儀器分析氣相色譜法1課件

氣相色譜法

Gaschromatographyyyq2/6/20231第一節(jié)氣相色譜法的分類和一般流程按固定相的物態(tài)按柱的情況按分離機(jī)制一、分類和特點(diǎn)GSCGLC填充柱毛細(xì)管柱吸附色譜法分配色譜法2/6/20232方法特點(diǎn)

1、高分辨效能

同系物

順反異構(gòu)體

2、高選擇性

3、高靈敏度

檢出限可達(dá)10-11~10-13g4、分析速度快

幾至十幾分鐘5、應(yīng)用范圍廣6、樣品應(yīng)易于氣化

2/6/20233氣相色譜儀示意圖2/6/20235第二節(jié)氣相色譜固定相和流動(dòng)相一、氣液色譜固定相固定液（stationaryliquid）載體（support）2/6/20236（一）固定液對(duì)固定液的要求在操作溫度下呈液態(tài)且蒸氣壓低穩(wěn)定性好選擇性能高溶解能力強(qiáng)，分配系數(shù)較大2/6/20237極性分類法相對(duì)極性規(guī)定,′-氧二丙腈相對(duì)極性為100和鯊魚烷相對(duì)極性為0，其他與之進(jìn)行比較。0~+5級(jí)極性依次增大以物質(zhì)m在某一固定液和非極性固定液(通常是鯊魚烷)中的保留指數(shù)之差作為該固定液相對(duì)極性強(qiáng)弱的度量。I=I被測(cè)-I角沙烷特征常數(shù)麥?zhǔn)铣?shù)2/6/20239固定液的選擇相似性原則按極性相似原則選擇樣品固定液作用力出柱順序非（弱）極性非極性色散力低沸點(diǎn)先出柱中等極性中等極性誘導(dǎo)力和色散力低沸點(diǎn)先出柱極性（強(qiáng)）極性極性靜電力極性強(qiáng)后出柱形成氫鍵的試樣氫鍵型氫鍵力不易形成氫鍵的化合物先出柱2/6/202310化學(xué)官能團(tuán)相似

固定液與組分的化學(xué)官能團(tuán)相似時(shí)，相互作用力最強(qiáng)，選擇性最高。注意混合物中組分性質(zhì)的主要差別若組分沸點(diǎn)差別大，可選非極性固定液；若極性差別是主要矛盾，則選極性固定液。2/6/2023112.載體的分類非硅藻土型硅藻土型紅色載體—與非極性固定液配伍白色載體—與極性固定液配伍2/6/2023133．載體的鈍化鈍化是除去或減弱載體表面的吸附性能堿洗法酸洗法硅烷化法除去載體表面的鐵、鋁等金屬氧化物除去表面的Al2O3等酸性作用點(diǎn)除去載體表面的硅醇基2/6/202314GC的一般流程和分類

氣路系統(tǒng)檢測(cè)器色譜柱進(jìn)樣系統(tǒng)顯示系統(tǒng)GSCGLC填充柱毛細(xì)管柱吸附色譜法分配色譜法2/6/202315二、氣固色譜（GSC）固定相吸附劑分子篩高分子多孔微球化學(xué)鍵合相等固定相2/6/202317三、流動(dòng)相氣相色譜中的流動(dòng)相是氣體，稱為載氣（carriergas）氫氣氮?dú)夂?/6/202318熱導(dǎo)檢測(cè)器（thermalconductivitydetectorTCD）氫火焰離子化檢測(cè)器（hydrogenflameionizationdetectorFID）電子捕獲檢測(cè)器（electroncapaturedetectorECD）第三節(jié)、檢測(cè)器（detector）2/6/202319二、熱導(dǎo)檢測(cè)器

（TCD

）R1R2mA檢測(cè)原理熱導(dǎo)率差異R3R42/6/202321注意點(diǎn)載氣與組分熱導(dǎo)率相差越大，檢測(cè)器越靈敏增加橋電流可增加靈敏度，但噪音也會(huì)增大不通載氣不能加橋電流，否則損壞熱敏元件載氣流速須恒定2/6/202322三、氫焰離子化檢測(cè)器（FID）

氣氫氣助燃?xì)?/6/202323注意點(diǎn)氫氮比N2:H21:1~1:1.5空氣流量載氣流速恒定2/6/202325四、電子捕獲檢測(cè)器（ECD）利用電負(fù)性物質(zhì)捕獲電子的能力，通過測(cè)定電子流進(jìn)行檢測(cè)。是一種專屬性檢測(cè)器，對(duì)鹵素、硫、氧、羰基、氰基等電負(fù)性有機(jī)化合物有好的選擇性及高的靈敏度。1—放射源2—陽極。2/6/202326第四節(jié)分離條件的選擇一、氣相色譜速率理論H=A+B/u+Cu

渦流擴(kuò)散項(xiàng)A

A=2dp

縱向擴(kuò)散系數(shù)B

B=2Dg傳質(zhì)阻抗項(xiàng)CCu=（Cg+Cl）u2/6/2023291.渦流擴(kuò)散A=2dp—填充不規(guī)則因子dp

—填料（固定相）顆粒的直徑要使A：填充均勻，粒度60～80目/80～100目2/6/2023302.縱向擴(kuò)散B=2Dg

與填充物有關(guān)=1無阻礙毛細(xì)管柱

<1(0.5~0.7)填充柱

Dg擴(kuò)散系數(shù)

組分分子量Dg柱溫Dg要使B/u

增大u（u<u最佳）

降低柱溫增加柱壓選用分子量大的載氣2/6/2023313.傳質(zhì)阻抗：氣液兩相間物質(zhì)的傳遞氣液

溶解Cg—?dú)庀鄠髻|(zhì)阻抗系數(shù)液氣

揮發(fā)Cl—液相傳質(zhì)阻抗系數(shù)C=Cg+ClCl>>Cg

CCl

2/6/202332df

固定液液膜厚度Dl組分在固定液中的擴(kuò)散系數(shù)Cl

=23k(1+k)2df2Dl要使Cl

降低df

增大Dl2/6/202333小結(jié)：選擇不同條件使柱效改善

填充物

粒度

60～80目/80~100目

均勻載氣

種類—分子量大流速—略大于最佳流速

固定液

類型—粘度小

數(shù)量少3~5%柱溫

統(tǒng)籌考慮，一般選低溫柱。

2/6/202334二、實(shí)驗(yàn)條件的選擇分離方程式abcR=n4-1k2k2+1a柱效項(xiàng)b選擇性項(xiàng)c柱容量項(xiàng)

2/6/202335提高k=K2/K1=k2/k1

＝1時(shí)，R＝0，無法實(shí)現(xiàn)分離越大，R越大，=1時(shí)，無論柱效有多高，兩組分均無法分離！和k決定于試樣中各組分本身的性質(zhì)，以及流動(dòng)相和固定相等因素有關(guān)2/6/202336

k2較小時(shí)k2

R

k2較大時(shí)R=n4-1k2k2+11k2k2+1k與固定相用量、流動(dòng)相流速和柱溫有關(guān)在前兩者確定的情況下，主要受柱溫的影響。2/6/202337提高柱效nn增加一倍，R由1增大至1.4n影響峰的寬度n主要受色譜柱的性能、載氣流速和種類等的影響2/6/2023381.載氣的流速和種類

流速—最佳流速附近一般稍大于最佳流速

種類—從兩個(gè)方面考慮：

低流速時(shí)u小B/u為主N2

高流速時(shí)u大Cu為主H2

2/6/2023392.柱溫不能超過固定液最高使用溫度

盡可能好的分離度前提下較低柱溫

寬沸程樣品采用程序升溫法

在一個(gè)分析周期內(nèi)，按一定程序不斷改變色譜柱溫度，稱為程序升溫。2/6/2023403.