气相色谱知识
气相色谱(GC)基础知识——基本原理PPT课件分析 共99页
B H A Cu
u 流动相 线速度
1) 涡流扩散项A
A2dp
固定相颗粒越小，填充的越均匀 A越小，H越小，柱效越高，色谱峰越窄。
2) 分子扩散项B/u(纵向扩散项)
流动相
B2Dg
产生原因：浓度梯度
影响因素：流动相流速；
气体扩散系数 (Dg
1) M载气
柱内谱带构型 相应的响应信号
最小板高:
H最小＝A+2(BC)1/2 ＝0.08+2(0.65×0.003)1/2＝0.17cm
四 分离度
定义： R tr2tr1 2(tr2tr1)
12(W1W2) (W1W2) tr2, tr1: 组分2和组分1的保留时间 W2, W1: 组分2和组分1的峰底宽度
R=1.5 完全分离
(50％三氟丙基)甲 基聚硅氧烷
聚乙二醇
非极性 脂肪烃化合物， 石化产品
中等极性 极性化合物，如 高级脂肪酸
中强极性 极性化合物，如 醇、羧酸酯等
2 气固色谱固定相
分离对象
永久性气体 惰性气体 低沸点有机化合物
固体吸附剂
硅胶－强极性 氧化铝－弱极性 活性炭－非极性 分子筛－强极性 高分子多孔微球(GDX)
红色
{ 硅藻土 白色
{ { 担体(载体)
组成
固定液
非硅藻土
对载体的要求
a. 具有多孔性，即比表面积大。
b. 化学惰性，表面没有活性，有较好的 浸润性。
c. 热稳定性好。
d. 有一定的机械强度，使固定相在制备 和填充过程中不易粉碎。
担体的表面处理
a. 酸洗－浓盐酸浸泡，除去碱性作用基团 b. 碱洗－氢氧化钾甲醇溶液浸泡，除去酸
气相色谱法知识汇总
气相色谱法知识汇总1.气相色谱法(GC)：是以气体为流动相的色谱分析法。
2.气相色谱要求样品：气化，不适用于大部分沸点高和热不稳定的化合物，对于腐蚀性能和反应性能较强的物质更难于分析。
大约有15%～20%的有机物能用气相色谱法进行分析。
3.气相色谱仪的组成：气路系统、进样系统、分离系统、检测系统、温控系统、记录系统。
4.气路系统：包括气源、净化器和载气流速控制；常用的载气有：氢气、氮气、氦气。
5.进样系统：包括：进样装置和气化室，气体进样器(六通阀)：试样首先充满定量管，切入后，载气携带定量管中的试样气体进入分离柱；液体进样器：不同规格的微量注射器，填充柱色谱常用10μL；毛细管色谱常用1μL；新型仪器带有全自动液体进样器，清洗、润冲、取样、进样、换样等过程自动完成，一次可放置数十个试样。
6.进样方式：分流进样：样品在汽化室内气化，蒸气大部分经分流管道放空，只有极小一部分被载气导入色谱柱；不分流进样：样品直接注入色谱的汽化室，经过挥发后全部引入色谱柱。
7.分离系统：色谱柱：填充柱(2～6mm直径，1～5m长)，毛细管柱(0.1～0.5mm直径,几十米长)。
8.温控系统的作用：温度是色谱分离条件的重要选择参数；气化室、色谱柱恒温箱、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温度；气化室：保证液体试样瞬间气化；检测器：保证被分离后的组分通过时不在此冷凝；色谱柱恒温箱：准确控制分离需要的温度。
9.检测系统：作用：将色谱分离后的各组分的量转变成可测量的电信号；指标：灵敏度、线性范围、响应速度、结构、通用性，通用型——对所有物质均有响应；专属型——对特定物质有高灵敏响应；检测器类型：浓度型检测器：热导检测器、电子捕获检测器；质量型检测器：氢火焰离子化检测器、火焰光度检测器。
10.热导检测器的主要特点：结构简单，稳定性好；对无机物和有机物都有响应，不破坏样品；灵敏度不高。
11.氢火焰离子化检测器的特点：优点：(1)典型的质量型检测器；(2)通用型检测器(测含C有机物)；(3)氢焰检测器具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速、死体积小、线性范围宽等特点；(4)比热导检测器的灵敏度高出近3个数量级，检测下限可达10-12g·g-1；缺点：(1)对载气要求高；(2)检测时要破坏样品，无法回收样品；(3)不能检测永久性气体、水及四氯化碳等。
气相色谱仪基础知识
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6.数据分析• 数据不良时的Fra bibliotek查措施22
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6.数据分析
• 计算方法
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6.数据分析
• 定性参数
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6.数据分析
• 定量方法（一）
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6.数据分析
• 面积归一法
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6.数据分析
• 校准面积归一法
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6.数据分析
• 定量方法（二）
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6.数据分析
• 外标法
气相色谱仪基础知识
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气相色谱仪基础知识
1 色谱原理和基本构成 2 载气部分 3 进样口部分 4 色谱柱 5 检测器 6 数据分析
2
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1.色谱原理和基本构成
• 色谱起源
3
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1.色谱原理和基本构成
• 色谱定义
4
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1.色谱原理和基本构成
• 气相色谱构成示意图
5
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1.色谱原理和基本构成
• 气相色谱基本流路图
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3.进样口部分
• 不分流进样2
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4.色谱柱
• 色谱柱类型
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4.色谱柱
• 载气控制方式
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5.检测器
• 常用检测器
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5.检测器
• FID检测器
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5.检测器
• FID检测器进样过程
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5.检测器
• FID检测器使用事项
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6.数据分析
• 数据可靠性判断
气相色谱基本知识
SSI 分流模式流路图
SSI 不分流模式流路图
ＳＳＩ分流流量计算
隔垫吹扫填充进样口
对于毛细管柱:
1.增加了隔垫吹扫的功能
隔垫吹扫的作用:由于要让进去的液体或固体样品在汽化室汽化, 这里必然 有高温,高温会使隔垫上的一些易挥发的物质出来,同时 由于进样针的插入,有可能会使垫圈上的物质脱落,若没有隔垫吹 扫,则会使色谱图上出现鬼峰,采用隔垫吹扫,这些物质可以从隔垫 吹扫气路吹走.
原理)
二、气相色谱的定义与分类
定义：
气相色谱法是以惰性气体(N2、Ｈe、Ar、H2等)为流动相 的柱色谱分离技术,其应用于化学分析领域,并与适当的检 测手段相结合,就构成了气相色谱分析法。
分类：根据固定相的状态不同，可将其分为气固色谱和气
液色谱。
３.气相色谱流程
气相色谱法用于分离分析样品的基本过程如下图：
3.进样的速度
1)对于有的样品,进样速度要快 2)留针:对于粘滞的样品,先刺入隔垫,进针2/3,推针不马上进
行,待升温使其溶解后再推针.
4. 泄漏：
进样垫和柱泄漏会改变保留时间和峰面积。样品可能从泄 漏处跑掉，空气会扩散入进样口造成柱损伤。定期更换进 样垫并在第一次发生问题时检查柱连接。
５.进样口温度、分流比等设置不正确
典型色谱图
问题色谱图
#1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9
毛细管柱问题2
鬼峰：残留或柱污染
典型色谱图
问题色谱图
#1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9
毛细管柱问题3
RT 和面积完全不同：用错了柱子
典3 #4 #5 #6 #7 #8 #9
气相色谱基础知识培训资料(PPT 62页)
26.10.2019
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第一部分 GC基础知识
26.10.2019
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1.1 概 述
色谱法是一种分离方法，它利用物质在两相 中分配系数的微小差异进行分离。当两相做 相对移动时，使被测物质在两相之间进行多 次分配，这样原来的微小差异产生了很大的 效果，使各组分分离，以达到分离分析及测 定一些物理化学常数的目的。
b. 保留时间tr：试样从进样到出现峰极大值时的时间。它包括组份随 流动相通过柱子的时间t0和组份在固定相中滞留的时间。
c. 调整保留时间tr’ ：某组份的保留时间扣除死时间后的保留时间， 它是组份在固定相中的滞留时间。即
tr’= tr －tM 4）色谱峰底宽W ：由色谱峰的两边拐点做切线，与基线交点的距离 。
由于分离度正比于柱长的平方根，所以增加柱长对分离是有利的。 但增加柱长会使各组分的保留时间增加，延长分析时间。因此，在满足 一定分离度的条件下，应尽可能使用较短的柱子。
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4.3 色谱柱的老化
为什么必须进行色谱柱老化？ 新色谱柱含有溶剂和高沸点物质，所以基线不
稳 ，出现鬼峰和噪声；旧柱长时间未用，也存在 同样问题。一般采用升温老化，即从室温程序升 温到最高温度，并在高温段保持数小时。 新柱老化时，最好不要连接检测器。 每天都要进行老化吗？
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4.2.4 色谱柱的选择
根据极性来选择适合的固定相，从来选择适 当的色谱柱。
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4.2.5 气相色谱毛细管柱常用固定相
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4.2.7 内径
内径选择的基本原则： ★ 0.10mm口径柱适用于快速气相色谱分析。 ★ 0.25mm口径柱具有较高的柱效，用于标准的
气相色谱基础知识介绍
§1 色谱法基础§1.1 色谱法原理§1.2 色谱流出曲线§1.3 色谱术语介绍§2 色谱柱系统§2.1 气固填充色谱柱§2.2 气液填充色谱柱§2.2.1固定液的分类§2.2.2固定液选用原则§2.2.3填充柱的制备§2.3 毛细管气相色谱柱§3 气相色谱检测系统§3.1 热导池检测器§3.2 氢火焰离子化检测器§3.3 电子捕获检测器§3.4 热离子检测器§3.5 火焰光度检测器§4 参考资料§4.1 专著§4.2 杂志§4.3 手册§4.4 学术会议文集§4.5 色谱网站1.色谱与色谱概论2.色谱分类3.色谱结构解释4.色谱仪器特点[Last edit by madprodigy]§1 色谱法基础§1.1色谱法原理在互不相溶的两相——流动相和固定相的体系中，当两相作相对运动时，第三组分（即溶质或吸附质）连续不断地在两相之间进行分配，这种分配过程即为色谱过程。
由于流动相、固定相以及溶质混合物性质的不同，在色谱过程中溶质混合物中的各组分表现出不同的色谱行为，从而使各组分彼此相互分离，这就是色谱分析法的实质。
也就是说，当一种不与被分析物质发生化学反应的被称为载气的永久性气体（例如H2 、N2 、He、Ar 、CO2 等）携带样品中各组分通过装有固定相的色谱柱时，由于试样分子与固定相分子间发生吸附、溶解、结合或离子交换，使试样分子随载气在两相之间反复多次分配，使那些分配系数只有微小差别的组分发生很大的分离效果，从而使不同组分得到完全分离，例如一个试样中含A、B二个组分，已知B组分在固定相中的分配系数大于A，即KB > KA ，如图1-1所示。
当样品进入色谱柱时，组分A、B以一条混合谱带出现，由于组分B在固定相中的溶解能力比A大，因此组分A的移动速度大于B，经过多次反复分配后，分配系数较小的组分A首先被带出色谱柱，而分配系数较大的组分B则迟被带出色谱柱，于是样品中各组分达到分离的目的。
气相色谱仪基础知识培训
He
N2
H2
H2
H2
Air Air
2) 对TCD敏捷度最高，而 且可保护W丝
3) 注意安全问题
• 过滤系统: • 除氧. • 活性炭除碳氢化合物。 • 分子筛除水
气体进口及连接
• 两级旳气体压力调整器. • 低压端可从0到100 psig.
• 注意：不要用不洁净旳管路
载气的进口压力 燃烧气的进口压力
著名旳范德母特（Van Deemter）方程
• 综合上述三个峰展宽旳因数
• HEPT : 理论塔板高度 (Height Equivalent to a Theoretical Plate)： HETP = A + B / + C
这里：
A = 涡流扩散 B = 纵向扩散 = 载气旳线流量
低旳 HETP= 高旳色谱柱效率
43
0.5
11
530
ml/min cm/sec
2.8
21
3.4
26
0.9
7
❖ 气体
作用：
• 1）载气：作为色谱旳流动 相
• 2）检测器旳工作气体。
载气：
p 惰性：He, Ar, N2, H2. p 根据检测器, 价格及以便程度来决定 p 采用压力调整器以取得恒定旳仪器
输入压力 p 控制流量来得到恒定旳流速
• 热稳定性 • - 分析时所使用旳温度不应致使色谱柱材质受到破坏 • 化学稳定性 • - 在一定温度下，色谱柱材质不受分析物旳影响
p 注意：用色谱级、洁净旳材料。
填充柱
玻璃、特氟珑及不锈钢材质 (惰性).
填充柱尺寸
材质
内径
不锈钢
2 mm
玻璃
气相色谱基本理论知识
气相色谱基本理论知识气相色谱理论可分为热力学和动力学理论两方面。
热力学理论是从相平衡观点来研究分离过程，以塔片理论为代表。
动力学理论是从动力学观点来研究各种动力学因素对柱效的影响，以Van Deemter 方程式为代表。
在叙述这两个理论前先介绍有关基本概念。
一、基本概念l.色谱峰(流出峰) 由电信号强度对时间作图所绘制的曲线称为色谱流出曲线。
流出曲线(图2-2)上的突起部分称为色谱峰。
正常色谱峰为对称形正态分布曲线，曲线有最高点，以此点的横坐标为中心，曲线对称地向两侧快速、单调下降。
不正常色谱峰有两种：拖尾峰及前延峰。
前沿陡峭，后沿拖尾的不对称色谱峰称为拖尾峰(tailing peak)，前沿平缓，后沿陡峭的不对称色峰与不正常色谱峰可用对称因子f s(symmetryfactor)或叫拖尾因子来衡量(图20-3)。
对称因子在0.95～1.05之间为对称峰，小于0.95为前延峰，大于1.05为拖尾峰。
f s = W0.05h/2A = (A+B)/2A (2.1)一个组分的色谱峰可用三项参数即峰高或峰面积(用于定量)、峰位(用保留值表示、用于定性)及峰宽(用于衡量柱效)说明。
2.基线在操作条件下，没有组分流出时的流出曲线称为基线。
稳定的基线应是一条平行于横轴的直线。
基线反映仪器(主要是检测器)的噪音随时间的变化。
3.保留值(滞留值) 是色谱定性参数。
(1)保留时间(t R)：从进样开始到某个组分的色谱峰顶点的时间间隔称为该组分的保留时间(retention time)，即从进样到柱后某组分出现浓度极大时的时间间隔。
图2-2中t R1及t R2分别为组分l及组分2的保留时间。
(2)死时间(t 0)：分配系数为零的组分的保留时间称为死时间(dead time)。
通常把空气或甲烷视为此种组分，用来测定死时间。
(3)调整保留时间(R t ')：某组分由于溶解(或被吸附)于固定相，比不溶解(或不被吸附)的组分在柱中多停留的时间称为调整保留时间(adjusted retention time)，又称为校正保留时间。
气相色谱基础知识
⽓相⾊谱基础知识⽓相⾊谱基本知识1、什么是⽓相⾊谱法以⽓体为流动相（称载⽓）的⾊谱分析法称⽓相⾊谱法（GC ）。
2.、⽓相⾊谱是基于时间的差别进⾏分离在加温的状态下使样品瞬间⽓化，由载⽓带⼊⾊谱柱，由于各组分在固定相与流动相（载⽓）间相对吸附能⼒/保留性能不同⽽在两相间进⾏分配，在⾊谱柱中以不同速度移动，经⼀段时间后得到分离，再依次被载⽓带⼊检测器，将各组分的浓度或质量转换成电信号变化并记录成⾊谱图，每⼀个峰代表最初混合物中不同的组分。
峰出现的时间称为保留时间（t R ），可以⽤来对每个组分进⾏定性，根据峰的⼤⼩（峰⾯积）对每个组分进⾏定量。
涉及的⼏个术语：固定相（stationary phase ）：在⾊谱分离中固定不动、对样品产⽣保留的⼀相；流动相（mobile phase ）：与固定相处于平衡状态、带动样品向前移动的另⼀相；⾊谱图：若⼲物质的流出曲线，即在不同时间的浓度或响应⼤⼩；保留时间（retention time ，t R ）：样品注⼊到⾊谱峰最⼤值出现的时间；3、⽓相⾊谱法特点3.⒈选择性⾼：能分离同位素、同分异构体等物理、化学性质⼗分相近的物质。
3.⒉分离效能⾼：⼀次可进⾏含有150多个组分的烃类混合物的分离分析。
3.⒊灵敏度⾼：⽓相⾊谱可检测1110-～1310-ｇ的物质。
3.⒋分析速度快：⼀般⼏分钟或⼏⼗分钟便可完成⼀个分析周期。
3.⒌应⽤范围⼴：450℃以下有不低于27～330Pa 的蒸⽓压，热稳定性好的物质。
3.⒍缺点：不适应于⼤部分沸点⾼的和热不稳定的化合物；需要有已知标准物作对照。
4、⽓相⾊谱系统主要包括五⼤系统：载⽓系统、进样系统、分离系统、检测系统和记录系统。
基本流程如下脱⽔管限流器4.1、载⽓系统：可控⽽纯净的载⽓源。
载⽓从起源钢瓶/⽓体发⽣器出来后依次经过减压阀、净化器、⽓化室、⾊谱柱、检测器，然后放空。
载⽓必须是纯洁的（99.999%），要求化学惰性，不与有关物质反应。
气相色谱知识
氮、磷化 合物、农 药残留
所有化合物 (结构检定)
温控系统
温度控制是否准确、升、降温速度是否快速是市售色谱仪器的最重
要指标之一，是色谱分离条件的重要选择参数。
气化室：保证液体试样瞬间气化； 检测器：使被分离后的组分通过时不在此冷凝；
柱 室：准确控制分离需要的温度。当试样复杂时，分离室温 度需 要按一定程序控制温度变化，各组分在最佳温度下分离； 控温方式：恒温和程序升温。
热导检测器（TCD）
原理：由于不同气态物质所具有的热传导系数不同，当它们到达处 于恒温下的热敏元件（如Pt, Au, W, 半导体）时，其电阻将发生变 化，将引起的电阻变化通过某种方式转化为可以记录的电压信号， 从而实现其检测功能。 适用于常量，半微量分析。有机，无机物均有响应。
火焰离子化检测器（FID）
体（指不与待测物反应的气体，只起运载蒸汽样品的作用，也称载气）将待测物 样品蒸汽带入柱内分离,然后依次进入检测器。
载气→减压→净化→稳压→进样→分离→一快” “一广” 1.高效能：一般填充柱的理论塔板数可达数千，毛细管柱可达一百多万。 2.高选择性：可以使一些分配系数很接近的以及极为复杂、难以分离的物质，获得满意的分 离。 3.高灵敏度：可以检测1011～1013g物质，适合于痕量分析 4.分析速度快：一个试样的分析可在几分钟到几十分钟内完成。 5.应用广泛：可以分析气体试样，也可分析易挥发或可衍生转化为易挥发的液体和固体。
变压器油裂解产物气相色谱分析 （采用氢焰离子化检测器和热导检 测器，Ni触媒转换器(甲烷转化炉)、六通阀自动切换，无二次分流 系统，使之对变压器油裂解产物（8种组分气体）一次进样全自动 分析，定量准确、灵敏度高 ） 人体血液中的乙醇分析、毒品分析；鉴定各种物证
气相色谱基础知识
气相色谱基本知识1、什么是气相色谱法以气体为流动相（称载气）的色谱分析法称气相色谱法（GC ）。
2.、气相色谱是基于时间的差别进行分离在加温的状态下使样品瞬间气化，由载气带入色谱柱，由于各组分在固定相与流动相（载气）间相对吸附能力/保留性能不同而在两相间进行分配，在色谱柱中以不同速度移动，经一段时间后得到分离，再依次被载气带入检测器，将各组分的浓度或质量转换成电信号变化并记录成色谱图，每一个峰代表最初混合物中不同的组分。
峰出现的时间称为保留时间（t R ），可以用来对每个组分进行定性，根据峰的大小（峰面积）对每个组分进行定量。
涉及的几个术语：固定相（stationary phase ）： 在色谱分离中固定不动、对样品产生保留的一相； 流动相（mobile phase ）：与固定相处于平衡状态、带动样品向前移动的另一相； 色谱图：若干物质的流出曲线，即在不同时间的浓度或响应大小；保留时间 （retention time ，t R ）：样品注入到色谱峰最大值出现的时间；3、气相色谱法特点3.⒈选择性高：能分离同位素、同分异构体等物理、化学性质十分相近的物质。
3.⒉分离效能高：一次可进行含有150多个组分的烃类混合物的分离分析。
3.⒊灵敏度高：气相色谱可检测1110-～1310-ｇ的物质。
3.⒋分析速度快：一般几分钟或几十分钟便可完成一个分析周期。
3.⒌应用范围广：450℃以下有不低于27～330Pa 的蒸气压，热稳定性好的物质。
3.⒍缺点：不适应于大部分沸点高的和热不稳定的化合物；需要有已知标准物作对照。
4、气相色谱系统主要包括五大系统：载气系统、进样系统、分离系统、检测系统和记录系统。
基本流程如下脱水管限流器4.1、载气系统：可控而纯净的载气源。
载气从起源钢瓶/气体发生器出来后依次经过减压阀、净化器、气化室、色谱柱、检测器，然后放空。
载气必须是纯洁的（99.999%），要求化学惰性，不与有关物质反应。
气相色谱基础知识
色谱柱
• 色谱柱配置
– 配置色谱柱（柱长，内径，液膜 厚度）。
– 配置载气。 – 设定柱操作模式（恒定流量或压
力，程序变流或变压）。 – 设定初始流量或压力或者线速度。 – 输入其它的进样口参数。 – 输入仪器的其它参数。（检测器
压力或流量设置）。
色谱柱
• 造成色谱柱损坏的原因 • 色谱柱断裂。小小的划痕，高温下可发生段裂。 • 热损坏，超过最高使用温度。 • 氧损坏，安装色谱柱后，先通一段时间的气。 • 化学损坏，无机酸碱。 • 色谱柱被污染，源于样品。 • 必须有气体通过色谱柱才能加热，否则会损坏色
进样口的维护
• 石墨垫 • 石墨垫的作用 色谱柱与色谱系统的连接处靠密封垫密封．理想的密封垫 提供无泄漏的密封效果，适合各种外径的色谱柱，不用过 分拧紧，与色谱柱或接头不粘连，且耐温度变化。 • 为什么要更换石墨垫 石墨垫损坏会造成：水，空气渗入系统，破坏色谱柱， 样品损失，出鬼峰，污染色谱仪 • 如何避免出现问题 先用手拧紧柱帽，再用扳手拧紧． 保持清洁，避免手印，油的污染． 检查是否有破损，裂纹．
进样口的维护
• 隔垫的注意事项：
•进样口温度不要超过隔垫的最高使用温度 •定期更换（200次） •安装后用“手紧“ •使用针尖锋利的注射器 •自动进样器
进样口的维护
• 衬管
衬管是进样口系统的中心部分，样品将在此汽化变
成气相。
如何选择正确的衬管？
– 衬管的容积
如果衬管体积太小，则可能会导致反冲或样品损失 （由于蒸汽膨胀而进入隔垫吹扫或分流出口管线引 起）。较大体积的衬管(如> 800 μl) 的特点是内径(ID) 较大，通常用在进样体积等于或大于1 μL 的情况。小 体积衬管具有较小的内径，一般用在进样体积较小(< 1 μl)、快速分析100 μm 内径色谱柱、气体样品，或使 用外部进样装置（如顶空进样器和吹扫捕集进样器） 时。
气相色谱期末总结
气相色谱期末总结一、气相色谱的原理气相色谱的原理是基于化学物质在固定相（柱填料）和流动相（惰性气体）共同作用下的分离行为。
样品经过气相进样器进入GC柱，被固定相吸附或溶解，然后由流动相推动分离，并逐个通过检测器，最终由信号采集系统得到峰形图。
气相色谱的分离机理主要包括吸附、分配和离子交换等。
在吸附色谱中，样品成分在固定相表面吸附，并根据亲和力大小进行分离。
在分配色谱中，样品成分在流动相和固定相之间按照平衡分配系数的大小进行分离。
在离子交换色谱中，固定相上的离子交换基团与样品成分的带电部分发生离子交换反应，实现分离。
二、气相色谱的仪器气相色谱主要由进样系统、柱箱、检测器和信号采集系统等组成。
进样系统包括进样口、气化室、气道、进样针和进样阀等。
进样量的大小和均匀性对分析结果有很大影响，因此进样系统的设计和使用非常重要。
柱箱是气相色谱的核心部分，用于放置和温控柱子。
根据需要，柱子可以是毛细管柱、开管柱或厚膜柱等。
检测器是气相色谱的核心部分，用于将化学物质转化为可测量的信号。
常见的检测器有火焰离子化检测器（FID）、热导率检测器（TCD）、质谱检测器（MS）等。
信号采集系统用于接收检测器输出的信号，并将信号转换为可读的峰形图或数据。
三、气相色谱的方法气相色谱的方法主要包括站相法和程序升温法。
站相法是最早也是最简单的气相色谱方法，即柱子温度恒定，样品在柱子中各部分达到平衡后即得到分离结果。
该方法适用于样品成分相对简单的情况。
程序升温法则是针对样品成分复杂的情况设计的。
柱子温度会按照一定的升温速度进行升温，使样品成分在不同温度下分离出来。
该方法能够得到更好的分离效果，并且可以通过分析峰的保留时间确定样品成分。
四、气相色谱的应用气相色谱广泛应用于各个领域的化学分析，如环境检测、食品安全、制药和石油化工等。
在环境检测中，气相色谱常用于挥发性有机物（VOCs）的分析，如甲醛、苯系物、多氯联苯等。
通过气相色谱分析，可以对环境中有害物质的浓度进行定量分析，评估环境质量。
气相色谱知识概论
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、净化管（脱氧管、脱水管）、稳压阀和稳流阀、 气体管路等组件。 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--仪器进气孔-----稳压表---稳流 表-----汽化室----柱----检测器。 2、燃气、助燃气：H2和空气。所走的路线为： 钢瓶（或气体发生器）----压力表----减压阀----净化管----稳流表---检测器。
时应采用分流进样装置来实现。体积过大或进样过慢，将导致分离 变差(拖尾)。
分离系统
柱分离系统是色谱分析的心脏部分。其作用就是把样品中的各个组分分离开来。 分离柱包括填充柱和毛细管柱。 柱材料包括金属、玻璃、融熔石英、聚四氟等。 组成部分：柱室（后开门、风扇）、色谱柱、温控部件。
柱温：是影响分离的最重要的因素。其变化应小±0.xoC。选择柱温主要考虑样品 待测物沸点和对分离的要求。柱温通常要等于或略高于样品的平均沸点(分析时 间20-30min)；对宽沸程的样品，应使用程序升温方法。
柱温分为恒温和程序升温两种 恒温：对于沸程不太宽的简单样品，可采用恒温模式。一 般的气体分析和简单 液体样品分析都采用恒温模式。 程序升温：对于沸程较宽的复杂样品，如果在一恒温下很难达到好的分离效果， 此时就该选择程序升温。
检测系统
检测器：是将流出色谱柱的被测组分的浓度转变为电信号的装置，是色谱仪的眼 睛。 通常由检测元件、放大器、数模转换器三部分组成.
• 单体分析、添加剂分析、共聚物组成分析、聚合物结构表征/聚合 物中的杂质分析、热稳定性研究、方法研究、质量监控、过程分 析
• 白酒、啤酒、红酒成分分析；各种饮料、果汁成分分析；酱油、 醋等调料成分分析
气相色谱abb
气相色谱（Gas Chromatography，简称GC）是一种常用的分离和分析技术，广泛应用于化学、药物、环境、食品等领域。
本文将对气相色谱的原理、仪器设备以及应用进行详细介绍。
一、气相色谱的原理气相色谱的原理基于物质在不同条件下的分配行为。
样品经过挥发处理后，进入气相色谱柱。
柱子内填充有固定相，样品通过与固定相发生相互作用，根据其在固定相中的亲疏性质被分离出来。
随后，在检测器的作用下，各组分被逐个检测并记录。
二、气相色谱的仪器设备1. 气相色谱柱：气相色谱柱是气相色谱分离过程的核心部件，通常由不锈钢或玻璃制成。
柱子内填充有固定相，可根据不同的应用需求选择合适的柱子类型。
2. 注射器：气相色谱仪的注射器用于将样品引入柱子，通常采用自动进样装置，实现准确、精密的样品进样。
3. 气相色谱炉：气相色谱炉用于控制柱温，在不同的温度下实现样品的分离。
可根据需要进行温度梯度或等温分析。
4. 检测器：常见的检测器有火焰离子化检测器（FID）、热导率检测器（TCD）、电子捕获检测器（ECD）等。
不同的检测器适用于不同类型的分析需求。
三、气相色谱的应用1. 化学领域：气相色谱广泛应用于有机合成反应的监测和纯化过程中，可用于鉴定反应产物和副产物，优化反应条件等。
2. 药物领域：气相色谱被用于药物的质量控制、药代动力学研究以及药物残留的检测等方面。
3. 环境领域：气相色谱可用于环境污染物的分析，例如大气中的挥发性有机化合物、水体中的有机污染物等。
4. 食品领域：气相色谱可以对食品中的添加剂、农药残留等进行分析，保障食品安全。
四、气相色谱的优势与局限性1. 优势：a. 分离效率高：气相色谱具有较高的分离能力，可对复杂样品进行快速、高效的分离。
b. 灵敏度高：气相色谱结合灵敏的检测器，可对微量物质进行准确的检测。
c. 应用广泛：气相色谱可应用于不同领域的分析需求，具有较大的适用性。
2. 局限性：a. 只适用于挥发性物质：气相色谱只能分析挥发性和具有适当蒸汽压的物质。
气相色谱知识大全
气相色谱知识大全气相色谱系统的基本组成 1.气源：常用的有N2、H2、Air、Ar、He等高压气体钢瓶，也可采用氢气发生器、氮气发生器、无油空气泵;2.气路控制系统：由开关阀、稳定阀、针形(调节)阀、切换阀和气阻、压力表、流量计等组成;3.进样系统：即汽化室，可以根据不同的分析要求，装置不同的进样器内衬。
对于气体样品，最好采用六通阀定体积进样，可获好的重复性，对液体样品，一般采用微量注射器进样，对固体样品，多用裂解器或脉冲炉配合;4.色谱分离系统：色谱柱是解决样品组份分离的关键，有填充柱和毛细柱二大类，根据不同的分析要求来具体配置;5.检测器：是将样品中的化学组份转化为电讯号，灵敏度和稳定性是关系到整个仪器性能的心脏部件，常用有TCD、FID、ECD、FPD、NPD;6.色谱工作站7.温度控制器：有恒温控制和程序升温控制二种方式;8.检测器电路;每种类型检测器都必须配置一个控制和测量的电路，从而实现非电量转换。
例如，配合高灵敏度TCD，就要配置一个热导池恒流电源，对FID就需配置一个微电流发大器。
气相色谱注意事项 a. 先通载气，后通电;先关电，后关载气。
当连续使用或做精细分析时,•晚上最好不关载气，可适当调低入口压强至0.1MPa，保证系统内的正压状态。
当TCD•高温运行结束后, 应关热导控制器和温度控制器半小时后才能关载气，以保护传感器元件不被高温氧化;b. 当第一次使用气瓶减压阀时，请将减压阀原出口接头取下，用附件箱中的接头(CF8.470.080)替代。
用Φ3×0.5软管连接减压阀、净化管及仪器，减压阀和净化管接头连接处必须保证不漏气;c. 开气源时，气瓶开关阀应开足，减压阀开关旋至最松，查看减压阀的压力表应压力足够，然后逐渐调减压阀，仪器正常运行时, 使减压阀低压测压强输出为：载气在0.5～0.6MPa之间; 氢气、空气在0.3～0.4之间。
若压力过大会损坏仪器内部阀件，甚至引起净化管炸裂;若压强过小，稳压阀不能正常工作，须调至规定范围内;d. 仪器的载气稳压阀出厂时已校至0.4Mpa，一般情况下用户不要自己调整，以免流量表不准确，若调动，载气流量需重新校正;e. 接入检测器的色谱柱必须事先经过严格老化，其老化温度低于固定相的最高使用温度，高于分析样品时的温度，老化时间应长于36h，并通以适当的流量,•以避免分析时固定相流失引起检测器污染和基线漂移。
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液体进样器
• 由液体进样针（自动进样器）、汽化 室、加热系统组成 • 分为：填充柱进样口和毛细管柱进样 口 • 不同规格的专用注射器，填充柱色谱 常用10μL；毛细管色谱常用1μL；新型 仪器带有全自动液体进样器，清洗、 润冲、取样、进样、换样等过程自动 完成，一次可放置数十个试样。
• 载气：常用氢气、氮气、氦气、氩气，纯度要求99.999%以上 。要求化学惰性好，不与有关物质反应。载气的选择除了要 求考虑对柱效的影响外，还要与分析对象和所用的检测器相 配。 • 净化器：多为分子筛和活性碳管的串联，去除载气中的水、 有机物等杂质。 • 载气流速控制：压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气流 速恒定。 • 压力表：多为两级压力指示：第一级，钢瓶压力（总是高于 常压）。对填充柱：0.4MPa左右；对开口毛细管柱：0.2MPa 左右 ；第二级，柱头压力指示；对填充柱：0.1MPa左右； 对开口毛细管柱：0.06MPa左右 ； • 流量计：在柱头前使用转子流量计，但不太准确。通常在柱 后，以皂膜流量计测流速。许多现代仪器装置有电子流量计 ，并以计算机控制其流速保持不变。
如图所示为一色谱流出曲线：
• 色谱流出曲线的意义： • 色谱峰数---样品中单组 份的最少个数 • 色谱保留值——定性依 据 • 色谱峰高或面积——定 量依据 • 色谱保留值或区域宽度 ——色谱柱分离效能评 价指标 • 色谱峰间距——固定相 或流动相选择是否合适 的依据
色谱术语
• 1）基线：在实验条件下，色谱柱后仅有纯流动相进入检 测器时的流出曲线称为基线。基线在稳定的条件下应是一 条水平的直线。它的平直与否可反应出实验条件的稳定情 况。 • 2）峰高（h）和峰面积 ：色谱峰顶点与基线的距离叫峰 高。色谱峰与峰底基线所围成区域的面积叫峰面积。 • 3）保留值 • a. 死时间(t0) ：不与固定相作用的物质从进样到出现 峰极大值时的时间，它与色谱柱的空隙体积成正比。由于 该物质不与固定相作用，因此，其流速与流动相的流速相 近。据 t0 可求出流动相平均流速
固体进样器
• 由热裂解器、加热系统、汽化室组成
填充柱进样系统
三、柱分离系统
• • • • • • • 柱分离系统是色谱分析的心脏部分。其作用就是把样品 中的各个组分分离开来。分离柱包括填充柱和开管柱(毛细 管柱)。柱材料包括金属、玻璃、融熔石英、聚四氟等。 组成部分：柱室（后开门、风扇）、色谱柱、温控部件。 色谱柱：色谱仪的核心部件。 柱材质：不锈钢管或石英玻璃管，内径3-6毫米。长度可根 据需要确定。一般填充柱1—10M；毛细管柱15—100M。 柱填料：粒度为60-80或80-100目的色谱固定相。 液-固色谱：固体吸附剂 液-液色谱：担体+固定液 柱制备对柱效有较大影响，填料装填太紧，柱前压力大，流 速慢或将柱堵死，反之空隙体积大，柱效低。
三、色谱图及有关术语
• 色谱图:试样中各组分经色谱柱分离后,在柱的末 端收集各组分,经检测器转换为电信号,用纪录仪 将各组分浓度记录下来,得到色谱图。 • 从载气带着组分进入色谱柱起就用检测器检测流 出柱后的气体，并用记录器记录信号随时间变化 的曲线，此曲线就叫色谱流出曲线，当待测组分 流出色谱柱时，检测器就可检测到其组分的浓度 ，在流出曲线上表现为峰状，叫色谱峰。
• 柱温：是影响分离的最重要的因素。其变化应小 ±0.xoC。选择柱温主要考虑样品待测物沸点和对分 离的要求。 • 柱温通常要等于或略高于样品的平均沸点(分析时间 20-30min)；对宽沸程的样品，应使用程序升温方法 。 • 柱温分为恒温和程序升温两种 • 恒温：对于沸程不太宽的简单样品，可采用恒温模 式。一般的气体分析和简单液体样品分析都采用恒 温模式。 • 程序升温：对于沸程较宽的复杂样品，如果在一恒 温下分很难达到好的分离效果。
• 填充柱：多为U 形或螺旋形，内径2~4 mm，长 1~10m，常用的1~3 m ，内填固定相； • 开管柱：分为涂壁、多孔层和涂载体开管柱。内 径0.1~0.5mm，长达15-100m。通常弯成直径10 ~ 30cm的螺旋状。开管柱因渗透性好、传质快，因 而分离效率高(n可达106)、分析速度快、样品用 量小。 • 过去是填充柱占主要，但现在，这种情况正在迅 速发生变化，除了一些特定的分析之外，填充柱 将会被更高效、更快速的开管柱所取代！
气相色谱分析 讲义
第一章 色谱分析导论
一、气相色谱概述
• 色谱法也叫层析法，它是一种高效 能的物理分离技术，将它用于分析 化学并配合适当的检测手段，就成 为色谱分析法。由俄国植物学家茨 维特（Tsweett）创立.
二、色谱分析的基本原理
• 在色谱法中存在两相，一相是固定不动的，我们把它叫做 固定相，另一相则不断流过固定相，我们把它叫做流动相 。 • 色谱法的分离原理就是利用待分离的各种物质在两相中的 分配系数、吸附能力等亲和能力的不同来进行分离的使用 外力使含有样品的流动相（气体、液体）通过一固定于柱 中或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。当流动相 中携带的混合物流经固定相时，混合物中的各组分与固定 相发生相互作用。由于混合物中各组分在性质和结构上的 差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随 着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平 衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次 序由固定相中先后流出。与适当的柱后检测方法结合，实 现混合物中各组分的分离与检测。
一、气路系统
气路系统：获得纯净、流速稳定的载气。包括气源、净化干 燥管和载气流速控制及气体化装置。 • 常见气路系统 • 常见的有单柱单气路、多（双）柱单气路、双柱双气路。 • 1、单柱单气路 一个柱子、一条气路，最简单、多用。 • 2、多（双）柱单气路： 将两根装有不同固定相柱子串联起来，解决单柱不易解决的 问题。 • 3、双柱双气路 将载气分成两路，分别进入两个装填完全相同的柱子，再分 别进入检测器的两臂或进入两个检测器，其中一路作为分析 用，一路供补偿用,消除条件误差。
检测器类型
根据检测器的响应原理可将其分为浓度型和质量型检测器。 浓度型：检测的是载气中组分浓度的瞬间变化，即响应值与浓度成正比
。如TCD、ECD。
质量型：检测的是载气中组分进入检测器中速度变化，即响应值与单位 时间进入检测器的质量成正比。如FID、FPD。 • 根据应用范围分为通用型检测器和选择型检测器。 • 通用型：对所有物质有响应，如TCD、FID。 • 选择型：对特定物质有高灵敏响应，如ECD、FPD、NPD。 • 根据工作过程分为破坏型检测器和非破坏型检测器。 • 破坏型：检测过程中样品遭到破坏，不能回收。如FID、FPD 。 • 非破坏型：检测过程中样品不遭到破坏，可以回收。如TCD、ECD 。
u 柱 长 死 时 间 L t0
• b. 保留时间tr：试样从进样到出现峰极大值时 的时间。它包括组份随流动相通过柱子的时间t0 和组份在固定相中滞留的时间。 • c. 调整保留时间tr：某组份的保留时间扣除死 时间后的保留时间，它是组份在固定相中的滞留 时间。即 • • 由于保留时间为色谱定性依据。但同一组份的保 留时间与流速有关，因此有时需用保留体积来表 示保留值。
• 影响FID灵敏度的因素：
• FID检测器可供色谱工作者选择的参数有：毛细柱 插入FID喷嘴深度；载气种类；载气、氢气、空气 的流速；温度等。 • （一）毛细柱插入喷嘴深度 • 毛细柱插入喷嘴深度对改善峰形十分重要。通常 是插入至喷嘴口平面下1～3㎜处。若太浅，组分 与金属喷嘴表面接触，产生催化吸附，峰形拖尾 。若插入太深，会产生很大噪声，灵敏度要下降 。
(2) 氢焰检测器的结构
a 在发射极和收集极之间加 有一定的直流电压（100— 300V）构成一个外加电场。 b 氢焰检测器要用到三种气 体： N2 ：载气携带试样组分 H2 ：为燃气 空气：助燃气 使用时需要调整三者的比例关 系，检测器灵敏度达到最佳。
• • • • •
(3) 氢焰检测器的原理
恒温：45oC 温度低，分离效果较好，但分析时间长
恒温：145oC 温度高，分析时间短，但分离效果差
程序升温：30~180oC 程序升温，分离效果好，且分析时间短
程序升温与恒温对分离的影响比较
四、检测系统
• 检测器：是将流出色谱柱的被测组分的浓度转变为 • 电信号的装置，是色谱仪的眼睛。 • 通常由检测元件、放大器、数模转换器三部分组成. • 被色谱柱分离后的组分依次进入检测器，按其浓度或 质量随时间的变化，转化成相应电信号，经放大后记 录和显示，给出色谱图； • 常用的检测器：热导检测器、氢火焰离子化检测器、 电子捕获检测器、火焰光度检测器、氮磷检测器。
第二章 气相色谱分析
气相色谱结构流程图
• 1-载气钢瓶；2-减压阀；3-净化干燥管；4-针形阀；5-流量计 ;6-压力表；4-针形阀；5-流量计;6-压力表； • 9-热导检测器；10-放大器；11-温度控制器；12-记录仪；
• 进行气相色谱法分析时，载气（一般用氮气或氢 气）由高压钢瓶供给，经减压阀减压后，载气进 入净化管干燥净化，然后由稳压阀控制载气的流 量和压力，并由流量计显示载气进入柱之前的流 量后，以稳定的压力进入气化室、色谱柱、检测 器后放空。 • 当气化室中注入样品时，样品瞬间气化并被载气 带入色谱柱进行分离。分离后的各组分，先后流 出色谱柱进入检测器，检测器将其浓度信号转变 成电信号，再经放大器放大后在记录器上显示出 来，就得到了色谱的流出曲线。 • 利用色谱流出曲线上的色谱峰就可以进行定性、 定量分析。这就是气相色谱法分析的过程。
tr tr t0
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• d.分配度R与拖尾因子r
• 1.分离度：表示相邻两个峰分离程度的优劣，是色谱柱分 离效能的指标，用“R”表示。 • 定义：相邻两组分色谱峰保留值只差与两组分色谱峰底宽 度总和之半的比值：