色谱材料研究方法
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1941年Martin和Synge 发现了液-液（分配）
色谱法，阐述了气-固吸附色谱原理，提出 气-液色谱法设想； (1952 年诺贝尔化学奖)
色谱学成为分析化学的重要分支学科，则 是以气相色谱的产生、发展为标志。
1952年Martin成功研究了气-液色谱法，解 决了脂肪酸、脂肪胺的分析，并对其理论 和实践作出论述；（起点）
2019/12/29
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1954年，Ray把热导池检测器用于气相 色谱仪，并对仪器作了重大改进，扩大 应用范围；
1956年，荷兰学者Van Deemter 提出气相 色谱速率理论，奠定了理论基础；美国工 程师Golay发明效能极高的毛细管色谱柱；
澳大利亚学者Mcwilliam发明氢焰离子化检 测器，使分离效能和检测器的灵敏度大大 提高。
气相色谱分析
Gas Chromatography
2019/12/29
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气 1 色谱法概述
相 色
2 气相色谱仪
谱 3 气相色谱分析理论基础
分 析
4 分离条件的选择
5 检测器
6 定性定量方法
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1.色谱法概述
色谱法是一种分离技术。在分析化学 领域中是一种新型的分离分析方法。 气相色谱是色谱中普遍使用的一种。
17
2.4 色谱柱和柱箱
填充柱：
内装固定相，通常为用金属(钢或不锈钢)或 玻 璃 制 成 的 内 径 2~6mm 、 长 0.5-10m 的 U 形 或 螺 旋形的管子。
毛细管柱：
将固定液均匀地涂敷在毛细管的内壁，内 径0.1~0.5mm、长50-300m的毛细管。
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色谱柱
器
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2.6 记录、数据处理系统
放大器、记录仪、数据处理仪
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3.气相色谱分析理论基础
气相色谱法是以气体为流动相，采 用冲洗法的柱色谱分离技术。
分离的主要依据：利用样品中各组 分在色谱柱吸附力或溶解度的不同。
色谱柱有两种：填充柱、毛细管柱
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6.样品用量小。
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缺点： 1.不能直接定性；不如IR、NMR、MS等
技术；
2.不适用于分离沸点高、热稳定性差的化 合物，应用范围受温度限制；
3.定量时需要被测物的标准样品作对照。
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2 .气相色谱仪
2.1 基本流程和主要部件
进样系统
检测器
载气系统
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1.1 色谱法的产生和发展
俄国植物学家Tsweet发明的方 法后来被称为“经典液相色谱 法”。 （1906年） 所使用的玻璃管称为色谱柱。 管内的碳酸钙填充物称为固定 相。 淋洗液称为流动相或淋洗剂。 混合物中的各组分被称为溶质。
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色谱法普遍用来分离无色物质，但色谱法 这个名称一直被沿用下来。
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3.1气-固色谱分离原理
固定相：多孔性及较大表面积的吸附剂。 反复的物理吸附-脱附过程。 各组分性质不同，吸附能力有差异。
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3.2 气-液色谱分离原理
固定相：在化学惰性的固体微粒(用来支 撑固定液的，称为担体)表面，涂上一层 高沸点有机化合物的液膜。（固定液）
各组分的分离是基于各组分在固定液中 溶解度的不同 。
填充柱
内径粗 2-6mm
分类
柱长 0.5-10m/常用不锈钢
内径细 0.1-0.5mm 柱长 50-300m/常用石英
毛细管柱
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2.5 检测系统
检测器、控温装置 将经色谱柱分离后的各组分按其特性及
含量转化为相应的电讯号。
根据检测原理不同，浓度型、质量型
浓度型：热导池、电子捕获检测器 质量型：氢火焰离子化、火焰光度检测
分配色谱：利用不同组分在两相中分配系数 差别分离；
离子交换色谱 ：利用不同离子在离子交换固 定相上的亲和力差别分离；
凝胶色谱：利用不同组分分子量差别而先后 被过滤进行分离；
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（3）按样品注入色谱柱的方式和流动相的用 法不同分类
冲洗法 (elution method)
色谱柱
框架图
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记录、数据 处理系统
1-载气钢瓶；2-减压阀；3-净化干燥管； 4-稳流 阀；5-转子流量计；6-压力表； 7-汽化器(液体 进样)； 8-色谱柱；9-热导检测器； 10-放大器； 11-温度控制器；12-记录仪
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2.2 载气系统
气源、气体净化、气体流速控制和测量
2.高选择性：能分离性质极为相似的组分，如同位 素、异构体；
3. 高 灵 敏 度 ： ~10-11g 物 质 ， 可 检 出 ppm~ppb 含 量 的 组分；
4.快速：几分~几十分钟可完成分析；
5.应用范围广：气体、液体、固体；-196oC~450oC范 围 内 有 2.7210-4~1.3610-2kg/cm2 蒸 汽 压 ， 热 稳 定 性良好的物质；
流动相连续流过，在某一瞬间从色谱柱入口加 入一定量的样品，由流动相将样品带入固定相中。
顶替法（置换法）
先把样品从色谱柱入口加入，再把顶替剂通入 柱中，依次把样品各组分顶替出色谱柱。
迎头法
把样品当作流动相连续通入色谱柱中。
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1.3 气相色谱法的特点
优点：
1.高效能：可分析沸点十分接近、组分复杂的混合 物
1.常用的载气有： 氢气、氮气、氦气；氩气 2. 净化干燥管: 活性炭、硅胶、分子筛等 3. 载气压力和流速控制、显示
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2.3 进样系统
包括进样器 和气化室 （液体进样）
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气体定量进样常采用六通阀
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1. 取样状态
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2.进样状态
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1.2 色谱法分类
（1）按两相物理状态分类：
流动相
气体 液体
气相色谱气 气液 固色 色谱 谱 液相色谱液 液液 固色 色谱 谱
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（2）按分离过程物理化学原理分类
吸附色谱：利用固定相对不同组分的吸附性 能差别分离；
反复的溶解、挥发过程。
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气-液色谱分离原理 两相分配
载气 固定液
迁移
色谱法，阐述了气-固吸附色谱原理，提出 气-液色谱法设想； (1952 年诺贝尔化学奖)
色谱学成为分析化学的重要分支学科，则 是以气相色谱的产生、发展为标志。
1952年Martin成功研究了气-液色谱法，解 决了脂肪酸、脂肪胺的分析，并对其理论 和实践作出论述；（起点）
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1954年，Ray把热导池检测器用于气相 色谱仪，并对仪器作了重大改进，扩大 应用范围；
1956年，荷兰学者Van Deemter 提出气相 色谱速率理论，奠定了理论基础；美国工 程师Golay发明效能极高的毛细管色谱柱；
澳大利亚学者Mcwilliam发明氢焰离子化检 测器，使分离效能和检测器的灵敏度大大 提高。
气相色谱分析
Gas Chromatography
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气 1 色谱法概述
相 色
2 气相色谱仪
谱 3 气相色谱分析理论基础
分 析
4 分离条件的选择
5 检测器
6 定性定量方法
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1.色谱法概述
色谱法是一种分离技术。在分析化学 领域中是一种新型的分离分析方法。 气相色谱是色谱中普遍使用的一种。
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2.4 色谱柱和柱箱
填充柱：
内装固定相，通常为用金属(钢或不锈钢)或 玻 璃 制 成 的 内 径 2~6mm 、 长 0.5-10m 的 U 形 或 螺 旋形的管子。
毛细管柱：
将固定液均匀地涂敷在毛细管的内壁，内 径0.1~0.5mm、长50-300m的毛细管。
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色谱柱
器
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2.6 记录、数据处理系统
放大器、记录仪、数据处理仪
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3.气相色谱分析理论基础
气相色谱法是以气体为流动相，采 用冲洗法的柱色谱分离技术。
分离的主要依据：利用样品中各组 分在色谱柱吸附力或溶解度的不同。
色谱柱有两种：填充柱、毛细管柱
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6.样品用量小。
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10
缺点： 1.不能直接定性；不如IR、NMR、MS等
技术；
2.不适用于分离沸点高、热稳定性差的化 合物，应用范围受温度限制；
3.定量时需要被测物的标准样品作对照。
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2 .气相色谱仪
2.1 基本流程和主要部件
进样系统
检测器
载气系统
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1.1 色谱法的产生和发展
俄国植物学家Tsweet发明的方 法后来被称为“经典液相色谱 法”。 （1906年） 所使用的玻璃管称为色谱柱。 管内的碳酸钙填充物称为固定 相。 淋洗液称为流动相或淋洗剂。 混合物中的各组分被称为溶质。
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色谱法普遍用来分离无色物质，但色谱法 这个名称一直被沿用下来。
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3.1气-固色谱分离原理
固定相：多孔性及较大表面积的吸附剂。 反复的物理吸附-脱附过程。 各组分性质不同，吸附能力有差异。
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3.2 气-液色谱分离原理
固定相：在化学惰性的固体微粒(用来支 撑固定液的，称为担体)表面，涂上一层 高沸点有机化合物的液膜。（固定液）
各组分的分离是基于各组分在固定液中 溶解度的不同 。
填充柱
内径粗 2-6mm
分类
柱长 0.5-10m/常用不锈钢
内径细 0.1-0.5mm 柱长 50-300m/常用石英
毛细管柱
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2.5 检测系统
检测器、控温装置 将经色谱柱分离后的各组分按其特性及
含量转化为相应的电讯号。
根据检测原理不同，浓度型、质量型
浓度型：热导池、电子捕获检测器 质量型：氢火焰离子化、火焰光度检测
分配色谱：利用不同组分在两相中分配系数 差别分离；
离子交换色谱 ：利用不同离子在离子交换固 定相上的亲和力差别分离；
凝胶色谱：利用不同组分分子量差别而先后 被过滤进行分离；
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（3）按样品注入色谱柱的方式和流动相的用 法不同分类
冲洗法 (elution method)
色谱柱
框架图
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记录、数据 处理系统
1-载气钢瓶；2-减压阀；3-净化干燥管； 4-稳流 阀；5-转子流量计；6-压力表； 7-汽化器(液体 进样)； 8-色谱柱；9-热导检测器； 10-放大器； 11-温度控制器；12-记录仪
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源自文库13
2.2 载气系统
气源、气体净化、气体流速控制和测量
2.高选择性：能分离性质极为相似的组分，如同位 素、异构体；
3. 高 灵 敏 度 ： ~10-11g 物 质 ， 可 检 出 ppm~ppb 含 量 的 组分；
4.快速：几分~几十分钟可完成分析；
5.应用范围广：气体、液体、固体；-196oC~450oC范 围 内 有 2.7210-4~1.3610-2kg/cm2 蒸 汽 压 ， 热 稳 定 性良好的物质；
流动相连续流过，在某一瞬间从色谱柱入口加 入一定量的样品，由流动相将样品带入固定相中。
顶替法（置换法）
先把样品从色谱柱入口加入，再把顶替剂通入 柱中，依次把样品各组分顶替出色谱柱。
迎头法
把样品当作流动相连续通入色谱柱中。
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1.3 气相色谱法的特点
优点：
1.高效能：可分析沸点十分接近、组分复杂的混合 物
1.常用的载气有： 氢气、氮气、氦气；氩气 2. 净化干燥管: 活性炭、硅胶、分子筛等 3. 载气压力和流速控制、显示
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2.3 进样系统
包括进样器 和气化室 （液体进样）
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气体定量进样常采用六通阀
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1. 取样状态
16
2.进样状态
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1.2 色谱法分类
（1）按两相物理状态分类：
流动相
气体 液体
气相色谱气 气液 固色 色谱 谱 液相色谱液 液液 固色 色谱 谱
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（2）按分离过程物理化学原理分类
吸附色谱：利用固定相对不同组分的吸附性 能差别分离；
反复的溶解、挥发过程。
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气-液色谱分离原理 两相分配
载气 固定液
迁移