毛细管柱应用

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芳香烃溶剂：DB-200
2011年11月28日
第62页
二甲苯的命名

对位二甲苯
para-， p-xylene


邻位二甲苯
间位二甲苯
ortho-，o-xylene
meta-，m-xylene
2011年11月28日
第63页
醇类分析：DB-WAXetr
2011年11月28日
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混合二甲苯：DB-WAXetr

有低流失长寿命的特点。
2011年11月28日
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液相固定相-1


100％聚二甲基硅氧烷。 非极性。 具有优异的化学惰性。 高性能通用色谱柱。 最高使用温度325 ℃，程序升温一般在 340-360 ℃ 有键合交联的低流失柱。 普通成品型号：AT-1、BP-1，CP-SIL-1、 DB-1、DC-200、HP-1、Mtx-1、MDN-1、 OV-1、OV-101、Rtx-1、SE-30等。 键合成品型号：DB-1ms、HP-1ms、 Rtx-1ms等。
GDX-高分子多孔小球。
具有吸附和分配色谱两种特性。
适合分离低分子量有机物。 活性低，峰形好。


憎水，适合分析微量水。
最高使用温度270℃，程序升温290 ℃ 。 聚苯乙烯／二乙烯基苯：Plot Q或者Q Plot。 聚二乙烯基苯／乙二醇二甲基苯烯酸酯：U
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2011年11月28日
第四课
2011年11月28日
第65页
苯乙烯纯度：DB-WAXetr
2011年11月28日
第66页
醇类分析：DB-624
2011年11月28日
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丁二烯纯度：DB-624
2011年11月28日
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2011年11月28日
如何找到一根合适的毛细管柱？

主要考虑以下4个方面！ 固定相

内径
膜厚 长度
2011年11月28日
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选择毛细管柱-固定相

相似性原则：用非极性柱分析非极性物质。


易分离物质选用极性小的更佳。
分析氢键型物质用氢键型PEG柱更佳。
轻烃或永久气体用Plot柱更佳。
选择毛细管柱-长度
2011年11月28日
第44页
柱长和保留时间
2011年11月28日
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柱长和保留时间
2011年11月28日
第46页
柱长度的选择

柱长加倍只能带来1.414倍的提升，但成本却几乎加倍。
柱子越长，需要的柱前压就越高。
较长的色谱柱，固定相流失也较严重。 柱子越长，分析时间就越长。
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2011年11月28日
液相固定相-4

聚苯基氰丙基（6％）聚二甲基（94％）
硅氧烷。

中等极性。 最高使用温度280℃。

普通成品型号：AT-624、AT-1301、 DB-624、DB-1301、HP-1301、Rtx1301、Rtx-624等。
14％ ： 1701 。 50％ ： 225 88％：HP-88、SP-2560
毛细管技术与应用
于文军
yuen72@sina.com
2011年11月28日
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课程内容

毛细管柱的结构与制备技术


色谱基础理论在毛细管柱上的应用
毛细管柱的常见固定相及应用
毛细管柱的规格与选用
毛细管柱的使用与维护 毛细管柱应用赏析
2011年11月28日
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第一课
毛细管柱的结构与制备技术
有键合交联型号。
普通成品型号：AT-WAX、DBWAXetr、HP-INNOWax、RtxWAX、BP-20等。
2011年11月28日
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液相固定相-8

改性聚乙二醇（PEG）。


强极性色谱柱。
最高使用温度220-240℃。
改性物质：硝基对苯二酸、碱。
普通成品型号： 硝基对苯二酸：FFAP 碱（胺类）：CAM。
2011年11月28日
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液相固定相-2




聚二苯基（5％）聚二甲基（95％）硅氧 烷。 弱极性。 具有优异的化学惰性。 高性能通用色谱柱。 最高使用温度325 ℃，程序升温一般在 340-360 ℃ 有键合交联的低流失柱。 普通成品型号：AT-5、BP-5，CP-SIL-5、 DB-5、HP-5、Mtx-5、MDN-5、OV-5、 Rtx-5、SE-52、SE-54等。 键合成品型号：DB-5ms、HP-5ms、 Rtx-5ms等。

即使如此，增加柱长仍然是毛细管色谱增加分离度的一个 好办法！
把长柱子切割成短柱子？

2011年11月28日
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柱长度的选择

不知道多长合适，怎么办？30m


易分离组份，短一点。
多组分分离，长一点。
细柱子，短一点。
2011年11月28日
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第五课
毛细管柱的使用与维护
2011年11月28日

氧化铝有5种晶型，色谱上用的是γ型。
相对而言，氧化铝固定相为中等极性。
对烃类及其异构体具有良好的分离效果。 活性受含水量影响非常大，需要活化。


使用温度一般不超过200℃。
有多种改性方式，改变其特性。 KCl 改性：极性最弱。 S（Na2SO4）改性：极性居中。 不改性：极性最强，最易老化。
2011年11月28日
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毛细管柱的制备

光导纤维？


固定液涂渍
键合交联
2011年11月28日
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第二课
基础理论应用
2011年11月28日
第7页
塔板理论

毛细管柱的特点
2011年11月28日
第8页
速率理论

毛细管柱的特点
2011年11月28日
第9页
第三课
毛细管柱的固定相
2011年11月28日
2011年11月28日
第38页
不同膜厚的影响
2011年11月28日
第39页
膜厚与内径的联系-相比
2011年11月28日
第40页
不同尺寸毛细管柱相比情况表
2011年11月28日
第41页
相比是决定保留时间的关键
2011年11月28日
百度文库
第42页
相比是决定保留时间的关键
2011年11月28日
第43页
第16页
2011年11月28日
液相固定相-5

聚氰丙基甲基硅氧烷。


中等极性。
最高使用温度240℃，程序升温
260 ℃。

普通成品型号：AT-Silar、BPX70、DB-23、HP-23、Rtx-2330、 SP-2340等。
2011年11月28日
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液相固定相-6

聚三氟丙基甲基硅氧烷。
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2011年11月28日
固相固定相（Plot）-分子筛

人工合成的硅铝酸盐。MO· Al2O3· xSiO2· yH2O。


型号：4A、5A、13X三种。
吸水会失去活性，可再活化。
氨、甲酸、CO2会被永久吸附。
常用于永久气体分离。 最高使用温度300℃。 AT-MoleSieve、HP-PLOTMolesieve、RTMsieve13K等。


中等极性。
最高使用温度240℃，程序升温
260 ℃。

普通成品型号：AT-200、AT-210、 DB-200、DB-210、HP-210、Rtx200、Rtx-210等。
2011年11月28日
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液相固定相-7

聚乙二醇（PEG）。


强极性色谱柱。
最高使用温度250-260℃。
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商用毛细管柱的固定相

色谱固定相的分类：液相／固相。


毛细管柱的特点：开管柱。
液相：涂渍／键合交联。
固相：plot柱。
2011年11月28日
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液相固定相

液相固定相主要有聚硅氧烷类、聚乙二醇类等。
通过在聚甲基硅氧烷上引入不同的基团，得到了不同极性 和特点的各种色谱柱。
带ms的商业毛细管柱，意味着键合交联型毛细管柱，具
2011年11月28日
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液相固定相-3




聚二苯基（35％）聚二甲基（65％）硅 氧烷。 中等极性。 具有优异的化学惰性。 高性能通用色谱柱。 最高使用温度325 ℃，程序升温一般在 340-360 ℃ 有键合交联的低流失柱。 普通成品型号：AT-35、DB-35、HP-35、 Mtx-35、MDN-35、Rtx-35、SPB-3、 SPB-608、SupHerb等。 键合成品型号：DB-35ms、HP-35ms、 Rtx-35ms等。
2011年11月28日
第56页
不同改性的AL2O3柱特性对比
2011年11月28日
第57页
不同改性的AL2O3柱特性对比
2011年11月28日
第58页
成品汽油中的芳香化合物
2011年11月28日
第59页
柴油燃料：DB-5
2011年11月28日
第60页
多环芳烃：DB-17
2011年11月28日
2011年11月28日
第20页
回眸
2011年11月28日
第21页
固相固定相（Plot）

Plot色谱柱是分离室温下为气体的化合物的理想
色谱柱。

常用的固定相包括：分子筛、氧化铝、聚苯乙烯二乙烯基苯、聚二乙烯基苯-乙烯、硅胶、活性炭、 其他高选择性吸附剂。
2011年11月28日
第22页
固相固定相（Plot）-Al2O3
高苯基固定相对芳香族物质保留能力更强。 作用力-极性-选择性。 色散力-取向力-偶极力-氢键。
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2011年11月28日
沸点规律

在非极性色谱柱上按照沸点从小到大出峰。
沸点规律不普遍应用于色散力互相作用。
结构简单、同系物准确，混合官能团化合物可能有偏差。 沸点相差超过30℃，则很容易分离。

内径有什么影响？ 柱效率

保留时间（分析时间）
柱前压 载气流速 柱容量
2011年11月28日
第34页
内径与柱效率

毛细管柱理论塔板高度与内径成正比。
2011年11月28日
第35页
不同内径的影响
2011年11月28日
第36页
选择毛细管柱-膜厚
2011年11月28日
第37页
不同膜厚的影响

10℃以内，分离难，且沸点规律易出偏差。
2011年11月28日
第31页
多组分不同极性柱下的分离情况
2011年11月28日
第32页
选择固定相的思路

完全没有经验和思路：选择非极性或弱极性柱


非极性柱的使用温度更高，寿命更长。
要考虑检测器和固定相之间的匹配。
2011年11月28日
第33页
选择毛细管柱-内径
商用毛细管柱的规格和选择
2011年11月28日
第27页
商用毛细管柱的规格

长度（m）
10-150。
内径（mm）


0.10、0.20、0.25、0.32、0.53、0.75
膜厚（um） 0.1、0.2、0.25、0.4、0.5、1.0、1.5、2.0、3.0、4.0、 5.0、7.0
第28页

2011年11月28日
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固相固定相（Plot）-硅胶

氢键型强极性吸附剂。


分粗孔、细孔、多孔三种类型。色谱多用粗孔。
分离能力取决于孔径和含水量。
最高使用温度260℃，程序升温300 ℃ 。
GasPro
2011年11月28日
第25页
固相固定相（Plot）-高分子微球

2011年11月28日
第3页
毛细管柱的应用历史

毛细管柱 - Capillary Column


又称为开管柱或空心柱
1957年，PE专家Golay提出
1958年，获得专利
70年代，获得应用 80年代，迅速推广 目前，已经广为应用 国家标准的滞后性
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2011年11月28日
毛细管柱的结构
第49页
毛细管柱的切割
2011年11月28日
第50页
毛细管柱的安装
2011年11月28日
第51页
2011年11月28日
第52页
毛细管柱的维护
2011年11月28日
第53页
切掉一部分
2011年11月28日
第54页
第六课
商用毛细管柱谱图欣赏
2011年11月28日
第55页
不同改性的AL2O3柱特性对比