

具有較高的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，不易破碎；(4)

顆粒大小均勻、適度。一般常用60~80目、80~100目。第5頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五6常用擔(dān)體（硅藻土）紅色擔(dān)體：孔徑較小，表孔密集，表面積較大，機(jī)械強(qiáng)度好。適宜分離非極性或弱極性組分的試樣。缺點(diǎn):表面存有活性吸附中心點(diǎn)。白色擔(dān)體：

煅燒前原料中加入了少量助溶劑(碳酸鈉)。顆粒疏松，孔徑較大。表面積較小，機(jī)械強(qiáng)度較差。但吸附性顯著減小，適宜分離極性組分的試樣。第6頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五73.固定液

高沸點(diǎn)難揮發(fā)有機(jī)化合物，種類(lèi)繁多。(1)對(duì)固定液的要求

應(yīng)對(duì)被分離試樣中的各組分具有不同的溶解能力，較好的熱穩(wěn)定性，不與被分離組分發(fā)生不可逆的反應(yīng)。(2)選擇的基本原則

“相似相溶”，選擇與試樣性質(zhì)相近的固定相。(3)固定液的相對(duì)極性

角鯊?fù)榈南鄬?duì)極性為零；β，β’—氧二丙腈的為100。第7頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五8(4)固定液分類(lèi)方法

按化學(xué)結(jié)構(gòu)、極性、應(yīng)用等的分類(lèi)方法。醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷等。(5)固定液的最高與最低使用溫度

高于最高使用溫度時(shí)，固定液易流失或分解；溫度低于最低使用溫度，固定液呈固體，無(wú)分離作用。(6)混合固定相

對(duì)于復(fù)雜的難分離組分通常采用特殊固定液或?qū)煞N甚至兩種以上配合使用。第8頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五9(7)固定液用量應(yīng)以能均勻覆蓋擔(dān)體表面形成薄的液膜為宜。(8)固定液配比指固定液與擔(dān)體的質(zhì)量比:一般在5％~25％之間。低的固定液配比，柱效能高，分析速度快，但允許的進(jìn)樣量低。第9頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五104.固定液的選擇總原則：“相似相溶”(1)分離非極性組分時(shí)通常選用非極性固定相。各組分按沸點(diǎn)順序出峰,低沸點(diǎn)組分先出峰。(2)分離極性組分時(shí)一般選用極性固定液。各組分按極性大小順序流出色譜柱，極性小的先出峰。第10頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五11(3)分離非極性和極性的混合物一般選用極性固定液。此時(shí)，非極性組分先出峰，極性的（或易被極化的）組分后出峰。(4)分離醇、胺、水等強(qiáng)極性和能形成氫鍵的化合物

通常選擇極性或氫鍵性的固定液。(5)組成復(fù)雜、較難分離的試樣通常使用特殊固定液，或混合固定相。第11頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五129.6檢測(cè)器的類(lèi)型和性能指標(biāo)9.6.1檢測(cè)器類(lèi)型濃度型檢測(cè)器：

測(cè)量的是載氣中通過(guò)檢測(cè)器組分濃度瞬間的變化，檢測(cè)信號(hào)值與組分的濃度成正比。熱導(dǎo)檢測(cè)器；質(zhì)量型檢測(cè)器：

測(cè)量的是載氣中某組分進(jìn)入檢測(cè)器的速度變化，即檢測(cè)信號(hào)值與單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入檢測(cè)器組分的質(zhì)量成正比。FID；廣譜型檢測(cè)器：對(duì)所有物質(zhì)有響應(yīng)，熱導(dǎo)檢測(cè)器；專(zhuān)屬型檢測(cè)器：對(duì)特定物質(zhì)有高靈敏響應(yīng)，電子俘獲檢測(cè)器；第12頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五131.熱導(dǎo)池檢測(cè)器ThermalConductivityDetector,TCDA.熱導(dǎo)檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)池體:

熱敏元件：鎢絲參考臂：僅允許純載氣通過(guò)，連接在進(jìn)樣裝置之前。測(cè)量臂：需要攜帶被分離組分的載氣流過(guò)，則連接在緊靠近分離柱出口處。第13頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五14B.檢測(cè)原理

平衡電橋，圖。不同的氣體有不同的熱導(dǎo)系數(shù)。鎢絲通電，加熱與散熱達(dá)到平衡后，兩臂電阻值：

R參=R測(cè)

;R1=R2則：

R參·R2=R測(cè)·R1

無(wú)電壓信號(hào)輸出；記錄儀走直線(xiàn)(基線(xiàn))。

第14頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五15進(jìn)樣后:

載氣攜帶試樣組分流過(guò)測(cè)量臂而這時(shí)參考臂流過(guò)的仍是純載氣，使測(cè)量臂的溫度改變，引起電阻的變化，測(cè)量臂和參考臂的電阻值不等，產(chǎn)生電阻差，

R參≠R測(cè)

則：R參·R2≠R測(cè)·R1

電橋失去平衡，有電壓信號(hào)輸出。ΔE∝ΔR∝Δt∝Δλ∝c第15頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五16C.影響熱導(dǎo)檢測(cè)器靈敏度的因素

①橋路電流I

：I，鎢絲的溫度，鎢絲與池體間的溫差，有利于熱傳導(dǎo)，檢測(cè)器靈敏度提高。檢測(cè)器的響應(yīng)值S∝I3，但穩(wěn)定性下降，基線(xiàn)不穩(wěn)。②池體溫度：池體溫度與鎢絲溫度相差越大，越有利于熱傳導(dǎo)，檢測(cè)器的靈敏度也就越高，但池體溫度不能低于分離柱溫度，以防止試樣組分在檢測(cè)器中冷凝。③載氣種類(lèi)：載氣與試樣的熱導(dǎo)系數(shù)相差越大，在檢測(cè)器兩臂中產(chǎn)生的溫差和電阻差也就越大，檢測(cè)靈敏度越高。第16頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五17表各種氣體的熱導(dǎo)系數(shù)（單位：J/cm·°C·s）第17頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五182.氫火焰離子化檢測(cè)器FlameIonigationDetector,FIDA.特點(diǎn)(1)典型的質(zhì)量型檢測(cè)器;(2)對(duì)有機(jī)化合物具有很高的靈敏度;(3)無(wú)機(jī)氣體、水、四氯化碳等靈敏度低或不響應(yīng);(4)氫焰檢測(cè)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、靈敏度高、響應(yīng)迅速等特點(diǎn);(5)比TCD的靈敏度高3個(gè)數(shù)量級(jí)，檢測(cè)限可達(dá)10-12g·g-1第18頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五19B.氫焰檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)(1)在發(fā)射極和收集極間加有一定的直流電壓(100—300V)構(gòu)成一個(gè)外加電場(chǎng)。(2)氫焰檢測(cè)器需要用到三種氣體：

N2：載氣攜帶試樣組分；H2

：燃?xì)?；空氣：助燃?xì)狻?/p>

使用時(shí)需要調(diào)整三者的比例關(guān)系，檢測(cè)器靈敏度達(dá)到最佳。（動(dòng)畫(huà)）第19頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五20C.氫焰檢測(cè)器的原理A區(qū)：預(yù)熱區(qū)B層：點(diǎn)燃火焰C層：熱裂解區(qū)：溫度最高D層：反應(yīng)區(qū)(1)當(dāng)含有機(jī)物CnHm的載氣由噴嘴噴出進(jìn)入火焰時(shí)，在C層發(fā)生裂解反應(yīng)產(chǎn)生自由基：

CnHm→·CH(2)產(chǎn)生的自由基在D層火焰中與外面擴(kuò)散進(jìn)來(lái)的激發(fā)態(tài)原子氧或分子氧發(fā)生如下反應(yīng)：

·CH+O→CHO++e(3)生成的正離子CHO+與火焰中大量水分子碰撞而發(fā)生分子離子反應(yīng)：

CHO++H2O→H3O++CO第20頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)36分，星期五21D.操作條件的選擇（影響因素）(1)載氣流速的選擇：N2作載氣,主要考慮分離效能。找到一個(gè)最佳的載氣流速。(2)氫氣流速：H2流速過(guò)低，組分分子離子化數(shù)目