第9节 毛细管气相色谱
气相色谱法毛细管气相色谱法
交联毛细管柱的优点
1.液膜稳定，易于制备大口径、厚液膜柱。 2.阻止固定液热重排，柱效稳定。 3.使用温度高，流失小。 4.不怕溶剂冲洗，适合无分流进样、柱上 进样等方式。污染后容易清洗。 5.物理和化学稳定性好，能承受一定的机 械振动。
大孔径交联开管柱
• 内径大于0.53mm • 柱容量大，载气流速达5～10ml/min， 可不分流进样或柱头进样。 • 适合于各种检测器及GC/物
1. 烃类化合物（C8～C12烷烃）,主要适合于非极 性柱子，如OV-101, SE-30, SE-54 2. 醇类化合物（C6～C10的醇类），适合于极性柱， 如PEG-20M 3.Grob试验混合物：壬酮-5、辛醇-1、萘、2,6二甲基苯胺（DMA)、 2,6-二甲基苯酚（DMP） 和四种烷烃。对于非极性柱，烷烃为C9～C12 ， 对于极性柱，选择C13～C16烷烃。
要用这种方法制备。
• 缺点：制柱时间长，充满涂渍液的柱内
不能有气泡，否则在抽柱过程溶液会冲
走。
动态法
动态法涂渍液的浓度是10～60％， 涂柱时在涂柱装置上将涂渍液压入柱子， 液塞长度一般是柱长的20％。然后将毛 细管柱抽出液面，调节N2压力使液塞以 一定速度均匀向前移动，待液塞全部离 开柱后继续通入N2吹干溶剂，留下一层 固定液膜在柱内壁上。
化学腐蚀法
• Onuska用HF气体腐蚀玻璃毛细管，生 成须状SiO2表面
载体涂层处理
• 1. 用有机胶或明胶作粘结剂，把载体、 高纯石英粉、TiO2等涂到玻璃管上，再 拉制成毛细管。（先涂后拉） • 2. 毛细管柱充满有机胶 蒸馏水洗 载 体悬浮液充满柱子 蒸馏水洗 400 度1～2h. (先拉后涂） • 用Ba(OH)2溶液充满毛细管柱，以CO2逐 出溶液，在内壁沉积一层BaCO3。
毛细管气相色谱
毛细管气相色谱一、毛细管柱与填充柱的区别◆与填充柱相比，毛细管柱的特点为：1.分离效能高2.分析速度快3.样品用量少可在几十分钟内分离出包含几百种化合物的汽油馏分，然而样品用量仅有数微克在快速分析方面，可在几秒钟内分离含十几个组份的样品。
◆其独特的特点在于：◇渗透性大，分析速度快◇传质阻力小，可用长柱，并得高的总柱效。
◇色谱动力学认为：填充柱可看作是一束长毛细管的组合，其内径约等于粒子粒度，因其弯曲，多径扩散严重，故理论板数少。
毛细管柱完全没有这些缺陷，故理论板数可高大106数量级。
◆用毛细管柱，有利于：⊙提高色谱分离能力，⊙加快色谱分析速度，⊙促进色谱的应用都是十分必要的：二、毛细管色谱法的相关理论◆在毛细管柱，柱内只有一个流路，故多径项2λdp为0，弯曲因子γ=1，且用其液膜厚代替了填充柱中载体的颗粒直径dp。
2．毛细管柱的最小理论板高◆毛细管柱的H—U图也是一个双曲线，在U值是最佳值时，H值最小。
◆式中Cg、C1的大小取决于分配系数及柱的几何性（以相比β为代表），但一般毛细管柱液膜薄，β值较大，液相传质阻力C1项不起控制作用。
◆当被测物质的k﹥10时，如果每米理论板数大于1000/d时，则所用柱子的性能较好◆表中为K值很大时最好柱效(每米板数)值，其值由H/L = 1000 / d◆一般认为直径在0.1—0.7mm较好小于0.1mm，入口压力增加，柱负荷减少大于0.7mm，虽柱负荷增大，但柱效下降◆目前流行0.53mm的大口径管，不必分流。
3．载气线速◆从速率方程可知，最小板高时的最佳线速为：◆如果Cl很小，则有：可见，细管径，轻载气更适合于快速分析。
4．样品容量一根色谱柱的最大允许进样量，约为一块理论板的有效体积。
◆可见最大允许进样量与柱半径、柱长、分配比成正比，与塔板数成反比比较填充柱和毛细管柱的柱容量一根长20米，内径为0.25毫米的毛细管柱，一般可涂上6 mg的固定液，柱内体积而一根长两米，内径3毫米的不锈钢填充柱，柱内体积按12：100的液载比，可涂上800mg固定液。
毛细管气相色谱
毛细管的表面钝化
硅烷化处理 用PEG-20M钝化 用表面活性剂钝化 用固定液自身钝化
固定液的涂渍
动态涂渍：在线涂渍，此法对粘度低的 非极性固定液（如角鲨烷）比较方便、 快速。但制柱的重复性不够理想，涂出 的柱效率的 静态涂渍：用固定液的低浓度溶液充满 整个毛细管柱，封住一端，另一端减压 除去溶剂即可。
二维气相色谱柱连接图
1.柱1 2.柱2 3.调制管 4.接头 5.有槽加热器 6.起始样品带 7.聚焦样品带 8.进入柱2的样品带 9.色谱带
柴油的二维色谱图
气相色谱中的衍生化反应
增加试样中被测组分的挥发性以适应GC的要求 以选择性的衍生化反应来改进混合组分的分离特性 改善化合物的色谱性能，改变其与固定液的相互作用 力 用于鉴定未知组分，根据保留值的变化规律进行鉴定 使一给定的化合物在特定检测器上具有可测性以达到 痕量检测的目的 在色谱及其它连用技术中利用柱内外衍生化反应获得 更多的结构信息
用特制的微量进样器将样品直接注入到 柱的顶端，进样器不加热而用气体冷 却，样品进入柱头后，开始程序升温对 样品进行分离
1.锥形孔 2.0.3mm通道 3.钢杯 4.载气入口 5.石墨垫 6.毛细管柱 7.冷却空气出口 8.冷却空气入口 9.停止阀
柱头进样示意图
柱头进样法的特点
对宽沸程样品有好的重现性且定量准确 可以分析对热不稳定的化合物 能够定量分析不易挥发的样品 节约样品 由于冷进样，进样器不加热，减少了分解造成 的噪音 进样器结构复杂 进样内径小于0.2mm的柱使用较困难 溶剂可洗脱涂在柱子上的固定液
进样方式：分流进样
分流进样的目的 分流进样的线性 分流进样的特点
样品进样失真的影响因素
分流器设计不合理 分流比的大小：决定于毛细管柱所允许的有效样品体 积和样品量，分流比常在1：100～200下进行。小于1： 100时样品会失真。 分流器的温度：应接近于样品中沸点最高组分的沸点 温度。 样品与载气充分混合：可在气化室内松散的填充玻璃 珠，为防止样品吸附，玻璃珠最好硅烷化。 进样体积：进样体积小时，易造成样品失真 宽沸程样品不宜采用分流进样。
毛细管气相色谱法
FHZHJSZXFA001 水质 苯酚 间甲酚 2,4-二甲酚2,4-二氯酚 2,4,6-三氯酚的测定 毛细管气相色谱法F-HZ-HJ-SZ-XFA -0001水质—苯酚、间甲酚、2,4-二甲酚等5种酚类化合物的测定—毛细管气相色谱法1 范围本方法可用于测定工业废水，并满足《地面水环境标准》中III 类以上地区对酚类物质的测定要求。
酚类物质包括苯酚、间甲酚、2,4-二甲酚、2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚。
最低检出限为苯酚1.39µg/L ，间甲酚1.56µg/L ，2,4-二甲酚1.70µg/L ，2,4-二氯酚2.34µg/L ，2,4,6-三氯酚1.03µg/L 。
定量范围为2µg/L —20mg/L 。
样品中如存有邻甲酚、对甲酚、2,5-二甲酚，会对这五种酚类化合物的测定有干扰。
2 原理水样经过滤、净化，将其中的酚类化合物用二氯甲烷萃取（浓度低时需浓缩）至有机相，然后用气相色谱仪（毛细管柱、氢火焰检测器）进行分离测定。
3 试剂3.1 氯化钠，分析纯。
3.2 无水硫酸钠，分析纯。
3.3 碳酸钾，分析纯。
3.4 硫酸，1+2。
3.5 石油醚，分析纯。
3.6 二氯甲烷，分析纯。
3.7 酚类混标(甲醇标液)：含苯酚127.8mg/L 、间甲酚116.4mg/L 、2,4-二甲酚119.3mg/L 、2,4-二氯酚217.3mg/L 、2,4,6-三氯酚259.5mg/L 。
3.8 酚类单标(甲醇标液) 。
4 仪器设备4.1 气相色谱仪（配FID 和数据处理仪）。
4.2 色谱柱： OV1701石英毛细管柱25m ×0.25mm （i.d ）。
4.3 K-D 浓缩器5 试样制备5.1 无水硫酸钠的制备将无水硫酸钠置于400℃的马福炉中灼烧4h ，冷却后装入试剂瓶中加盖备用。
5.2 地面水及低浓度水样取水样500mL 至1L 分液漏斗中, 用1+2硫酸调pH 值至2-3，加入30g 氯化钠，摇动使其溶解。
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)
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
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 Y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
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)
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
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。
毛细管气相色谱分析法
在环保领域的应用
空气质量监测
毛细管气相色谱分析法可用于检测空气中的有害气体和挥发性有机物，帮助评 估空气质量状况。
废水处理
毛细管气相色谱分析法可用于检测废水中的有害物质，如有机溶剂、农药等， 为废水处理提供技术支持。
在食品药品安全领域的应用
食品添加剂检测
毛细管气相色谱分析法可用于检测食品中的添加剂，确保食品添加剂符合安全标 准。
氢火焰离子化检测器通过燃烧反应将 物质转化为带电粒子，并用电场将其 分离和检测，适用于烃类物质的检测。
定性与定量分析方法
定性分析
通过比较已知物质的色谱特征（如保 留时间）来确定未知物质。
定量分析
通过测量已知浓度标准物质的色谱峰 面积或峰高，利用外标法或内标法计 算未知物的浓度。
03 毛细管气相色谱分析法的应用
毛细管气相色谱分析法
目录
CONTENTS
• 毛细管气相色谱分析法简介 • 毛细管气相色谱分析法的基本理论 • 毛细管气相色谱分析法的应用 • 毛细管气相色谱分析法的实验技术 • 毛细管气相色谱分析法的优缺点及未来发展
01 毛细管气相色谱分析法简介
CHAPTER
定义与原理
定义
毛细管气相色谱分析法是一种分离和分析复杂样品中各组分的方法，利用不同组分在固定相和流动相之间的分配 平衡进行分离，并通过检测器进行检测。
萃取
对于不易溶解的样品，需 要进行萃取操作，以提高 样品的提取效率。
净化
去除样品中的杂质，以提 高色谱分析的准确性和可 靠性。
进样技术
直接进样
将溶解或萃取后的样品直 接注入进样口。
分流进样
通过分流装置将样品分成 两路，大部分样品被排入 废液，小部分样品被引入 进样口。
毛细管气相色谱法
柱长度，m
填充柱
1~5
WCOT
10~100
SCOT
10~50
渗透性×10-7，cm 柱内径，mm 液膜厚度，m 相比
每个峰的容量，ng
1~10 2~4 10 4~200
10~106
50~800 0.1~0.8 0.1~1 100~1500
&l 0.8~2 50~300
GC进样系统
载 气
分流气
分流进样作用：毛细管柱的载气体积流量比填充
柱低得多，将样品从气化室冲洗到色谱柱需要较 长的时间，导致进样器内色谱区带严重扩张。此 外，柱容量小，采用常规的进样方式，无法控制 这样小的进样量。 尾吹气路作用：由于毛细管柱的载气体积流量很 小，进入检测器后发生突然减速，引起色谱峰扩
a.壁涂毛细管柱：简称WCOT柱。目前多数为该种类型。
b.多孔层毛细管柱( Porous-Layer Open Tubular Column)简称PLOT柱，这一类使用最多的是“载体涂层 毛细管柱”( Support Coated Open Tubular Column) 简称SCOT柱。
Porous Layer Open Tubular Wall Coated Open Tubular
3 ( Pi P0 ) 1 j 3 2 ( Pi P0 ) 1
2
L：柱长 η：柱温下载气的粘度； U： 平均载气线流速；ΔP：柱出口和进口压力降 j：压力校正因子 填充柱：B0＝dp2/1012 毛细管柱： B0＝r2/8
色谱柱类型 填充柱
柱内径/mm 2.2 0.25 0.27 0.50
（四）毛细管色谱柱的特点
① 渗透性好 ：一般毛细管的比渗透率约为填充柱的 100倍, 在同样的柱前压下, 可使用更长的毛细管柱(如 100米以上 ), 而载气的线速可保持不变。这就是毛细 管柱高柱效的主要原因。 ② 相比（）大：相比大，传质快，有利于提高柱 效；k’值小实现有利于快速分析。毛细管柱的液膜 厚度小, 柱效高，加上柱渗透性大，可采用较高线流
毛细管气相色谱
2.多孔层开管柱(PLOT) 固定液直接涂在毛细管内壁上 在管壁上涂一层多孔性吸附剂 固体微粒，不再涂固定液 柱内先涂一层很细的多 孔颗粒，再涂固定液 化学键合的方法将固定 相结合到柱表面 由交联引发剂将固定相 交联到毛细管管壁上 重现性差，柱寿命短 适用于永久性气体， 低沸点有机物 柱容量高
1957年由戈雷（Golay M J E）首先提 出
毛细管柱气相色谱法是用毛细管柱作为 气相色谱柱的一种高效、快速、高灵敏 度的分离分析方法 。 内容：
一
二 三
毛细管色谱柱
毛细管色谱柱的特点 毛细管柱的色谱系统
一、毛细管色谱柱
1
构成
在柱管内壁涂质一层极薄而均匀的固定液膜，柱 中心是空的，故称开管柱，习惯称毛细管柱。
三、 毛细管柱的色谱系统
未能很好的适用于痕量组分的定量分析
以及定量要求高的分析
不分流进样
分流/不分流进样 冷柱头进样
毛细管色谱为什么要采用分流进样和
安装尾吹装置？
首先毛细管柱样品容量小，采用填充柱常规 进样方式，引入的样品量将超过色谱柱负荷； 其次，小口径毛细管柱内径细，液层薄样品容 量小，要使注入极少样品时保持很好的重现性 实际上不大可能，因此采用分流进样。
提高色谱分离能力的途径
塔板理论
速率理论
增加柱长，减小柱径
n
VM VS
消除组分在柱中的涡流扩散和减小传质阻力 H
二、毛细管色谱柱的特点
2
毛细管柱色谱法的特点
柱效高，长度为100m的毛细管柱，总的理论塔板数 可达104~106。 分析速度快
色谱峰窄，峰形对称
较多采用程序升温的方式
柱容量小，允许进样量少
毛细管气相色谱柱知识简介
通常来说，一根毛细管色谱柱由两部分组成—管身和固定相。
管身一般使用熔融二氧化硅或不锈钢作为基本材质；而固定相种类就有许多了。
大部分的固定相是液体或胶状的高分子量，具有高热稳定性的聚合物，最常用的是聚硅氧烷（有时误称为硅氧烷）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)。
管身：熔融二氧化硅即高纯度合成石英（以下通称熔融石英)，通常在其表面涂上一层聚酰亚胺做为保护层。
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36 0℃，高温聚酰亚胺涂层管的温度上限为400℃。
熔融石英管的内表面会用一些化学方法进行处理，尽量的减小样品和管壁之间可能存在的相互作用。
所用的试剂和处理方法一般是依据将要涂在内壁上的固定相种类来确定的。
硅烷硅烷化处理则是最为常用的处理方式，即使用硅烷类的试剂和管壁内表面上的硅基醇基团进行反应，使其变为甲基硅烷基或苯甲基甲基硅烷基。
当实验要求更高的使用温度时，我们可以来用不锈钢毛细柱来代替熔融石英毛细柱。
不锈钢毛细柱在使用温度(耐高温）及日常维护（不易折断等)的性能和指标上都优于熔融石英毛细柱。
但是不锈钢材质的惰性没有熔融石英好，它可以和许多的化合物相互作用，产生反应。
所以通常可以用化学方法对其进行处理，或者是在它的内壁再涂上薄薄的一层熔融石英，以增加不锈钢管的隋性：经过适当处理后，不锈钢毛细柱的惰性与熔融石英毛细柱的不相上下。
固定相：聚硅氧烷、聚乙二醇聚硅氧烷在其用途的多用性、性质的稳定性上都有优良的表现也是目前最为常用的固定相。
标准的聚硅氧烷是由许多单个的硅氧烷重复联接构成：每个硅原子与两个功能基团相连，功能基团的类型和数量决定了固定相总体类型和性质常见的四种功能基团为甲基、氰丙基、三氟丙基和苯基。
毛细管气相色谱
数据处理与分析
对色谱数据进行处理、分析和解释， 得出实验结果。
04 毛细管气相色谱在分析化学中的应用
CHAPTER
环境样品分析
空气污染物的检测
毛细管气相色谱可以用于检测空气中的有害气体和挥发性有机化合物，如苯、 甲苯、二甲苯等，有助于评估空气质量。
水质检测
毛细管气相色谱可以用于检测水中的有机污染物，如农药残留、工业废水中的 有害物质等，以确保水质安全。
特点
高分离效能、高灵敏度、低检测限、 宽的线性范围以及适用于多种不同类 型化合物的分析。
毛细管气相色谱的发展历程
起源
01
20世纪50年代，研究者开始探索毛细管气相色谱技术，最初使
用玻璃毛细管柱。
发展
02
随着材料科学和制备技术的进步，石英毛细管柱逐渐取代玻璃
毛细管柱，提高了分离效率和稳定性。
当前
03
营养成分分析
毛细管气相色谱可以用于分析食品中的脂肪、碳水化合物、蛋白质等营养成分，有助于了解食品的营养价值。
药物与毒品分析
药物成分分析
毛细管气相色谱可以用于药物的定性、 定量分析，确保药物的质量和有效性。
VS
毒品检测
毛细管气相色谱可以用于检测毒品成分， 如鸦片、可卡因等，对于打击毒品犯罪具 有重要意义。
毛细管气相色谱技术已经广泛应用于环境监测、药物分析、食
品检测等领域。
毛细管气相色谱的应用领域
环境监测
用于检测空气、水源和土壤中的有机污染物、 农药残留等。
药物分析
用于研究药物成分的分离、纯化和鉴定，以 及药物代谢产物的分析。
食品检测
用于检测食品中的添加剂、农药残留、营养 成分等。
其他领域
毛细管气相色谱.ppt
气液色谱速率板高方程
H
2d p
2Dg
u
[ 0.01k 2 (1 k)2
•
d
2 p
Dr
2k
d
2 f
]u
3(1 k)2 Dl
这一方程对选择色谱分离条件具有实 际指导意义，它指出了色谱柱填充的均匀 程度，填料颗粒的大小，流动相的种类及 流速，固定相的液膜厚度等对柱效的影响。
毛细管气相色谱（CGC）
一、CGC的特点 1、分离效能高(总柱效可达106） 2、分析速度快，峰容量大 ห้องสมุดไป่ตู้、操作条件严（进样、检测、死体积） 4、应用范围广
异构体分析、多组分分析（石油产品、环 保、饮料、中药及天然产物等）、生物样品
二、毛细管色谱柱
1、分类： （1）填充型：
填充毛细管柱、 微型填充柱 （2）开管型： 涂壁空心柱（WCOT） 涂载体空心柱（SCOT）
有关参数条件的影响
（1）载气线速u对板高H的影响
（2）容量因子 k'对柱效影响
（3）液膜厚度对H影响 （4）扩散系数DL对H影响 （5）毛细管柱径对柱效的影响
H
2d p
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(1 k)2
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d
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Dr
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3(1 k)2 Dl
二、毛细管色谱柱
2、材质： （1）不锈钢毛细管（极性分子易产生拖尾） （2）玻璃毛细管（易碎） （3）石英管柱（涂极性固定液困难，不耐温，价格贵） 3、毛细管柱的表面处理： （1）涂壁空心柱（WCOT） （2）涂载体开管柱（SCOT） （3）毛细管柱脱活
气相色谱法中毛细管制备与操作优化方法
气相色谱法中毛细管制备与操作优化方法气相色谱法（GC）是一种常用的分离和定量分析技术，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
其中，毛细管气相色谱（Capillary GC）是最常用和最有效的技术之一。
本文将介绍毛细管气相色谱法中的制备和操作优化方法。
首先，制备毛细管是毛细管气相色谱法中的关键步骤。
毛细管通常由玻璃或石英制成，直径通常在0.15-0.53 mm范围内。
制备毛细管的主要步骤有：修整、剪切和清洗。
修整是指去除毛细管两端的不均匀部分，以获得符合要求的长度。
剪切是指将修整后的毛细管剪成适当的长度，以适应仪器的要求。
清洗是指使用溶剂将毛细管内部和外部的污染物去除，以确保分析的准确性。
在操作优化方面，选择合适的柱和载气是至关重要的。
柱是GC中负责分离组分的关键部件。
常见的柱种类有非极性柱、极性柱和无定型柱。
选择合适的柱种类和长度要根据待测物的性质和分离要求来确定。
载气的选择取决于柱和待测物的性质。
常用的载气有氮气、氢气和氦气。
氢气是最常用的载气，因为它具有较高的扩散速率和较低的惯性。
另外，优化进样量和进样方式也是操作中需要考虑的问题。
进样量的大小直接影响分离效果和峰的形状。
通常情况下，进样量应尽可能小，以避免峰的展宽和分离效果的下降。
进样方式有定量进样和定性进样两种。
定量进样是指根据样品的浓度确定进样量；而定性进样是指根据样品的特征峰确定进样量。
此外，操作温度的选择也是优化的关键点之一。
操作温度的选择要根据待测物的性质、柱的性质和分离要求来确定。
一般来说，分析物的挥发性越小，操作温度越低；反之，挥发性越大，操作温度越高。
同时，操作温度还会影响柱的寿命，要根据需求进行合理调节。
最后，关于GC方法的优化，还需要重视仪器的维护和保养。
定期清洗和更换柱属于常规维护工作，可以提高仪器的分离效果和稳定性。
此外，校正仪器的流量、温度和压力等参数也是保证GC方法准确性的重要措施。
综上所述，毛细管气相色谱法的制备和操作优化是保证分析准确性和可重复性的关键环节。
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4. 毛细管色谱的制备方法
毛细管柱按其制备方法可分为以下几种： 毛细管柱按其制备方法可分为以下几种： 涂壁开管柱（wall coated open tubular，WCOT柱）： 涂壁开管柱（ ， 柱 将固定液直接涂敷在管内壁上。柱制作相对简单，但柱制 备的重现性差、寿命短。
多孔层开管柱（rous 多孔层开管柱（
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3. 毛细管色谱具有以下优点
（1）分离效率高：比填充柱高10～100倍； ）分离效率高：比填充柱高 ～ 倍 （2）分析速度快：用毛细管色谱分析比用填充柱色谱速度 ）分析速度快： （3）色谱峰窄、峰形对称。较多采用程序升温方式； ）色谱峰窄、峰形对称。较多采用程序升温方式； （4）灵敏度高，一般采用氢焰检测器。 ）灵敏度高，一般采用氢焰检测器。 （5）涡流扩散为零。 ）涡流扩散为零。
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请选择内容
第一节 气相色谱仪
gas chromatographic instruments
第二节
气相色谱固定相及其选择
stationary phases in gas chromatograph
第三节 气相色谱检测器
detector of gas chromatograph
第四节
分离与操作条件选择
毛细管柱内径很细，因而带来三个问题： 毛细管柱内径很细，因而带来三个问题： 三个问题 （1）允许通过的载气流量很小。 ）允许通过的载气流量很小。 （2）柱容量很小，允许的进样量小。需采用分流技术， ）柱容量很小，允许的进样量小。需采用分流技术， （3）分流后，柱后流出的试样组分量少、流速慢。解决方 ）分流后，柱后流出的试样组分量少、流速慢。 灵敏度高的氢焰检测器，采用尾吹技术。 法：灵敏度高的氢焰检测器，采用尾吹技术。 分流比： 分流比：放空的试样量 与进入毛细管柱的试样 量之比。一般在 ： 量之比。一般在50：1 之间调节。 到500：1之间调节。 ： 之间调节
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2. 毛细管色谱柱的结构特点
（1） 不装填料阻力小，长度可达百米的毛细管柱，管径 ） 不装填料阻力小，长度可达百米的毛细管柱， 0.2mm。 。 （2）气流单途径通过柱子，消除了组分在柱中的涡流扩散。 ）气流单途径通过柱子，消除了组分在柱中的涡流扩散。 涂层很薄， （3）固定液直接涂在管壁上，总柱内壁面积较大 涂层很薄， ）固定液直接涂在管壁上，总柱内壁面积较大,涂层很薄 则气相和液相传质阻力大大降低。 则气相和液相传质阻力大大降低。 块理论塔板， （4）毛细管色谱柱柱效高达每米 ）毛细管色谱柱柱效高达每米3000～4000块理论塔板，一 ～ 块理论塔板 支长度100米的毛细管柱，总的理论塔板数可达104～106。 米的毛细管柱，总的理论塔板数可达 支长度 米的毛细管柱
第九节 毛细管气相色谱
capillary gas chromatograph
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一、毛细管色谱的特点
feature of capillary gas chromatograph 1. 提高色谱分离能力的途径
(1)塔板理论：增加柱长，减小柱径，即增加柱子塔板数； 塔板理论：增加柱长，减小柱径，即增加柱子塔板数； 塔板理论 (2)速率理论：减小组分在柱中的涡流扩散和传质阻力，可 速率理论：减小组分在柱中的涡流扩散和传质阻力， 速率理论 降低塔板高度。 降低塔板高度。
choice of chromatographic operating condition
第五节 气相色谱分析法的应用
application technology of gas chromatograph
第六节
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毛细管色谱法
结束
capillary gas chromatograph
第二章 气相色谱分析
gas chromatographic analysis, GC
一、毛细管色谱的特点
feature of capillary gas chromatograph
二、结构 和流程
structure and process
三、分流比调节
adjustment of rate partition radio
layer open tubular，PLOT ， ）：在管壁上涂敷一层多孔性吸附剂固体微粒。构成毛 柱）： 细管气固色谱。 coated open tubular， ， SCOT柱）： 柱）：将非常细的担体微粒粘接在管壁上，再涂固 定液。柱效较WCOT柱高。 上或交联在一起。使柱效和柱寿命进一步提高。 。
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载体涂渍开管柱（support 载体涂渍开管柱（
化学键合或交联柱：将固定液通过化学反应键合在管壁 化学键合或交联柱：
二、 结构流程
structure and process
具有分流和尾吹装置
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三、分流比调节
adjustment of rate partition radio