仪器分析气相色谱法

⑴ 气路组成：
① 载气 ：常用H2、N2、Ar； ② 净化器 ：有机物用活性炭、分子筛除去； H2中的O2用钯催化剂除去； N2中的O2用铜除去； H2O用硅胶、分子筛除去。 ③ 稳压恒流装置
⑵ 气路结构 ：单柱单气路，双柱双气路。
二、进样系统
⑴ 进样器 微量注射器规格（1﹑5﹑10、25 uL、100 uL~5 mL） 气体进样器（六通阀）：试样先充满定量管，切入后，ຫໍສະໝຸດ Baidu载气携带定量管中的试样气体进入分离柱。
③固定液的极性分类
规定: 角鲨烷的相对极性为0 , -氧二丙腈的相对极性为100
以苯和环己烷为试样，在这两根柱上以及被测固定液柱 上，分别测出其相对保留体积（或时间），然后取对数， 则： 被测固定液的相对极性ρx=100-100（q1-qx）/(q1-q2) q1：环己烷和苯在,-氧二丙腈上的相对保留体积的对数 q2：环己烷和苯在角鲨烷上的相对保留体积的对数 qx：环己烷和苯在待测固定液上的相对保留体积的对数
① 对载体的要求
a、多孔、比表面积大，孔径分布均匀。 b、化学惰性。 c、热稳定性好。 d、有一定的机械性能。 e、粒度细小，均匀。
② 气相色谱用的载体种类
硅藻土型：红色载体、白色载体 非硅藻土型：氟载体 玻璃微球载体 高分子多空微球载体
硅藻土型载体 硅藻土：单细胞海藻（植物）骨架，无定形SiO2与
②组分与固定液分子间的作用
a 静电力（极性－极性）：在极性固定液上分离极性组 分时，静电力起主要作用。
b 诱导力（极性－非极性）：分离非极性和可极化物质 的混合物时，诱导力起作用。 c 色散力（非极性－非极性）：当用非极性固定液分离 非极性组分时，色散力起主要作用． d 氢键力（X－H ……Y ）：用含有-OH，－COOH，NH2 等官能团的分子作固定液，分析含氟、含氧、含氮 化合物时，此种力起主要作用．
3.3 分离系统
1、色谱柱
种类：填充柱 / 毛细管柱 材料：不锈钢，铜，玻璃，聚四氟乙烯 / 石英玻璃 大小：内径2-6mm，长1-6m / 0.1-0.5mm，长10-100m 形状：U型 / 螺旋型
2、载体
作用：提供一个大的惰性表面，以承担固定液，使其 以薄膜状态分布在担体表面上，构成固定相。
特点：
分离效率高 分析速度快
灵敏度高
应用范围广：食品、农业、环保、医药、生命、石化
3.1 气相色谱仪
钢瓶 （气源）
进 样 压 力 表
检 测 器
纪 录 仪
减 压 阀
净 化
稳 压 阀
稳 流 阀
流 量 计
色 谱 柱
① 气路系统 ② 进样系统 ③ 分离系统 ④ 检测系统
3.2 气路和进样系统
一、气路系统
非硅藻土型载体
①氟载体：聚四氟乙烯制成的多孔性载体，优点是吸附 性小、耐腐蚀性强，用于分析极性物质和强腐蚀性气体。 缺点是湿润性差，表面积较小，强度低，柱效不高。
②玻璃微球载体：有规则的颗粒小球，优点是能在低柱 温下分析高沸点样品，分析速度快。但表面积小，只能 用于低含量固定液．且表面有吸附性，柱效不高。
本章要求
⒈ ⒉ ⒊ ⒋ ⒌ 掌握气相色谱法的基本原理； 了解气相色谱仪主要组成部件的功能； 了解固定相及其选择； 了解常用检测器性能、原理及适用范围； 掌握常用定性方法及定量方法。
气相色谱法是以气体作为流动相的一种色谱法。根据所
用的固定相状态不同，又可分为气-固色谱（GSC）和气
-液色谱（GLC）。
③ 硅藻土型载体处理
目的：改进孔隙结构，屏蔽活性中心，提高柱效。 酸洗法：用HCL溶液浸煮载体，过滤后用去离子水洗至 中性，烘干。载体经酸洗后能除去Fe2O3等金属氧化物， 减少一些活性中心。 碱洗法：酸洗之后，用NaOH-甲醇溶液回流或浸泡，甲 醇和水洗至中性，干燥。碱洗的目的是除去表面的AL2O3 等酸性作用点。 硅烷化：用硅氧化试剂和载体表面的硅醇、硅醚基团反 应，以消除载体表面的氢键结合能力。常用的硅烷化试 剂有二甲基二氯硅烷和二(三甲基硅烷)胺。
液体进样器：微量注射器。
⑵
汽化室：由绕有加热丝的金属
块制成 ，温控范围在室温 ~500℃。
进样时用微量注射器针头刺穿密封
垫，然后将样品迅速注入汽化室， 形成浓度集中的“样品塞”，汽化
后被载气带入色谱柱内。
汽化室温度应使试样瞬间汽化
而不分解，通常选在试样沸点或稍
高于沸点。一般汽化室温度比柱温 高10~50℃。
③高分子多孔微球载体：苯乙烯与二乙烯苯的共聚物， 既能直接作为气相色谱的固定相，又可作为载体涂上固 定液后再使用。
选择载体的大致原则
a. 当固定液的含量大于5%时，可选用硅藻土型 (白色或红色)载体. b. 当固定液含量小于6%时，应选用处理过的载 体,如仍拖尾可加减尾剂. c. 对于高沸点组分，可选用玻璃微球载体． d. 对于强腐蚀性组分，可选用氟载体．
3、固定液
气相色谱固定液主要是由高沸点有机物组成，在操作 温度下呈液态，有特定的使用温度范围(最高使用温度极 限)。 ① 对固定液的要求
a. 蒸气压低，不流失 b. 热稳定性好，在操作柱温下呈液态，不分解，不聚 合，规定了最高使用温度。 c. 化学稳定性好，不与待测组分起化学反应 d. 溶解度大，对待测物质各组分有适当的溶解能力。 e. 选择性好，对两个沸点相同或相近但属于不同类型 的组分有尽可能高的分离能力。
ρx 极性
1-20 +1 21-40 +2 41-60 +3 61-80 +4 81100 +5 0 非极性
④固定液选择
“相似互溶”原则：即固定液的性质和待测组分的性质有 某些相似时, 其溶解度大, 分配系数也大, 选择性就高。
选择固定液的依据：分离物-固定液 / 先流出-后流出
a， 分离非极性物质，选用非极性固定液，组分按沸点顺 序流出色谱柱，沸点低的先流出，沸点高的后流出 b， 分离极性物质，选用极性固定液，试样中各组分主要 按极性顺序分离，极性小的先流出，极性大的后流出。 c， 分离非极性和极性混合物时，选用极性固定液，非极 性组分先流出，极性组分后流出。
少量无机盐组成。
① 红色载体（天然硅藻土＋木屑在900oC下烧） 机械强度高，表面积大，孔径较小(约2μm)，能涂较多 的固定液，色谱分离效率高。但表面存在吸附中心，分 析极性物质时有拖尾现象。
② 白色载体（天然硅藻土＋Na2CO3，大于900oC烧）
与红色载体相比，表面孔较粗 (约8~9μm)，表面积较 小，机械强度差，柱效低。但表面活性中心显著减少， 对极性物质的吸附性小，一般用于分析极性物质。