毛细管气相色谱和填充柱气相色谱的定性定量分析
气相色谱的组成及各部分的作用
气相色谱的组成及各部分的作用气相色谱（Gas Chromatography，简称GC）是一种高效分离技术，常用于化合物的分离和定量分析。
其基本组成部分包括进样系统、分离柱系统、检测器系统和数据处理系统。
以下将详细介绍每个部分的作用。
1.进样系统：进样系统的作用是将样品引入分离柱系统。
常见的进样系统包括常规进样器、自动进样器和固定体进样器等。
常规进样器通过手动注射来引入样品，适用于少量样品的分析；自动进样器能够自动控制样品的进样量和进样速度，适合于高通量的分析；固定体进样器则通常用于对固态样品的分析。
2.分离柱系统：分离柱系统是GC的核心部分，用于分离混合物中的化合物成分。
它由柱子、柱口、柱箱和热分离器组成。
常见的分离柱包括毛细管柱和填充柱。
毛细管柱的内径较小，具有高分离效率和快速分离的优点，适用于分析复杂样品；填充柱内填充着固定相，更适用于常规分析和较大样品量的分析。
热分离器常用于分离不易挥发的化合物。
3.检测器系统：检测器系统用于检测分离柱出口气流中化合物的存在并测量其峰面积或峰高。
常见的检测器包括火焰离子化检测器（FID）、热导检测器（TCD）、电子捕获检测器（ECD）、质谱检测器（MS）等。
FID对大多数有机化合物具有较高的灵敏度，广泛应用于一般分析；TCD对所有化合物都具有检测能力，但灵敏度相对较低，常用于分析不易挥发的化合物；ECD对具有亲电性官能团的化合物具有高灵敏度；MS在分析复杂样品时能提供更准确的质量信息。
4. 数据处理系统：数据处理系统用于峰识别、峰面积或峰高计算和结果输出。
常用的数据处理软件有Chromatography Data System（CDS）、Chemist Workstation等，它们可以对峰进行定性和定量分析，并生成结果报告。
气相色谱作为一种高效的分离技术，可以应用于各个领域的分析，例如环境分析、食品安全检测、医药分析等。
通过合理配置和使用各个部分的组件，可实现快速、准确、高效的分离和定量分析。
毛细管气相色谱法
1.气源和流量控制系统
压力-流量调节系统：对高压气体减压，稳定流量和压 力，使色谱系统具有优异精度和重现性。现代高档气相 色谱仪均采用高精度的电子压力控制（Electromic pneumatic control, EPC）或电子流量控制（EFC） 技术，使得系统的稳定性和重现性达到新的高度。
• 进样技术 ： “Achilles heel” 。 • 毛细管柱的柱容量很小，要使柱子不超载，进入
柱中的样品量不应超过0.01 - 0.001 L。
填充柱的进样系统
毛细管分流/不分流进样系统
① 分流进样
使样品瞬间气 化并与载气混 合，使小部分 样品进入色谱 柱，大部分放 空。一般仪器 是在气化室的 出口将载气分 成两路, 绝大部 分载气放空, 而 极小部分载气 流入色谱柱。
毛细管气相色谱法 （capillary gas Chromatography）
• 概述 • 毛细管气相色谱与填充柱色谱的比较 • 毛细管气相色谱柱的评价
一、概述
（一）发展历史 • 1957年高雷(Golay)发表“涂壁毛细管气液分
配色谱理论和实践”论文，首先提出毛细管速 率方程，并第一次实现了毛细管气相色谱分离。 • 1958年戈雷在阿姆斯特丹的国际气相色谱会议 上发表了著名的高雷方程，阐述了各种参数对 柱性能的影响。 • 1979年弹性石英毛细管开始应用, 将毛细管气 相色谱推上高潮。
• 20世纪90年代后期耐高温色谱柱、手性色谱柱
（二）毛细管气相色谱柱的类型
高雷：开管柱（open tubular column） 习惯称毛细管柱（Capillary column ）
气相色谱填充柱柱效问题的探讨
中图分类号 ：３ ￥７
文献标识码： Ａ
文章编号 ：０６ ４ ｌ （０ ０）８ ０ ４ 一 １ １０ —３ １２ １ １ — ２ ８ Ｏ
１ 问题 的 由来
１１按 Ｇ ／ ８ １— ０ １小 麦 粉 过 氧 化 苯 甲 酰 测 定 方 法》 定 ． ＢＴ １４ ５ ２０ 《 规 ２４由于样品随溶剂进 入色谱柱 ， 。 按一定 比例保 留一部 分在过 的溶剂和进样量分别进样 ２ ｌ ｔ 丙酮 、 ｘ 石油醚（ ０ ９ ℃沸程 ）在注 大 的 死体 积 内 ， 以在 出峰 部 位 （ 品 保 留 时 间 ） ６％ ０ ， 所 样 的样 品 量 过 少 ， 响 温 ２ ０ 条件下 ，． ｎ以后 ， ４％ １ ｍｉ ６ 出现溶剂峰 ， 但严重拖尾。 应值就很低 ， 而且没有办法保证重复性。 这样 的结果既降低检出限， １ 改用 溶 剂油 饱 和 蒸 气 进 样 ０２ ｌ１ 秒 后 ， ． ２ ． ，８ ｍ 出现 溶 剂 峰 ， 又 不能 保 证 准确 定 量 。 因 此 会 出现 大 浓度 标准 样 品注 入 会 出 峰 ， 而 是 个 很尖 的峰 ， 有 出 现拖 尾 。 没 小浓度标准样品却不能出峰或出峰很小的情况。 为什 么 会 出 现 以上 现 象 ， 验 开 始 时 怀 疑 可 能柱 子 老化 不 完 全 实 ２５通 常 情 况 下 ，每 提 高柱 温 ３ ． ０度 ，可 以使 分配 系数 减 少 一 造成的， 我们 对玻 璃 填 充柱 进行 了 ２ ４小 时老 化 ， 有任 何 改善 。 反 半 ， 没 这样是可 以使前述 实验 中的溶 剂峰形稍显好看 一些 ， 但却不能 复检查安装过程 ， 没发现任何异常。大连物化所 提供 的玻璃填充柱 改 善柱 效 ， 温度 过 高 ， 些 液相 会 流 失 ， 一 因此 在 工 作 中 不 能过 大随 意 的质 量是 可 靠 的 ， 们 又开 始 分 析 查 找 可 能 出现 其 它 原 因 。 我 改 变温 度 ， 一定 要 在 最 高和 最 低 温 度 之 间进 行 测 试 。 降低 柱 温 可 以 １３尝试改 变有 关参 数 ， 步降低或 提高柱温 ， ． 逐 增大减 小载气 改善分离效果 ， 但不会改变拖尾现象， 通过实验 ， 温度改变和气流改 流 量 ， 气和 助 燃 气 流 量 ， 分 别 注 射 ２ 丙酮 、 油 醚 ， 剂 峰 拖 变确 实 对 溶 剂峰 拖 尾 情 况 没 有改 善 。 燃 又 ｌ 石 溶 尾 现 象 无 明显 改善 ， 分别 加 苯 甲酸 的 丙 酮溶 液 ， 样 ２ｘ， 度 分 又 进 ｔ 浓 ｌ ３ 结论 别 为 １１ ／ ｌ２ ￣ ／ 时 ， ７分钟 后 出 峰 ， 国 标 准 法 标 准 曲线 ５ ｇ 、 ０Ｌ ｍｌ 在 ￣ｍ ｇ 在 ３１根据 气色谱的塔板理论 ， ． 塔板 数越 高分离效 果越好 ， 色谱 最 小 浓 度 ５￣／ 、Ｏ ｇ ， 射 ２ ｌ基 本 不 出 峰 （ 峰 形 不 明 显 ） 柱 一 旦 装 好 ， 的塔 板 数 在 一 定 条件 下 是 不 会 变化 的 ， 过 改 变 进 ｔ ｍｌｌ Ｉ ／ 注 ｇ ｚ ｍｌ １， ｘ 或 。 柱 通 这样 的情 况 显 然 无法 满 足 工 作 需 要 ， 本 不能 工 作 。 基 样量， 不能提高柱效 ， 相反过多的进样量 ， 可能对色谱柱有污 染， 从 １４改 变进 样 量 ， 别 以 １ ｌ０ １ 丙酮 进 样 ， 剂 峰 峰 形 明显 而 降 低 柱 效 ， 们 在 开 始 出现 的现 象 ， 客 观 上就 相 对 地 “ 大 ” ． 分 Ｉ ，．ｘ ｘ ５ｌ 溶 我 在 加 了 好看 ， 以同样的进样量加入 ２ ｔ ／ ｌ 又 ０ ｇｍ 的苯 甲酸标准溶液 ， ｘ 溶剂与 进 样 量 ，从 而造 成 原 有 的塔 板 无 法 满 足 对样 品成 分 的分 离 作 用 ， 造 样品峰 出现分离 ， 但样 品峰较小 ， 中进样 ｌ ［ ， 其 ｌ 时 浓度为 ２ Ｎ ／ｌ 成 进样 口样 品堆 积 ， ｘ ０ｇ ｍ 就相 当于 反 复 注入 样 品 ， 次次 从 头 层 析 ， 新 一 重 以上浓度 的苯 甲酸丙酮溶液 ， 色谱峰有 应值 ； 向 进样 量为 ０５ ｌ只 ．ｘ ， １ 分 离 ， 法 实 现 干 净 的环 境 和 准 确 的进 样 量 ， 能 如 实 地 反 映 出一 无 不 有 ４１／ｌ ０ ｇ 以上 浓 度 的苯 甲酸 丙酮 溶液 时 才 有 响应 ， 离 效 果还 可 ｘｍ 分 组 样 品组 分 在柱 子 中 的行 进 情况 。 以 ， 此 可 以说 明 色 谱 柱 本 身 填 充 质 量 问题 不 大 ， 是 由 于 进 样 量 因 只 ３２根据 气 相 色谱 的条 件 和 国家 标 准 方法 规 定 ， 们 的进 样 量 ＿ 我 的减 少 ， 标准物质（ 甲酸 ） 苯 要很大 浓度 才有响应 ， 无法满足工作需 应控制在一定的范围内，一般液体样 品要在 ０１ ５， ．－ ｐ ，气体在 ０１ １ ． — 要， 国家标准来看 ， 按 已经没有实际意义了， 显然 必须进行改进。 １ ｍ 之 间 ， 低 或 太 高 的进 样 量 都 可 能 改 变 标 准 方 法 的 检 出 限 ， ０ｌ 太 是 １５经分析 ， ． 可能是样 品汽 化过程 有问题 ， 会不会是 汽化 空间 不 可 取 的。 因此 采 用减 少 进 样 时来 改 变 图 形效 果 没 意 义。 过小 ， 出现 类 似 死 体 积 过 大 原 因导 致 拖 尾 ， 是 尝 试 将 柱 子 进 气 端 于 ３３ 分 析 本 实 验 出现 的 现 象 ， ． 我认 为 ， 是 色 谱 进 样 端 汽 化 腔 正 进 行 一 些 掏 空 ， 空 ｌ 后 ， ２ ｌ 酮 进 样 试 验 ， 形 有 较 大 改 掏 ｍｍ 以 ｔ丙 ｚ 峰 过小 ， 品来 不及 完全汽化或者汽化后无法一次进 入柱子 ， 样 造成溶 善 ， 者 又 继 续掏 空 ｌ ｍ 后 进 行 实 验 ， 形 完 全 改 善 ， 复 正 常 ， 笔 ｍ 峰 恢 用 剂 峰 的假 拖 尾 现 象 ， 变柱 温 ， 改 无论 增 高 或 降 低都 没 有 改善 效 果 ， 是 石油醚实验 ， 情形大体相 当。 于是又用苯甲酸丙酮标准溶液进样 ， 测 因为没有解决 问题 的实质 ， 通过减 小进样 量 ， 能够改善峰形恰恰说 试最低检 出限， 完全达到工作需要， 恢复正常。 明 了这 一 问题 ， 由于 增 大 进 样 端 汽 化 腔 ， 足 了全 部 汽 化 所 需空 间 满 ２ 原 因分 析 条件 ， 明显改善了图形效果。 而 根据塔板理论 ， 我们所用的柱子塔板 ２１据资料介绍 ， ． 拖尾峰的产生大致有这么几种 ： 即色谱柱 安 数 在 ２０ —０ ０以上 ， 样 前 端 少量 掏 空 ， 塔 板 影 响 不 是很 大 ， ００３０ 进 对 实 装位置 不正确 ： 柱子进样 口污 染； 溶剂极性不 匹配 ； 温度 过高 ； 柱子 验结果也能体现 出保证分离能力 ， 是可行的。 液相流 失等等。经 分析和认 真检 查 ， 在减小进样量后 ， 获得 明显效 ３４将色谱柱 的进样 少量掏 空实验 ， ． 这和毛细管色谱柱将进气 果 ， 是进 行 少 量挖 空试 验 。 于 端适量 剪切 方法 差不多， 以在适 当的情况下分析使用 ， ��
气相色谱法测定苯系物毛细管色谱柱的选择
图 2 苯系物标样在 HP-INNOWAX 色谱柱分离后的谱图
吸气相色谱法来探讨毛细管色谱柱的选择。 1 实验部分 1.1 主要仪器和试剂
美国 Agilent7890B 气相色谱仪；自动进样器；非极性毛细管色谱柱 HP-5（30m×320μm×0.25μm）、极性毛细管色谱柱 HP-INNOWAX （30m×320μm×0.5μm）。
Lin Wenwei (Shishi Environmental Monitoring Station,Shishi Fujian 362700,China)
Abstract:This paper studied the selection of capillary column for determination of benzene series by gas chromatography. It compares non-polar or weakly polar capillary columns (such as HP-5) and polar capillary columns (such as HP-INNOWAX) to benzene. The separation effect of the compound. The two columns were linear and the results were good.
▲
97 HUANJINGYUFAZHAN
环境与发展
YINGYONGJISHU
保留时间 /min
苯 甲苯 乙苯 对二甲苯和 间二甲苯 邻二甲苯
2.542 3.752 5.560 5.741 6.292
苯 甲苯 乙苯 对二甲苯 间二甲苯 邻二甲苯
气相色谱 试题和答案
填空题1气相色谱分析是一种分析方法，他的特点是适用于混合多组分混合物的定性和定量分析2实验条件恒定时，峰面积和逢高与组分含量成正比3色谱柱时气相色谱的核心部分，其分为两类：填充柱和毛细管柱。
4气相色谱的定量方法有归一化，内标法，外标法等。
气相色谱各组分保留时间变短和分离变坏，说明柱子失效，受到污染。
活化方法是提高柱温，增加载气流量，让色谱柱污染物流出。
5载气纯度不符合要求时，会使基线不稳。
6载气纯度至少为99.999%7开机时先打开载气，检查是否漏气。
8实验完毕之后，需要注意先关闭氢气和空气，然后用氮气将色谱柱吹净后再进行关机。
9待检测器将至50度以下时，依次关闭工作电源，主机电源。
10水样在密封的顶空瓶中，挥发性卤代烃浓度和液相中的浓度成正比。
选择题1工作室面积应在 10m2以上，阳光 A 直射仪器；A不能 B可以2气相色谱工作要求温度： A ℃；A10-35 B10-453强烈外磁场和干扰及机械振动对测定结果 B 影响。
A无 B有4稳定的单相交流电源，若电压波动太大，须配 5000W 的 AA稳压器 B变压器5使用高压钢瓶时，储存温度不能高于 B ℃。
A70 B506打开氮气阀开关，需要先检查是否有 A 的现象，要保证机器的气密性良好；A漏气 B漏电7气相色谱常用载气是 BA氧气 B氮气8气相色谱中根据 A 来对物进行定量分析。
A峰高或峰面积 B出峰时间9气相色谱中根据 B 来对物进行定性分析。
A峰高或峰面积 B出峰时间10 HJ620-2011中校准曲线的线性回归系数至少为 BA 0.990 B0.99511 HJ620-2011规定样品采集回来后如果不能及时分析放入4度左右冰箱，B 天内完成样品测定A5 B712 HJ620-2011规定计算结果大于等于1.00微克每升，结果保留 B 位有效数字。
A2 B313 HJ620-2011规定计算结果小于等于1.00微克每升，结果保留小数点后 A 位。
第四章毛细管柱气相色谱法
内衬过载 ：
若进样量太大，内衬管就会过载。使一些 样品通过清扫阀逃出，使结果不准确。所以 进样量必须小于内衬管体积。
下图为过载现象：
（3）分流比的选择
若采用交联引发剂，在高温处理下，把固定液交联 到毛细管内壁上,可以制成交联型开管柱（Crosslink）——高效、耐高温、抗溶剂冲刷。目前应用 较多。
将固定液用化学方法，键合到涂敷硅胶的柱表面或经 表面处理的毛细管内壁上, 可制成键合型开柱管 （Bonded-phase）——高热稳定性。 (2) 按内径大小分：
2.开管型 （1）按固定液的涂渍方法不同，分为：
①涂壁开管柱（WCOT）
在内径为0.1-0.3mm的中空石英毛细管的内壁， 涂渍固定液。
②载体涂渍开柱管（SCOT）
管内壁经处理后，先附着一层硅藻土载体，再涂固 定液——液膜厚，故柱容量大。适用于痕量分析。
③多孔层开柱管（PLOT）
管内壁经处理后，先附着一层多孔性固体，再涂固 定液. SCOT柱属于PLOT柱.
①小内径毛细管柱 内径小于0.1mm，主要用于快速分析。
②大内径毛细管柱(Megabore colum) 内径0.3-0.5mm，柱长12-50m.，内壁涂渍5-8µm的 厚液膜。即大内径,厚液膜。
特点: a. 液膜厚 柱效比填充柱好;进样量大于小内径毛细管柱.
b.容易使用——直接进样，无须分流和尾吹 气体；
+
2k / d f 2u 3(1 + k / )2 DL
（1）柱长L： L↑——柱效↑
(2)柱内径r r↓——柱效↑,但允许的进样量小.
毛细管气相色谱分析法
适和不脱尾为宜。对复杂的样品应采用程
序升温。
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五、 毛细管柱气相色谱系统
（一） 进样系统
进样器（样品导入部件）
进样系统
分流器 分流比阀
针形阀和电磁阀
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毛细管柱色谱进样方式分为两类：
分流进样和不分流进样。
根据操作方式，不分流进样又包括柱 上进样和直接进样。
u
2k 3(1 k)2
d
2 f
Ds
u
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与填充柱速率理论比较：
（1）毛细管柱中，A=0
（2）在毛细管柱中，因无填料，因此，
阻碍因子γ=0
（3）在毛细管柱中，以柱半径r代替
填料颗粒直径dp，且Cs一般比填充柱小，
气相传质阻抗常为色谱峰展宽的重要 因素。
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三、 速率方程讨论
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柱温与相对保留值的关系：
lg a b
T
温度范围较窄时，可以写成下式：
a aT b
根据a′数值的大小，曲线的斜率有三种情况： （1） a′为负值，表示降低柱温，会使相对保留
值增大； （2） a′近于0，无论柱温如何变化，相对保留值
保持不变； （3） a′大于0，柱温降低，相对保留值也减小。
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（二）最佳适用载气线速度
从速率方程可知，最小板高时的最佳流速：
uopt B (Cm Cs )
对于毛细管柱而言，固定液液膜薄，值较大，Cs Cm，因此，
uopt
B u 4Dm r
3(1 k)2 1 6k 11k 2
第五章 填充柱气相色谱法
Mcreynalds（麦氏常数） 为了提高I值的准确代表性，Mcreynalds做了大量工作， 最后，他认为，五种代表物，将丁醇 乙醇，戊酮-2 甲乙酮，硝基丙烷 硝基甲烷，更准确些。为了区 别，将麦氏常数分别用X’、Y’、Z’、U’、S’表示。 五种化合物的ΔI值之和称为总极性，按总极性由小 到大的顺序，就构成M氏、R氏常数表。 一些书中，R氏常数表 溶剂常数 M氏常数表 ΔI值 ΔI = 100 X R、M氏常数表的应用
酸性作用点，适用于分析碱性样品。
（3）硅烷化：除去载体表面的硅醇基，消除氢键作用点，方
法是加如入硅烷化试剂，如二甲基二氯硅烷等，处理 后，性能 好，但试剂昂贵。
（四）载体的选择 1、红色硅藻土载体：烷烃、芳烃等非极性、弱极性物。 2、白色硅藻土载体：醇、胺、酮等极性物 3、固定液含量大于5%，一般的红色、白色载体 4、固定液含量小于5%，处理过的载体。 5、高沸点：选玻璃微球；强腐蚀的选氟载体。 二、气液色谱固定液
第一节 填充柱气相色谱
一、系统流程图
二、分析单元
（一）气路系统 作用 供给色谱分析所需要的载气、燃气、助燃气。 包括 气体钢瓶（气体发生器）、减压阀、干燥管等。
1、载气：最常用的有N2，H2等。所走的路线为： 钢瓶（或气体发生器）------压力表-----减压阀----净化管-----（仪器）-----表-----汽化室----柱----检测器。
计算方法：选择一物质对，常用正丁烷----丁二烯，分别在非极性、极性、被测固定液柱上 测物质对的相对保留值，并取对数：
q = lg[
t R丁 t R环
]
毛细管气相色谱
气相色谱条件的选择
分离度
灵敏度
分析速度
指色谱分析时所用的色谱柱（ 气相色谱条件指色谱分析时所用的色谱柱（固定 柱尺寸） 柱温、 载气和流速、 液 、 柱尺寸 ） 、 柱温 、 载气和流速 、 检测器及其温 进样方法及其温度。 度、进样方法及其温度。通常在色谱图要注明这些条 件。色谱条件的选择和优化可参考有关色谱理论解释。
12.2 毛细管气相色谱（高分辨气相色谱） 毛细管气相色谱（高分辨气相色谱）
毛细管气相色谱， 是指采用高分辨毛细管色谱柱 毛细管气相色谱 ， 来分离复杂组分的气相色谱法。 来分离复杂组分的气相色谱法 。 它的出现是气相色 谱发展史上的一个重要里程碑, 谱发展史上的一个重要里程碑 它使传统填充柱在分 离效率和分析速度两方面都提高到一个新的水平。 离效率和分析速度两方面都提高到一个新的水平。
复习自学) 气相色谱原理(复习自学)
在气相色谱中，样品各组分能否 能否在色谱柱分 在气相色谱中 ， 样品各组分 能否 在色谱柱分 主要是基于它们在固定液中溶解度和蒸气 离 ， 主要是基于它们在固定液中 溶解度和蒸气 压不同。 压不同。 在色谱柱内， 样品组分溶解在固定液中， 在色谱柱内 ， 样品组分溶解在固定液中 ， 构 成以固定液为溶剂和以样品组分为溶质的溶液。 成以固定液为溶剂和以样品组分为溶质的溶液 。 由于样品量很小。 此溶液可看成是稀溶液（ 由于样品量很小 。 此溶液可看成是稀溶液 （ 即 溶质分子间没有作用力） 溶质分子间没有作用力）。 气液色谱热力学主要是 主要是根据溶液理论来考察 气液色谱热力学 主要是 根据溶液理论来考察 组分在气相中的行为、 组分在气相中的行为 、 组分与固定液形成的性 质及溶质和溶剂的相互作用。 质及溶质和溶剂的相互作用。
进样方式：直接柱头进样； ● 进样方式：直接柱头进样；六通阀进样 汽化室大小及温度： 汽化室温度应足够高， ● 汽化室大小及温度 ： 汽化室温度应足够高 ， 保证样品 瞬间气化。 瞬间气化。
现代仪器分析--GC(6.毛细管气相色谱)
在毛细管柱与检测器之间增加尾吹装置， 在毛细管柱与检测器之间增加尾吹装置，尾吹气将改 善这一状况。 善这一状况。
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4、记录系统
因毛细管色谱峰很窄 ，应配备快速记录系 统。 曾经用示波仪或电流 计型记录器记录，其 满刻度笔速0.1秒 满刻度笔速 秒。 目前的各种色谱数据 处理机和色谱工站已 完全能满足记录系统 的要求。 的要求。
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毛细管柱：
1 + 6k + 11k 2 df2 r k U + 2 + H= U 2 2 D 3 (1 + k ) U Dg 24(1 + k ) l 2 Dg
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四、检测器
因流速低， 且内径细， 只能分析小量样品， 因流速低 ， 且内径细 ， 只能分析小量样品 ， 约 10 ―5 ～ 10 － 6 克 ， 有的组份如占 有的组份如占1.0%， 则相当于 ， 10―7～10－8克，要求高灵敏度检测器。 要求高灵敏度检测器。 快速分析时因峰宽只有几秒或少于1秒，要求检 快速分析时因峰宽只有几秒或少于 秒 测器、 记录器响应时间快， 测器 、 记录器响应时间快 ， 则检测器和记录器的 时间常数， 应少于最早峰峰宽的流出时间的1/20 时间常数 ， 应少于最早峰峰宽的流出时间的 。
气相色谱柱填充柱,毛细管柱
第二章气相色谱柱第一节气相色谱柱的类型气相色谱法（gas chromatography, 简称GC）亦称气体色谱法，气相层析法。
其核心即为色谱柱。
气相色谱柱有多种类型。
从不同的角度出发，可按色谱柱的材料、形状、柱内径的大小和长度、固定液的化学性能等进行分类。
色谱柱使用的材料通常有玻璃、石英玻璃、不锈钢和聚四氟乙烯等，根据所使用的材质分别称之为玻璃柱、石英玻璃柱、不锈钢柱和聚四氟乙烯管柱等。
在毛细管色谱中目前普遍使用的是玻璃和石英玻璃柱，后者应用范围最广。
对于填充柱色谱, 大多数情况下使用不锈钢柱，其形状有U型的和螺旋型的，使用U 型柱时柱效较高。
按照色谱柱内径的大小和长度，又可分为填充柱和毛细管柱。
前者的内径在24mm，长度为110m左右；后者内径在，长度一般在25100m。
在满足分离度的情况下，为提高分离速度，现在也有人使用高柱效、薄液膜的10m短柱。
根据固定液的化学性能，色谱柱可分为非极性、极性与手性色谱分离柱等。
固定液的种类繁多，极性各不相同。
色谱柱对混合样品的分离能力，往往取决于固定液的极性。
常用的固定液有烃类、聚硅氧烷类、醇类、醚类、酯类以及腈和腈醚类等。
新近发展的手性色谱柱使用的是手性固定液，主要有手性氨基酸衍生物、手性金属配合物、冠醚、杯芳烃和环糊精衍生物等。
其中以环糊精及其衍生物为色谱固定液的手性色谱柱，用于分离各种对映体十分有效，是近年来发展极为迅速且应用前景相当广阔的一种手性色谱柱。
在进行气相色谱分析时，色谱柱的选择是至关重要的。
不仅要考虑被测组分的性质，实验条件例如柱温、柱压的高低，还应注意和检测器的性能相匹配。
有关内容我们将在以后章节中加以详细讨论。
第二节填充气相色谱柱填充气相色谱柱通常简称填充柱，在实际分析工作中的应用非常普遍。
据资料统计，日常色谱分析工作大约有80%是采用填充柱完成的。
填充柱在分离效能和分析速度方面比毛细管柱差，但填充柱的制备方法比较简单，定量分析的准确度较高，特别是在某些分析领域（例如气体分析、痕量水分析）具有独特用途。
仪器分析-气相色谱法
性质相近时，分子间的作用力就越大，分配系数大， 组分的保留时间长，有利于分离
➢被测组分为非极性:选用角鲨烷、阿皮松等非极性固定液， 出峰顺序为组分的沸点高低，低的先流出
➢分离强极性物质: 选用强极性固定液， 组分按极性从 小到大的顺序先后流出色谱柱
➢能形成氢键的试样，如醇、酚、胺和水等: 选用氢键型 固定液，如聚乙二醇—2000
1、柱长的选择
增加柱长可使理论塔板数增大，但同时使峰宽加 大，分析时间延长。柱长选择以使组分能完全分离， 分离度达到所期望的值为准。
2、载气及其流速的选择
曲线的最低点，塔板高度H最小，柱效最高，其相应 的流速是最佳流速。
3、柱温的选择
提高柱温可使气相、液相传质速率加快，有利于 降低塔板高度，改善柱效。
AC-1毛细管柱
色谱柱炉 气化室 检测器 温度控制方式:恒温 程序升温: 在一个分析周期内柱温随时间由低温向高温作
线性或非线性变化。
色谱柱分离后的组分按时间及其浓度或质量的变化， 转化成易于测量的电信号, 得到该混合样品的色谱流 出曲线及定性和定量信息。
菊酯类气雾杀虫剂色谱图
一、两组分的分配系数差异要大，填充柱γ2，1≥1.15 才能分开 二、稳定性好、沸点高、挥发性小，不气液色谱固定相
填充柱
2、毛细管柱——空心柱
涂壁空心柱是将固定液均匀地涂在内径0.l～0.5mm的 毛细管内壁而成，毛细管材料可以是不锈钢，玻璃或石英。
毛细管色谱柱渗透性好，传质阻力小，而柱子可以做 到长几十米。与填充往相比，其分离效率高（理论塔板数 可达106）、分析速度快、样品用量小，但柱容量低、要求 检测器的灵敏度高，并且制备较难。
含碳有机物在氢气和空气火焰中燃烧产生离子，在 外加的电场作用下，使离子形成离子流，产生电信号。
毛细管柱气相色谱法
第六章毛细管柱气相色谱法第一节毛细管气相色谱仪现代的实验室用的气相色谱仪大都既可用作填充柱气相色谱又可用作毛细管色谱仪。
毛细管色谱仪应用范围广，可用于分析复杂有机物，如石油成分，天然产物，环境污染，农药残留等。
图6-1是毛细管气相色谱仪示意图，与填充柱色谱仪比，毛细管色谱仪在柱前多一个分流-不分流进样器，柱后加一个尾吹气路。
由于毛细管柱体积很小，柱容量很小，出峰快，所以死体积一定要小，要求瞬间注入极小量样品，因此柱前要分流。
对进样技术要求高，对操作条件要求严。
尾吹的目的是减小死体积和柱末端效应。
毛细管柱对固定液的要求不苛刻，一般2-3根不同极性的柱子可解决大部分的分析问题。
毛细管柱一般配有响应快，灵敏度高的质量型检测器。
高分辨率毛细管气相色谱仪的三要素是：要选择好的毛细管柱及最佳分析条件；按样品选择合适的毛细管进样系统；选择高性能的毛细管气相色谱仪。
图6-1 毛细管气相色谱仪示意图第二节毛细管色谱柱1957年，美国科学家Golay提出毛细管柱的气相色谱法。
Golay称毛细管色谱柱为开管柱。
因这种色谱柱中心是空的。
毛细管柱是内径为Φ0.1-0.5mm左右、长度为10-300m的毛细柱，虽然每米理论板数约为2000-5000，与填充柱相当，但由于柱子很长，总柱效可高达106。
一、毛细管色谱柱组成通常来说，一根毛细管色谱柱由管身和固定相两部分组成。
管身采用熔融二氧化硅（熔融石英)，通常在其表面涂上一层聚酰亚胺保护层。
涂层后的熔融石英毛细管呈褐色：但是涂层后的毛细管之间的颜色却不尽相同。
色谱柱的颜色对于其色谱性能没有什么影响。
经过持续的较高温度处理后．聚酰亚胺涂层管的的温度会变得比以前更深：标准的聚酰亚胺涂层管熔融石英管的温度上限为360℃，高温聚酰亚胺涂层管的温度上限为400℃。
固定相种类很多，大部分的固定相是热稳定性好的聚合物，常用的有聚硅氧烷和聚乙二醇。
另外还有一类是小的多孔粒子组成的聚合物或沸石(例如氧化铝、分子筛等)。
气相色谱检出限和定量限_概述说明以及解释
气相色谱检出限和定量限概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文将针对气相色谱检出限和定量限进行综合的概述和说明。
气相色谱检出限和定量限是在气相色谱分析中常用的两个重要指标，用于评估分析方法的灵敏度和可靠性。
1.2 文章结构本文将按照以下结构进行撰写：首先介绍气相色谱检出限和定量限的定义和背景知识；接着阐述这两个指标的意义和应用领域；然后详细描述了确定气相色谱检出限所采用的三种常用方法；最后介绍了三种计算气相色谱定量限的方法。
整篇文章旨在为读者提供一个全面而深入的了解，帮助他们更好地理解并应用这些重要的分析指标。
1.3 目的本文旨在对气相色谱检出限和定量限进行全面而系统性的介绍。
通过对其定义、意义以及计算方法等方面进行详尽阐述，我们可以使读者更加清楚地了解这两个指标在气相色谱分析中所起到的作用。
同时，我们也希望能够引起读者对该领域未来研究方向的关注，鼓励更多的科学家和研究人员在这一领域做出创新性的工作。
2. 气相色谱检出限和定量限2.1 定义和背景气相色谱（Gas Chromatography，简称GC）是一种广泛应用于化学分析的分离技术。
在GC中，样品混合物通过气相载体在固定相填充柱中进行分离，并通过检测器进行监测和定量。
对于气相色谱法的应用，检出限和定量限是两个重要的概念。
检出限是指在给定条件下，仪器所能够可靠地检测到的最低浓度或信号强度。
通常使用信号与噪音比（S/N）来表示检出限，即样品信号与背景噪音信号之比。
较高的S/N值意味着更低的检出限，表明仪器可以更可靠地检测到低浓度物质。
定量限是指在给定条件下，仪器可以准确且可靠地进行定量分析的最低浓度或信号强度。
与检出限类似，定量限也是通过S/N比来表示。
然而，与检出限不同的是，定量限要求能够在一定程度上准确地确定样品的浓度值。
2.2 检出限的意义和应用检出限是衡量仪器灵敏度的重要指标，可以帮助确定是否对某个化合物进行定性分析。
通过检测到样品中极低浓度的化合物，可以及时发现潜在的有害物质或污染物，并采取相应的控制措施。
大口径毛细管气相色谱法测定工业尾气中甲醇
图 １ 以看 出， 可 进样 量为 ０ ４ ． ｍＬ时， 色谱 峰拖 尾严重 ， 故选 ｇ＼ ！ 玎 择 进 样 量 为 ０ ２ｍ 。 ． Ｌ １４ ３ 汽化 室 温 度 的选 择 ．．
７ ６ ５ ４ ３ ２ １ ０ ｌ
甲 醇 的 沸 点 为 ６ ． ℃ ， 方 法 分 别 选 择 汽 化 室 温 度 为 ４８ 本 １０ ℃ 、 ０℃ 、５ １０℃ 、８ ２ １ ４ １０ｏ ６ Ｃ、 １０℃ 、０ ２ ０ｏ 对 同 一 浓 度 甲 醇 Ｃ时
第 ４ ０卷第 ９期
２１ ０ ２年 ５月
广
州
化
工
Ｖｏ ． ０ ． １ ４ Ｎｏ ９ Ｍ ａ ． ０１ ｖ２ ２
Ｇｕ ｎ ｚ ｕ Ｃｈｅ ｃ ｌＩ ｄ ｔｙ ａ ｇ ｈｏ ｍｉａ ｎ ｕｓｒ
大 口径 毛 细 管气 相 色谱 法 测 定 工 业尾 气 中 甲醇
夏玄 颖
（ 国石 油化 工股份 有 限公 司安 庆分 公 司 ，安徽 中 安庆 ２６０ ） ４０ ２
关键 词 ： 大口径毛细管柱； 尾气 ； 直接进样； 甲醇
中图分 类号 ： ８１ Ｘ ３
文 献标识 码 ： Ａ
文章编 号 ： ０ — ６７ ２１ ）９ ０４ － ３ １ １ ９７ （０２０ — １７ ０ ０
Ｄｅ ｅ ｍ ｉ ｔｏ ｏ ｅ ｈ ｎ ｌｉ ｎｄ ｔｉ ｌＴａｌＧ ａ ｔ ｒ ｎａ ｉｎ ｆＭ ｔ ａ ｏ ｎ Ｉ ｕｓｒａ ｉ ｓ ｂ Ｃ ｔ Ｗ ｉ ｙＧ ｗｉｈ ｄｅ—ｂ ｒ ｐ ｌａ ｙ Ｃｏ ｕ ｎ — ｏ ｅ Ｃａ ｉｌ ｒ ｌ ｍ
‘
进 样量为０ ｌ Ｌ ｍ
进样 量为０２ ． ｍＬ
进样量 为０４ｍＬ ．
图 １ 进 样 量 的 选 择
色谱气体分析实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 熟悉色谱气体分析的基本原理和方法。
2. 掌握色谱仪的操作技能。
3. 分析气体的组成和含量。
二、实验原理色谱气体分析是一种基于色谱技术对气体进行定性和定量分析的方法。
它是利用混合气体中各组分在固定相和流动相之间的分配系数不同，通过色谱柱分离各组分，然后检测器检测各组分，根据检测器的信号强度进行定量分析。
本实验采用气相色谱法，使用填充柱作为固定相，氮气作为流动相。
气体通过色谱柱时，各组分在固定相和流动相之间发生分配，由于分配系数的不同，各组分在色谱柱中停留时间不同，从而实现分离。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：气相色谱仪、色谱柱、注射器、数据处理机、气体发生器、气体净化装置等。
2. 试剂：待分析气体样品。
四、实验步骤1. 气相色谱仪开机预热，待仪器稳定后进行以下操作：（1）设置色谱柱温度、检测器温度、流动相流量等参数；（2）校准仪器，使仪器处于正常工作状态。
2. 将待分析气体样品注入色谱仪，通过色谱柱进行分离。
3. 检测器检测分离后的气体组分，记录检测器的信号强度。
4. 通过数据处理机分析检测数据，得出各组分含量。
5. 关闭仪器，整理实验器材。
五、实验结果与分析1. 气相色谱图分析通过气相色谱图可以看出，待分析气体样品中存在多个组分，各组分在色谱柱中分离良好。
2. 定量分析根据检测器的信号强度，计算出各组分含量。
具体计算方法如下：（1）根据标准曲线，求出各组分对应的峰面积；（2）根据峰面积计算各组分含量。
六、实验讨论1. 影响色谱分离效果的因素（1）色谱柱的选择：色谱柱的固定相、流动相和柱长等参数对色谱分离效果有较大影响。
本实验中，选择合适的色谱柱是保证分离效果的关键。
（2）操作条件：色谱柱温度、检测器温度、流动相流量等操作条件对色谱分离效果有较大影响。
本实验中，根据实际样品和仪器性能，优化操作条件，以提高分离效果。
2. 定量分析误差定量分析误差主要来源于标准曲线的制作、检测器响应、数据处理等方面。
填充柱和毛细管柱
绝对不可能，在有些场合老柱还好用，例如石油分析。
俺以前仍点文字可能对你有用。
现附上。
可从以下几个方面探讨──────────────────────────── 通用性：毛细管柱通用性好，一根非极性柱HP-1可分离诸如苯甲酸、山梨酸、BHA、BHT、TBHQ、甲醇、杂醇油、农药、车间空气等多种组分，因此可不拆柱而同时做几种实验。
填充柱通用性较差，不同项目所用柱基本不能通用。
存在着经常拆柱的麻烦。
──────────────────────────── 专用性：毛细管柱由于一般相似极性皆可出峰，因此容易产生互相干扰现象。
填充柱的特异性较强，许多干扰物质不出峰或峰形极差，干扰较小。
（例）项目：苯甲酸、山梨酸毛细管柱（HP-1）酸性及中性物质皆可出峰，出峰多填充柱（5%DEGS+1%磷酸）只有酸性物质可以出峰，出峰少──────────────────────────── 柱容量：填充柱容量较大，可以多次注入较“脏”的样品，对样品前处理要求不高。
毛细管柱容量小，且口径越小，容量越小。
如样品处理液成份复杂，极易污染柱子而影响基线及分离效果。
因此对样品前处理要求高。
──────────────────────────── 柱效能：毛细管柱明显好于填充柱，口径越细，效果越明显。
由于毛细管柱内径极小，有效地解决了柱内扩散效应，使得峰形尖锐，分离度好口径越细，效果越明显。
（例）项目：异丁醇、异戊醇毛细管柱（HP－1,HP－17）峰形尖锐填充柱（GDX－102 ）峰形宽且钝。
──────────────────────────── ──────────────────────────── 灵敏度：毛细管柱稍好于填充柱。
毛细管柱的柱效高，扩散效应低，相同量的物质可以得到更高的峰高。
但由于其容量低，进样须采用分流方式，实际进入柱内的被测物往往不到10%。
──────────────────────────── 检测速度：毛细管柱优于填充柱。
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毛细管气相色谱和填充柱气相色谱的定性定量分析( 实验8和9)复旦大学化学教学实验中心
邓春晖
1 色谱原理
2 毛细管气相色谱和填充柱气相色谱
毛细管气相色谱
填充柱气相色谱
气相色谱仪器工作原理
气相色谱仪的应用
1 食品分析\环境分析
2 司法\侦破案件
3 反恐等社会安全
4 海关
实验9: 填充柱气相色谱的定性分析
1 保留时间
2 标准品分析
3 样品分析
实验8: 毛细管气相色谱仪定量分析
中药野菊花挥发油中的活性成分
使本实验旨在通过对野菊花提取物进行毛细管气相色谱分析，
使实验者掌握中药挥发油的水蒸馏同时溶剂提取的方法，
并且熟悉毛细管气相色谱仪的工作原理和操作方法，
掌握野菊花挥发油中樟脑、龙脑的毛细管气相色谱
分离分析及定量分析方法。
样品前处理
樟脑是一类脂环状的酮类化合物，在医学上用途广泛，常用作呼吸循环兴奋药等。
其结构式为：
O
龙脑俗称冰片，又称樟醇，结构式为：
OH
实验内容
水蒸馏同时溶剂萃取法提取野菊花挥发油 测定樟脑、龙脑的标准曲线
野菊花中龙脑、樟脑的含量测定
实验讨论
1. 填充柱色谱与毛细管色谱的比较
2 内标法与外标法定量的优点和缺点
3 色谱定性的优点和缺点, 如何克服它的缺点
4 如何能更加快速准确测定野菊花中樟脑和龙脑的浓度
THANK YOU!!。