第4节-气相色谱固定相及检测器
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气相色谱法
气相色谱法
GC
1
发展 英国Martin等人于1941年首次提出了用 气体作流动相； 1952年第一次用气相色谱法分离测定复 杂混合物； 1955年第一台商品气相色谱仪； 近年电子计算机技术。
2
概念：使混合物中各组分在两相间进行分配,其中一相
是不动的(固定相),另一相(流动相)携带混合物流过此
从色谱图得到的信息: 1.样品中所含组分数(峰个数) 2.定性分析(色谱峰的保留值) 3.定量分析(色谱峰面积或峰高) 4,评价色谱柱分离性能(区域宽度)
11
三、塔板理论
1.理论塔板数n:某一组分的保留时间与半峰宽比值 的平方，乘以5.54的积为理论塔板数。
n=5.54(tR/Wh/2)2 色谱柱长L与理论塔板数n的比值为理论塔 板高度H。 H=L/n
固定相,与固定相发生作用,在同一推动力下,不同组分 在固定相中滞留的时间不同,依次从固定相中流出,又
称色层法,层析法。 以气体作为流动相的色谱法。
分类：
按固定相的聚集状态: 气固色谱（GSC）、气液色谱（GLC） 按分离原理： GSC属于吸附色谱，GLC属于分配色谱。 按色谱柱的粗细：柱色谱（分填充柱色谱 毛细管柱色谱）
44
45
3．柱的制备
柱的制备包括固定液的涂渍和柱的填装。当选定固定 液和担体后，还需确定固定液用量，原则是固定液应能均匀 覆盖担体表面形成薄的液膜，固定液的用量通常用配比来表 示（固定液与担体的质量比），一般在5%~25%之间。低配 比，柱效较高。分析速度快，但允许的进样量低。 固定液的涂渍是将选定的固定液用合适的溶剂溶解后 （溶剂用量以能完全浸没单体为宜），加入担体，缓慢蒸发 溶剂至干燥。 螺旋形柱的填充通常采用真空填充法，应注意填充均匀， 致密，但又不可使柱压太大。 4．色谱柱的老化 制备好的色谱柱在使用前要进行老化处理，即将柱子在 比其工作过程中的最高使用温度高25℃的情况下通载气加热 几小时。为防止污染检测器，需将柱出口与检测器脱离直接 引至室外。在老化过程中，填料中残存的溶剂以及固定相中 46 可能存在的低沸点组分随载气流出。此外，还有助于使担体
GC
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发展 英国Martin等人于1941年首次提出了用 气体作流动相； 1952年第一次用气相色谱法分离测定复 杂混合物； 1955年第一台商品气相色谱仪； 近年电子计算机技术。
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概念：使混合物中各组分在两相间进行分配,其中一相
是不动的(固定相),另一相(流动相)携带混合物流过此
从色谱图得到的信息: 1.样品中所含组分数(峰个数) 2.定性分析(色谱峰的保留值) 3.定量分析(色谱峰面积或峰高) 4,评价色谱柱分离性能(区域宽度)
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三、塔板理论
1.理论塔板数n:某一组分的保留时间与半峰宽比值 的平方，乘以5.54的积为理论塔板数。
n=5.54(tR/Wh/2)2 色谱柱长L与理论塔板数n的比值为理论塔 板高度H。 H=L/n
固定相,与固定相发生作用,在同一推动力下,不同组分 在固定相中滞留的时间不同,依次从固定相中流出,又
称色层法,层析法。 以气体作为流动相的色谱法。
分类：
按固定相的聚集状态: 气固色谱（GSC）、气液色谱（GLC） 按分离原理： GSC属于吸附色谱，GLC属于分配色谱。 按色谱柱的粗细：柱色谱（分填充柱色谱 毛细管柱色谱）
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3．柱的制备
柱的制备包括固定液的涂渍和柱的填装。当选定固定 液和担体后，还需确定固定液用量，原则是固定液应能均匀 覆盖担体表面形成薄的液膜，固定液的用量通常用配比来表 示（固定液与担体的质量比），一般在5%~25%之间。低配 比，柱效较高。分析速度快，但允许的进样量低。 固定液的涂渍是将选定的固定液用合适的溶剂溶解后 （溶剂用量以能完全浸没单体为宜），加入担体，缓慢蒸发 溶剂至干燥。 螺旋形柱的填充通常采用真空填充法，应注意填充均匀， 致密，但又不可使柱压太大。 4．色谱柱的老化 制备好的色谱柱在使用前要进行老化处理，即将柱子在 比其工作过程中的最高使用温度高25℃的情况下通载气加热 几小时。为防止污染检测器，需将柱出口与检测器脱离直接 引至室外。在老化过程中，填料中残存的溶剂以及固定相中 46 可能存在的低沸点组分随载气流出。此外，还有助于使担体
气相色谱分析法--检测器
TCD的清洗
将丙酮、乙醚、十氢萘等溶剂装满检测器的测量池，浸泡一段 时间（20min左右）后倾出，如此反复进行多次，直至所倾出 的溶液比较干净为止。 当选用一种溶剂不能洗净时，可根据污染物的性质先选用高沸 点溶剂进行浸泡清洗，然后再用低沸点溶剂反复清洗。洗净后 加热使溶剂挥发，冷却至室温后，装到仪器上，然后加热检测 器，通载气数小时后即可使用。
TCD基线噪声和漂移
基线噪声N（mV） 在没有样品进入检测器的情况下，仅由 于检测仪器本身及其它操作条件（如柱 内固定液流失，橡胶隔垫流失、载气、 温度、电压的波动、漏气等因素）使基 线在短时间内发生起伏的信号 基线漂移M（ mV/h ） 使基线在一定时间内对原点产生的偏离， 称为漂移（M），单位mV/h
ECD操作条件的选择（1）
载气和载气流速 ECD一般采用N2作载气，载气必须严格纯化，彻底除去水和氧。 载气流速增加，基流随之增大，N2在100mL/min左右，基流最大， 为了同时获得较好的柱分离效果和较高基流，通常采用在柱与检 测器间引入补充的N2，以便检测器内N2达到最佳流量。 检测器的使用温度 当电子捕获检测器采用3H作放射源时，检测器温度应小于220℃； 当采用63Ni 作放射源时，检测器最高使用温度可达400℃。
ECD工作原理（1）
当载气（N2）从色谱柱流出进入检测器时，放射源放射出的β 射线，使载气电离，产生正离子及低能量电子：
+ N 2 β射线→ N 2 + e
这些带电粒子在外电场作用下向两电极定向流动，形成了 约为10-8A的离子流，即为检测器基流。当电负性物质AB进入离 子室时，因为AB有较强的电负性，可以捕获低能量的电子，而形 成负离子，并释放出能量。电子捕获反应：AB + e → AB − + E （应式中，E为反应释放的能量）
气相色谱法
4、气流调节阀 通常在减压阀输出气体的管线中还要串联气 流调节阀，用以稳定载气（或燃气）的压力 当用程序升温进行色谱分析时，由于色谱 柱柱温不断升高引起色谱柱阻力不断增加，也 会使载气流量发生变化。为了在气体阻力发生 变化时，也能维持载气流速的稳定，需要使用 气流调节阀来自动控制载气的稳定流速。
大连催化剂厂
白色 硅藻土 担体
101 白色担体 101 酸洗 101 硅烷化白色担体 102 白色担体 高分子微球
上海试剂厂
由苯乙烯和二乙烯苯共聚而成 经酸碱处理，比表面积 0.02 m2 / g ,可在 较高温度下使用，适宜分析高沸点物质。 由四氟乙烯聚合而成，比表面积 10.5 m2 / g 适宜分析强极性物质和腐蚀性物质
（五） 温度控制系统
温度是色谱分离条件的重要选择参数； 气化室、分离室、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； 分离室：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；
（二）进样系统
气化室 将液体试样瞬间气化的装置。 进样装置 气体进样器（六通阀）：推拉式和旋转式两 种。 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；
微量注射器进样阀
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。
表 某些气体与蒸气的热导系数（λ），单位：J / cm· s ℃·
（三）、 氢火焰离子化检测器
ห้องสมุดไป่ตู้
仪器分析课程标准
《仪器分析》课程标准适用专业：化学所属教研室：分析化学课程代码：ZBB092021课程名称：仪器分析课程性质：专业必修学分学时： 1 学分/ 18学时一、课程概述（一）课程性质《仪器分析》是四年制化学教育本科专业类的专业选修课，是在学生学过分析化学课程的基础上进行的，根据化学教育专业教学的要求，本课程教学以解决化合物的结构鉴定为主，讲述紫外-可见吸收光谱法、红外吸收光谱法、荧光分光光度法、原子吸收法、核磁共振波谱法、质谱法的基本原理以及在化合物结构鉴定上的应用。
（二）基本理念1.面向全体学生，注重素质教育、能力培养本课程面向化学专业全体学生，注重专业基础素质教育，激发学生的学习兴趣，提高他们的抽象思维能力，增强他们的理论联系实际的能力等。
2.突出学生主体，尊重个体差异本课程在目标设定、教学过程、课程评价和教学资源的开发等方面都突出了以学生为主的思想。
课程实施理应成为学生在教师指导下构建知识、提高技能、活跃思维、拓宽视野的过程。
3.注重教学过程、促进学生发展建立能激发学生兴趣和自主学习能力发展的评价体系。
该评价体系由形成性评价和终结性评价构成。
在教学过程中应形成性评价为主，注重培养和激发学生的学习积极性和自信心。
终结性评价应注重检测学生的知识应用能力。
评价要有利于促进学生的知识应用能力的发展；促进教师不断提高教育教学水平；促进本门课程的不断发展与完善。
4. 改变教学方式、运用现代教学技术积极利用多媒体技术，改变传统的教学方式，增加学生对知识的感性认识，培养学生分析问题、解决问题的能力。
（三）设计思路1．教学改革基本思路本课程在设计过程中，根据针对专业培养计划和人才培养规格，本着为地方经济、教育服务的原则，本着宽基础、多方向的就业思路，根据专业岗位技能要求，从而确定教学内容、教学时数和教学方法。
2．总体设计原则本课程让学生了解并熟练掌握有机、无机化合物的基本波谱知识、原理，为实践教学打下良好的基础。
仪器分析气相色谱分析
甲醇淋洗、烘干
酸。一些拖尾，可加 H3PO4 或 KOH 添加剂解决。
碱洗
5-10%NaOH 甲醇液回流， 水、甲醇淋洗、烘干
除 Al2O3 酸性作用点。用于胺类等碱性物质。
硅烷化 釉化
加入 DMCS 或 HMDS 等硅 烷化试剂，使与-SiOH 反应 2%Na2CO3 浸泡担体，过滤 得滤液再水稀 3 倍，用稀滤 液淋洗担体，烘干后再高温 处理
气固色谱：利用不同物质在固体吸附剂上的物理 吸附——脱吸能力不同实现物质的分离。只适于 较低分子量和低沸点气体组分的分离分析。
气液色谱：利用待测物在气体流动相和固定在惰 性固体表面的液体固定相之间的分配原理实现分 离。
第一节 气相色谱仪
102G型气相色谱仪
102型气相色谱仪 常用于学生实验
GC-7890气相色谱仪
350~550oC 活化
永久气体�
不同极性 170oC
除水、通气活化
水+气体氧 +CH4+低级醇
化
物
二 气液色谱固定相——载体+固定液 由载体和固定液构成； 载体为固定液提供大的惰性表面,以承担固定
液,使其形成薄而匀的液膜。 1. 载体 也称担体
惰性的,多孔性固体颗粒。 对载体的要求：稳、匀、大。 载体类型：分为硅藻土型和非硅藻土型,后硅藻土型
第3章 气相色谱分析
3.1、气相色谱仪 3.2、气相色谱流动相与固定相 3.3、气相色谱检测器 3.4、 气相色谱分离分析条件 3.5、气相色谱定性方法 3.6、气相色谱定量方法 3.7、 毛细管柱气相色谱法简介 3.8、气相色谱的应用
气相色谱过程：待测物样品被被蒸发为气体 并注入到色谱分离柱柱顶,以惰性气体 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。 其分离原理是基于待测物在气相和固定相之 间的吸附——脱附 气固色谱 和分配 气液色 谱 来实现的。因此可将气相色谱分为气固色 谱和气液色谱。
气相色谱检测器结构和原理(共72张PPT)
C 6 H 6 6 • C H 3 O 2 6 C H O 6 e 6 H 2 O 6 C O 6 H 3 O
• 特点：
• 灵敏度高，死体积小，应答时间快，除载气外还 需引入空气和氢气，对永久性气体和水无应答。
• 适用范围：有机化合物，能直接用于毛细管色 谱分析。
• 噪音：
一瞬时通过检测器的量。例如：热导检测器、氢焰检测器、电子捕获检测器和火焰光度检 测器、热离子检测器等，此类检测器为一般色谱分析中的常用检测器。
3．按响应特性分类
⑴ 浓度型检测器 浓度型检测器测量的是载气中组分浓度瞬间的变化，也即检 测器的响应值取决于载气中组分的浓度。例如：热导检测器和电子 捕获检测器等。
式中： h－－峰高，mm
Wh/2－－半峰宽，mm A －－峰面积，mm2
c1－－记录器或数据处理机灵敏度，mV/mm
c2－－纸速倒数，min/mm
F－－经校正后的载气流速，mL/min m－－样品质量，mg
气相色谱仪的检测器
检测器的灵敏度
2.质量型检测器灵敏度的计算
SΔ Δ m Rm/W (h h/2 1c c2)6A 0 m 1cc2
式中： h－－峰高，mm
Wh/2－－半峰宽，mm
A －－峰面积，mm2
c1－－记录器或数据处理机灵敏度，mV/mm c2－－纸速倒数，min/mm m－－样品质量，mg
气相色谱仪的检测器
检测器的检测限
检测器的检测限比较灵敏度而言是一个更重要的参数，它衡量了检测器对微小信号 〔由痕量组分产生〕的检测能力。因为检测器在检测时必须考虑噪声这一参数。将产生 两倍噪声信号时，单位体积的载气或单位时间内进入检测器的组分量称为检测限〔D〕。那
• 相关事宜
• ① 载气种类：实验说明，用氮气作载气比 用其他气体〔如H2、He、Ar〕作载气时的 灵敏度要高。
• 特点：
• 灵敏度高，死体积小，应答时间快，除载气外还 需引入空气和氢气，对永久性气体和水无应答。
• 适用范围：有机化合物，能直接用于毛细管色 谱分析。
• 噪音：
一瞬时通过检测器的量。例如：热导检测器、氢焰检测器、电子捕获检测器和火焰光度检 测器、热离子检测器等，此类检测器为一般色谱分析中的常用检测器。
3．按响应特性分类
⑴ 浓度型检测器 浓度型检测器测量的是载气中组分浓度瞬间的变化，也即检 测器的响应值取决于载气中组分的浓度。例如：热导检测器和电子 捕获检测器等。
式中： h－－峰高，mm
Wh/2－－半峰宽，mm A －－峰面积，mm2
c1－－记录器或数据处理机灵敏度，mV/mm
c2－－纸速倒数，min/mm
F－－经校正后的载气流速，mL/min m－－样品质量，mg
气相色谱仪的检测器
检测器的灵敏度
2.质量型检测器灵敏度的计算
SΔ Δ m Rm/W (h h/2 1c c2)6A 0 m 1cc2
式中： h－－峰高，mm
Wh/2－－半峰宽，mm
A －－峰面积，mm2
c1－－记录器或数据处理机灵敏度，mV/mm c2－－纸速倒数，min/mm m－－样品质量，mg
气相色谱仪的检测器
检测器的检测限
检测器的检测限比较灵敏度而言是一个更重要的参数，它衡量了检测器对微小信号 〔由痕量组分产生〕的检测能力。因为检测器在检测时必须考虑噪声这一参数。将产生 两倍噪声信号时，单位体积的载气或单位时间内进入检测器的组分量称为检测限〔D〕。那
• 相关事宜
• ① 载气种类：实验说明，用氮气作载气比 用其他气体〔如H2、He、Ar〕作载气时的 灵敏度要高。
气相色谱固定相及气相色谱仪原理图
气相色谱固定相及气相色谱仪原理图一、气相色谱固定相1.气固色谱固定相气固色谱固定相通常是具有一定活性的固体吸附剂细小颗粒，常见的有：活性炭，三氧化二铝，硅胶，分子筛，高分子多孔微球（GDX系列）等2.气液色谱固定相气液色谱固定相是以一种惰性固体微粒作支持剂（称其为担体或载体），在其表面涂敷上一高沸点的物质（其在色谱分离操作温度下呈液态，称其为固定液）而构成。
（一）担体化学惰性的多孔固体微粒，具有较大的比表面积，固定液能均匀地分布在其表面。
担体应能满足一定的要求。
常见担体有硅藻土型和非硅藻土型两类。
硅藻土型担体应用较广泛，它又分为红色担体和白色担体两种，它们都是由天然硅藻土煅烧而成。
白色担体在煅烧前加入了少量助溶剂，如碳酸钠等。
红色担体：孔径较小，比表面积较大，具有较好的机械强度，适宜分离非极性或弱极性组分的试样。
白色担体：孔径较大，比表面积较小，机械强度较差，吸附性小适宜分离极性组分的试样。
担体使用前需要经过预处理（经酸洗、碱洗、硅烷化及釉化等处理，使担体表面钝化）。
（二）固定液1．固定液通常是高沸点的有机化合物，使用时注意其使用温度。
固定液应能满足一定的要求。
2．固定液的极性相对极性。
麦氏常数。
3．固定液的选择在掌握了固定液的相对极性和麦氏常数的基础上，根据试样的性质，参照“相似相溶”的原则，初步选择适当的固定液。
固定液的选择大致可分为以下五种情况：（1）分离非极性组分一般选用非极性固定液。
（2）分离极性组分一般选用极性固定液。
（3）分离非极性和极性（或易被极化的）组分的混合物一般选用极性固定液。
（4）分离能形成氢键的组分（如：醇，胺，水等）一般选用极性的或氢键型的固定液。
（5）对于复杂的难分离组分的分离通常采用特殊的固定液或混合固定液。
二、气相色谱仪1.气路系统(carrier gas)(1)载气(2)气路结构(3)净化器(4)稳压恒流装置2.进样系统(sample injection)(1)进样器(2)气化室3.分离系统色谱柱(capillary column)4.温控系统5.检测器(detector)浓度型微分检测器:热导池检测器(thermal-conductivity detector TCD),电子捕获检测器(electron-capture detector ECD)质量型微分检测器:氢氧焰离子化检测器(hydrogen-flame ionization detector FID) 1.热导池检测器检测原理:不同的物质具有不同的热导系数ECD FID (2)FID思考题:1.进行色谱分析时,载气流速时高一些好,还是低一些好?2.选择固定相时,应遵循什么原则?3.热导池检测器的工作原理如何?* 公司介绍◎湖南创特科技[南京科捷湖南生产基地]专业研发生产气相色谱仪、液相色谱仪、数据处理机、色谱工作站及色谱专用零配件、易耗品。
第十八章气相色谱法(83)
固定液+担体（support) 1. 固定液： 要求：在操作温度下蒸气压要低；稳定性好；对被分离 组分的选择性要高； 对试样中各组分有足够的溶解能力。
30
组分与固定相间作用力：静电力：永久偶极，极性分子 与极性固定液；诱导力：具有永久偶极的极型分子使其它分 子产生偶极距，分离非极性和可极化的组分，如苯和环己烷 偶极距为零，但苯的共轭体系易极化。色散力：非极性分子 中，正负电荷瞬间相对位移，非极性固定液分离非极性组 分；氢键力：含有易产生氢键的基团的固定液分离含有电负 性强的元素的化合物；分子间特殊作用力：形成弱配位键。
按沸点顺序，沸点低者先出 柱。相同沸点的极性组分先 出。
中等极性
中等极性 诱导力和色散力 按沸点顺序。相同沸点的极 性组分后出柱。
极性
极性
能形成氢键的 试样
氢键型
静电力 氢键力
按极性顺序出柱。非极性组 分先出柱。
按形成氢键的能力大小分布均匀；表面吸附性很弱；热稳 定性、化学稳定性好；粒度均匀，有一定的机械强度。 种类和性能：硅藻土型载体： — 红色载体 含氧化铁，常与非极性固定液配伍。 — 白色载体 加碳酸钠作助熔剂，与极性固定液配伍。
21
三、气相色谱分离条件选择 1.分离度(resolution)
当峰宽测定困难时：
近似为： R=1.5时，两峰分离程度为99.7%。
22
2. R与n，r1/2，k的关系：
R定量描述了相邻两组分在色谱柱中的分离情况，概括 了影响色谱热力学和动力学因素。两组分保留时间的差值取 决于色谱分离的热力学性质，色谱峰的宽窄取决于动力学因 素，可作为评价柱总分离效能的指标。
20ml/min ～60ml/min，一般由实验确定。
25
30
组分与固定相间作用力：静电力：永久偶极，极性分子 与极性固定液；诱导力：具有永久偶极的极型分子使其它分 子产生偶极距，分离非极性和可极化的组分，如苯和环己烷 偶极距为零，但苯的共轭体系易极化。色散力：非极性分子 中，正负电荷瞬间相对位移，非极性固定液分离非极性组 分；氢键力：含有易产生氢键的基团的固定液分离含有电负 性强的元素的化合物；分子间特殊作用力：形成弱配位键。
按沸点顺序，沸点低者先出 柱。相同沸点的极性组分先 出。
中等极性
中等极性 诱导力和色散力 按沸点顺序。相同沸点的极 性组分后出柱。
极性
极性
能形成氢键的 试样
氢键型
静电力 氢键力
按极性顺序出柱。非极性组 分先出柱。
按形成氢键的能力大小分布均匀；表面吸附性很弱；热稳 定性、化学稳定性好；粒度均匀，有一定的机械强度。 种类和性能：硅藻土型载体： — 红色载体 含氧化铁，常与非极性固定液配伍。 — 白色载体 加碳酸钠作助熔剂，与极性固定液配伍。
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三、气相色谱分离条件选择 1.分离度(resolution)
当峰宽测定困难时：
近似为： R=1.5时，两峰分离程度为99.7%。
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2. R与n，r1/2，k的关系：
R定量描述了相邻两组分在色谱柱中的分离情况，概括 了影响色谱热力学和动力学因素。两组分保留时间的差值取 决于色谱分离的热力学性质，色谱峰的宽窄取决于动力学因 素，可作为评价柱总分离效能的指标。
20ml/min ～60ml/min，一般由实验确定。
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气固色谱固定相及选择
气固色谱固定相及选择
毛细管柱和填充色谱柱比较
填充色谱柱
不锈钢填充色谱柱 内经2mm，长度2-3米，外径1/8英寸 玻璃填充色谱柱 内经2mm，长度2米，外径1/8英寸
毛细管色谱柱 内经0.05-0.8mm，长度30-100米，常见的是30米。外
层涂聚酰脂，内表面硅烷化处理，内壁涂固定相。
二、老化方法：使用前通常在180℃通氮气活化3-4h，降温后
存于干燥器内备用。
分子筛
一、分子筛的组成 分子筛是在气固色谱中广泛使用的新型吸附剂，它是人工 合成的泡沸石，主要成分：硅酸铝的钠盐或者钙盐，可表 示为MO.AL2O3.xSiO2.yH2O。其中的M可以是K,Na,Ca等。
二、分子筛的分离原理： 当合成泡沸石加热时，结构水就从硅铝构架的空隙中溢出， 留下大小且分布均匀的空隙，孔径的大小取决于M离子半 径和它在此构架上的位置。当样品分子经过筛子时，比孔 径小的分子便被吸进去，而比孔径大的分子则通过筛子筛 出来，故分子筛实际上像一个“反筛子”。 分子筛的性能主要取决于孔径大小和表面特性。
示例1：溶液中甲醇和水含量的测定
四、分析过程及计算
1 、内标法分析:进样量 0.5mL
2、称取0.5g样品和0.5g意境混合均匀后，近样0.5ul。
3、计算
wi—组分含量% Ai—组分的峰面积 Fi/s—组分的相对校正因子 As—内标物的峰面积 Ws—内标物的质量，g W—样品的质量，g
Fi / s w i
三、分子筛的种类
分子筛
一般分为A型X型，常用的有4A,5A,13X。
四、分子筛的用途：
分离永久气体、H2、H2S、O2、CH4、CO和气
态烃分析等，
五、特点：分析气样中N2和O2有特效;能在高温下
毛细管柱和填充色谱柱比较
填充色谱柱
不锈钢填充色谱柱 内经2mm，长度2-3米，外径1/8英寸 玻璃填充色谱柱 内经2mm，长度2米，外径1/8英寸
毛细管色谱柱 内经0.05-0.8mm，长度30-100米，常见的是30米。外
层涂聚酰脂，内表面硅烷化处理，内壁涂固定相。
二、老化方法：使用前通常在180℃通氮气活化3-4h，降温后
存于干燥器内备用。
分子筛
一、分子筛的组成 分子筛是在气固色谱中广泛使用的新型吸附剂，它是人工 合成的泡沸石，主要成分：硅酸铝的钠盐或者钙盐，可表 示为MO.AL2O3.xSiO2.yH2O。其中的M可以是K,Na,Ca等。
二、分子筛的分离原理： 当合成泡沸石加热时，结构水就从硅铝构架的空隙中溢出， 留下大小且分布均匀的空隙，孔径的大小取决于M离子半 径和它在此构架上的位置。当样品分子经过筛子时，比孔 径小的分子便被吸进去，而比孔径大的分子则通过筛子筛 出来，故分子筛实际上像一个“反筛子”。 分子筛的性能主要取决于孔径大小和表面特性。
示例1：溶液中甲醇和水含量的测定
四、分析过程及计算
1 、内标法分析:进样量 0.5mL
2、称取0.5g样品和0.5g意境混合均匀后，近样0.5ul。
3、计算
wi—组分含量% Ai—组分的峰面积 Fi/s—组分的相对校正因子 As—内标物的峰面积 Ws—内标物的质量，g W—样品的质量，g
Fi / s w i
三、分子筛的种类
分子筛
一般分为A型X型，常用的有4A,5A,13X。
四、分子筛的用途：
分离永久气体、H2、H2S、O2、CH4、CO和气
态烃分析等，
五、特点：分析气样中N2和O2有特效;能在高温下
气相色谱法
B、固定液的分离特征
被测组分在固定液中溶解度或分配系数的大小与 被测组分和固定液两种分子之间相互作用力的大小有 关。分子间作用力 ①静电力（定向力） ②诱导力 ③色散力 ④氢键例 （不同固定液的分离性质用麦氏常数表征——表2-6麦 氏常数 ）
C、固定液的选择
固定液选择——相似相溶原理
选择固定液的基本原则： ①分离非极性物质 选用非极性固定液——鲨鱼烷、甲基硅油、阿批松。 被分离组分和固定液之间的作用力是色散力。各组分按 沸点顺序先后流出色谱柱。沸点低的组分先流出，沸点 高的组分后流出。如果被分离组分是同系物，由于色散 力与分子量成正比，各组分按碳顺序分离。
n 有效 5 .54 ( H 有效 L n 有效
' Βιβλιοθήκη RY1 / 2) 16 (
2
' tR
Y
)2
( 2 18 ) ( 2 19 )
有效塔板数和有效塔板高度较为真实的反应了柱效能的好坏。 成功处：解释流出曲线的形状（呈正态分布）、浓度极大点的位 置以及计算评价柱效能等方面。 不足处：基本假设是不当 。
O
Fe
O
有吸附性，担体需加以钝化处理。处理方法：酸洗， 碱洗，硅熔 。
2、固定液
A、对固定液的要求
①挥发性小 ②热稳定性好 操作温度下有较低蒸气压，以免流失； 操作温度下不发生分解；
③对试样各组分有适当的溶解能力。 ④具有高的选择性 对沸点相同或相近的不同物质有 尽可能高的溶解能力； ⑤化学稳定性好 不与被测物质起化学反应。
Dg—组分在气相中的扩散系数（单位为cm2·-1） s
纵向扩散与组分在柱内的保留时间有关，保留时 间越长，分子扩散项对色谱峰扩张的影响就越显著。 相对分子质量较大的载气（如氨气）可使B项降低。 Dg随柱温增高而增加，但反比与柱压。 弯曲因子r：空心毛细管柱r＝1、填充柱中扩散程 度降低r<1、硅藻土担体r＝0.5～0.7
第十五章 气相色谱法-GC
mi Ai fi ms Ci % = × 100% = ⋅ × 100% m As f s m 0.96 × 3.50 × 0.0625 = × 100% 10.2 × 12.50 × 0.1250 = 1.318%
对内标物要求：
a．内标物须应是试样中不存在的纯物质 b．加入的量应接近被测组分 c．内标物色谱峰位于被测物附近 内标法优点： 进样量不超量时，重复性及操作条件对结果无影响 只需待测组分和内标物出峰，与其他组分是否出峰 无关 内标法缺点： 找合适内标物困难；已知校正因子
（4）内标对比法
分别配制等量加入内标物的样品溶液和对照品溶液
(Ci %)样 ( Ai / As ) 样 = (Ci %) 对照 ( Ai / As ) 对照 ( Ai / As ) 样 ⇒ (Ci %)样 = * (Ci %) 对照 ( Ai / As ) 对照
简化的内标法，消除了操作条件的影响，也不 需要准确体积进样，亦不必测出校正因子
化学分类法:P.229 烃类、硅氧烷类、醇类、酯类 极性分类法: （按相对极性分类的常用固定液列于 教材P.230表15-1）。 3. 固定液的选择
①根据相似性原则选择 被分离组分的极性或官能团与 固定液相似的原则选择。 ②根据主要差别原则选择 如果沸点为主要矛盾，则应选 用非极性(鲨鱼烷、甲基硅油)；若极性差别为主，应选极 性固定液。(聚丙二醇等)
第6节
应用与示例
P238 1.无水乙醇中微量水分的测定(内标法)
2.曼佗罗酊剂的含醇量测定(内标对比法)
2. 载体种类
可分为：硅藻土型 红色担体 白色担体 氟担体 玻璃微球 高分子多孔微球
非硅藻土型
(二)
固定液
1、对固定液的要求 ①挥发性小，以防固定液流失，操作温度 不得超过固定液的沸点 ②对试样各组分有适当的溶解能力 ③选择性高 ④化学稳定性好，高温下不分解 ⑤黏度小,凝固点低
气相色谱---检测器
章节页数题号题目δXA1227气相色谱分析的仪器中，检测器的作用是（）δXA1228TCD的基本原理是依据被测组分与载气（）的不同。
δXA1239检测器通入H2的桥电流不许超过()δXA12310热导池检测器的灵敏度随着桥电流增大而增高，因此，在实际操作时桥电流应该()δXA12311氢火焰离子化检测器中，使用（）作载气将得到较好的灵敏度δXA12312影响氢焰检测器灵敏度的主要因素是（）δXA12314对气相色谱柱分离度影响最大的是（）δXA12315衡量色谱柱总分离效能的指标是（）δXA12316气相色谱分析样品中各组分的分离是基于（）的不同δXA12317气-液色谱柱中，与分离度无关的因素是（）δXA12318色谱分析样品时，第一次进样得到3个峰，第二次进样时变成4个峰，原因可能是（）δXA12319气相色谱定量分析的依据在一定的操作条件下，检测器的响应信号（色谱图上的峰面积或峰高）与进入检测器的（）δXA12543在气相色谱流程中，载气种类的选择，主要考虑与（）相适宜。
δXA12548所谓检测器的线性范围是指（）。
δXA12555两个色谱峰能完全分离时的R值应为（）。
δXA12667某人用气相色谱测定一有机试样，该试样为纯物质，但用归一化法测定的结果却为含量的60%，其最可能的原因为（δXB2387在气相色谱分析中，应用热导池为检测器时，记录仪基线无法调回，产生这现象的原因是（）δXB2398气液色谱法中，火焰离子化检测器（）优于热导检测器。
δXB23914火焰光度检测器（FPD)，是一种高灵敏度，仅对（）产生检测信号的高选择检测器。
δXB23915FID点火前需要加热至100℃的原因是（）。
δXB23916使用氢火焰离子化检测器时，最适宜的载气是（）。
δXB24029在下列气相色谱的检测器中，属于浓度型，且对于所有物质都有响应的是（）。
δXB24034在气相色谱热导型检测器分析中，控制适宜桥流的作用是（）。
第4节 色谱固定相及其选择
第四节 气相色谱固定相
stationary phases in gas chromatograph
2013-7-1
一、气固色谱固定相
在GC分析中，各组分能否完全分离，主要取决 于色谱柱的效能和选择性，固定相的选择是关键问 题。 气固色谱用的固定相是一种有一定活性的吸附 剂。 常用于分析永久性气体和低沸点的烃类。
2013-7-1
二、气液色谱固定相
在气液色谱中，固定相是液体，是一种高沸点的
有机液膜－称固定液。
固定相必须有两部分组成：①固定液 ②担体
1．组分和固定液之间的分子作用力
组分在柱中的保留时间主要决定于组分和固定
液之间的作用力。 静电力，诱导力，色散力 分子间的作用力
2013-7-1
氢键作用力
静电力：极性分子之间产生的作用力 。
分离极性物质，选择极性固定液。组分按极性从 小到大流出。
分离极性和非极性物质，一般选极性固定液。非 极性组分先出峰。 能形成氢键的物质，选择氢键型固定液。组分按 形成氢键能力大小分离。
2013-7-1
复杂的难分离物质，可选用两种以上的固定液。 研究和使用过的固定液有1000多种，但最常用 总之，应选择固定液与被测组分的作用力 的不到10种。 大，溶解度大，分配系数大，充分发挥色谱
1. 种类
活性炭：有较大的比表面积，吸 附性较强。适于永久性气体和低沸 点的烃类。
2013-7-1
活性氧化铝：有较大的极性。
适用于常温下O2、N2、CO、CH4、C2H6、C2H4
等气体的相互分离。CO2能被活性氧化铝强烈吸附
而不能用这种固定相进行分析。
硅胶：与活性氧化铝大致相同的分离性能。 除能分析上述物质外，还能分析CO2、N2O、 NO、NO2等，且能够分离臭氧。。
仪器分析复习重修自学预习2色谱法分离原理
分离过程
流动相
固定相
检测
与固定相作用
固定相： 在色谱法中，将填入玻璃管或不锈钢管内静止 不动的一相（固体或液体）。
流动相： 携带混合物流经此固定相的流体（一般是气体 或液体）。
色谱柱： 装有固定相的管子（玻璃管或不锈钢管）。
原理：
当流动相中样品混合物经过固定相时，就会与固 定相发生作用（由于各组分在性质和结构上的差 异，与固定相相互作用的类型、强弱也有差异）， 因此在同一推动力的作用下，不同组分在固定相 滞留时间长短不同，从而按先后不同的次序从固 定相中流出。
超临界流体——超临界流体色谱（SFC）。
通过化学反应将固定液键合到载体表面，这种化学键合固 定相的色谱又称化学键合相色谱（CBPC）。
2.按组分和固定相之间的作用机理分类：
吸附能力不同称为吸附色谱法 作用机理： 溶解度的不同称为分配色谱法
亲和力大小称为离子交换色谱法 分子尺寸大小称为凝胶色谱法 或尺寸排阻色谱法
1.死时间tM 不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时，从进 样到出现峰极大值所需的时间称为死时间，它正比 于色谱柱的空隙体积。
死时间
2. 保留时间tR 试样从进样到柱后出现峰极大点时所经过的时间，称 为保留时间。
保留时间
返回
21
3.调整保留时间tR´ 某组分的保留时间扣除死时间后，称为该组分的调
3. 所有组分开始时存在于第0号塔板上，而且试 样沿轴（纵）向扩散可忽略。
4. 分配系数在所有塔板上是常数，与组分在某 一塔板上的量无关。
1.流动相在往前移动（脉动式ΔVm ）：迁移 2.样品在流动相和固定相中分配：平衡（分 配系数）
被固定相保留，分配系数为1 不被固定相保留，分配系数为0
流动相
固定相
检测
与固定相作用
固定相： 在色谱法中，将填入玻璃管或不锈钢管内静止 不动的一相（固体或液体）。
流动相： 携带混合物流经此固定相的流体（一般是气体 或液体）。
色谱柱： 装有固定相的管子（玻璃管或不锈钢管）。
原理：
当流动相中样品混合物经过固定相时，就会与固 定相发生作用（由于各组分在性质和结构上的差 异，与固定相相互作用的类型、强弱也有差异）， 因此在同一推动力的作用下，不同组分在固定相 滞留时间长短不同，从而按先后不同的次序从固 定相中流出。
超临界流体——超临界流体色谱（SFC）。
通过化学反应将固定液键合到载体表面，这种化学键合固 定相的色谱又称化学键合相色谱（CBPC）。
2.按组分和固定相之间的作用机理分类：
吸附能力不同称为吸附色谱法 作用机理： 溶解度的不同称为分配色谱法
亲和力大小称为离子交换色谱法 分子尺寸大小称为凝胶色谱法 或尺寸排阻色谱法
1.死时间tM 不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时，从进 样到出现峰极大值所需的时间称为死时间，它正比 于色谱柱的空隙体积。
死时间
2. 保留时间tR 试样从进样到柱后出现峰极大点时所经过的时间，称 为保留时间。
保留时间
返回
21
3.调整保留时间tR´ 某组分的保留时间扣除死时间后，称为该组分的调
3. 所有组分开始时存在于第0号塔板上，而且试 样沿轴（纵）向扩散可忽略。
4. 分配系数在所有塔板上是常数，与组分在某 一塔板上的量无关。
1.流动相在往前移动（脉动式ΔVm ）：迁移 2.样品在流动相和固定相中分配：平衡（分 配系数）
被固定相保留，分配系数为1 不被固定相保留，分配系数为0
气相色谱法
作用：推动样品沿柱方向运动，为样品提供相空间。
要求：化学上惰性。
常用载气：He，H2 ，N2 ，Ar 。 选择：据其对检测器的灵敏度。
2. 色谱柱
2.1 按柱体分类
金属柱 柱体 玻璃柱 聚四氟乙烯 形状 U形 螺旋型 直型
2.2 按固定相分类
◇气固色谱柱 固体（吸附剂）固定相 缺点：峰拖尾严重、重现差、应用范围少。 ◆气液色谱柱 液体固定相
2.4 对检测器的要求
主要：⑴ 准确：a.足够的灵敏度；b.线性范围宽；c. 最小检测量低；d.稳定性好。 ⑵ 及时、连续：a.死体积小；b.响应迅速。 次要：⑶ 造价低廉、使用方便 ⑷ 抗干扰或能确定特种官能团
通用型检测器要求适用范围广
选择型检测器要求选择性好
3. 常用检测器
3.1 热导检测器
⑷ 对难分离的样品采用混合固定液 对难分离的样品采用混合固定液，调节比例 ◆注意：要考虑最高和最低使用温度。最高使用温度 要比混合固定液的低150～200℃。 ◆一般固定液在P<13.33Pa（0.1mmHg）时寿命较长； 若P>68.66Pa(0.5mmHg)时固定液流失，影响柱寿
命及数据稳定性。
§3 检测器（Detector）
检测器能连续地监测从色谱柱馏出的气体组成的变 化，并把这种变化通过不同的方式转变为可测量的 电信号，通过对电信号的处理，可获得色谱分析的 定量和定性结果。
1. 检测器的分类
1.1 按响应特征分
浓度型 检测组分浓度的瞬时变化，响应信号取决于 载气中组分的浓度。如：热导检测器（TCD）、电 子捕获检测器（ECD） 质量型 检测组分进入检测器的质量流速变化，响应
③载气性质 TCD的灵敏度取决于 △λ＝∣ λ 载气－ λ 载气＋组分∣ △λ增大，信号增大，灵敏度变大 ∴常用H2（ λ ＝39.2）或He（ λ ＝33.6）作为载气。 N2（ λ ＝5.66） λ较小，灵敏度小，当λ样品> λN2时，图谱会出现倒峰。
要求：化学上惰性。
常用载气：He，H2 ，N2 ，Ar 。 选择：据其对检测器的灵敏度。
2. 色谱柱
2.1 按柱体分类
金属柱 柱体 玻璃柱 聚四氟乙烯 形状 U形 螺旋型 直型
2.2 按固定相分类
◇气固色谱柱 固体（吸附剂）固定相 缺点：峰拖尾严重、重现差、应用范围少。 ◆气液色谱柱 液体固定相
2.4 对检测器的要求
主要：⑴ 准确：a.足够的灵敏度；b.线性范围宽；c. 最小检测量低；d.稳定性好。 ⑵ 及时、连续：a.死体积小；b.响应迅速。 次要：⑶ 造价低廉、使用方便 ⑷ 抗干扰或能确定特种官能团
通用型检测器要求适用范围广
选择型检测器要求选择性好
3. 常用检测器
3.1 热导检测器
⑷ 对难分离的样品采用混合固定液 对难分离的样品采用混合固定液，调节比例 ◆注意：要考虑最高和最低使用温度。最高使用温度 要比混合固定液的低150～200℃。 ◆一般固定液在P<13.33Pa（0.1mmHg）时寿命较长； 若P>68.66Pa(0.5mmHg)时固定液流失，影响柱寿
命及数据稳定性。
§3 检测器（Detector）
检测器能连续地监测从色谱柱馏出的气体组成的变 化，并把这种变化通过不同的方式转变为可测量的 电信号，通过对电信号的处理，可获得色谱分析的 定量和定性结果。
1. 检测器的分类
1.1 按响应特征分
浓度型 检测组分浓度的瞬时变化，响应信号取决于 载气中组分的浓度。如：热导检测器（TCD）、电 子捕获检测器（ECD） 质量型 检测组分进入检测器的质量流速变化，响应
③载气性质 TCD的灵敏度取决于 △λ＝∣ λ 载气－ λ 载气＋组分∣ △λ增大，信号增大，灵敏度变大 ∴常用H2（ λ ＝39.2）或He（ λ ＝33.6）作为载气。 N2（ λ ＝5.66） λ较小，灵敏度小，当λ样品> λN2时，图谱会出现倒峰。
第二章第4节 气相色谱仪
2010/3/29
3． 氢火焰离子化检测器（FID：hydrogen
flame ionization detector） （1）特点
a. b. c. 典型的质量型检测器， 对有机化合物具有很高的灵敏度， 无机气体、水、四氯化碳等含氢少或不含氢的物质灵敏
度低或不响应。 d. 氢焰检测器结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速 等特点。 e. 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。
2010/3/29
2．热导检测器(TCD:Thermal Conductivity Detector)
根据不同的物质具有 不同的热导系数原理 制成的。热导检测器 由于结构简单，性能 稳定，几乎对所有物 质都有响应，通用性 好，而且线性范围 宽，价格便宜，因此 是应用最广，最成熟 的一种检测器。其主 要缺点是灵敏度较低。
2010/3/29
稳流阀
• 程序升温用气相色谱仪通常还配有稳流 阀，以维持柱升降温时气流的稳定。其 工作原理是针阀在输入压力保持不变的 情况下旋到一定的开度，使流量维持不 变。当进口压力 稳定，针阀两端的压力 差 ，当 等于弹簧压力时，膜片两边达到 平衡。当柱温升高时，气体阻力增加， 出口压力 增加，流量降低。因为 是恒定 的，所以 小于弹簧压力，这时弹簧向上 压动膜片，球阀开度增大，出口压力 增 大，流量增加， 也相应下降，直至 等于 弹簧压力时，膜片又处于平衡，使气体 流量维持不变。
2010/3/29
气相色谱外观
气路系统
进样系统
分离系统
检测器
温控系统
2010/3/29
气相色谱立体结构流程
2010/3/29
2010/3/29
2010/3/29
3． 氢火焰离子化检测器（FID：hydrogen
flame ionization detector） （1）特点
a. b. c. 典型的质量型检测器， 对有机化合物具有很高的灵敏度， 无机气体、水、四氯化碳等含氢少或不含氢的物质灵敏
度低或不响应。 d. 氢焰检测器结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速 等特点。 e. 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。
2010/3/29
2．热导检测器(TCD:Thermal Conductivity Detector)
根据不同的物质具有 不同的热导系数原理 制成的。热导检测器 由于结构简单，性能 稳定，几乎对所有物 质都有响应，通用性 好，而且线性范围 宽，价格便宜，因此 是应用最广，最成熟 的一种检测器。其主 要缺点是灵敏度较低。
2010/3/29
稳流阀
• 程序升温用气相色谱仪通常还配有稳流 阀，以维持柱升降温时气流的稳定。其 工作原理是针阀在输入压力保持不变的 情况下旋到一定的开度，使流量维持不 变。当进口压力 稳定，针阀两端的压力 差 ，当 等于弹簧压力时，膜片两边达到 平衡。当柱温升高时，气体阻力增加， 出口压力 增加，流量降低。因为 是恒定 的，所以 小于弹簧压力，这时弹簧向上 压动膜片，球阀开度增大，出口压力 增 大，流量增加， 也相应下降，直至 等于 弹簧压力时，膜片又处于平衡，使气体 流量维持不变。
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气相色谱外观
气路系统
进样系统
分离系统
检测器
温控系统
2010/3/29
气相色谱立体结构流程
2010/3/29
2010/3/29
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气相色谱法
而取决于组分及两相的性质，并随柱温、柱 压变化而变化。
容量因子k 决定于组分及固定相的热力学性质，
随柱温、柱压的变化而变化，还与流动相及 固定相的体积有关。
理论上可以推导出：
VS 1 kK K VM
t VR R k t M VM
相比（Phase ratio） ＝VM / VS: 反映各种色谱柱柱型及其结构特征
2、柱温的选择 能使沸点最高的组分达到分离的前提下， 尽量选择较低的温度。但以保留时间适宜，峰 形不托尾为度。 3、固定液与担体的选择 由实验手册查出参考值，再由实验选择。 4、汽化室与检测室温度 汽化温度、检测室温度高于柱温30-70度。 5、进样量 根据担液比及柱子形式决定进样量，进样 时间要短（1秒内完成）。
二、色谱分离基本方程式 设两相邻峰的峰宽相等，即w1=w2，则
R
又知
2(t R ( 2) t R (1) ) w1 w2
t R ( 2 ) t R (1) w2
tR 2 n 16( ) W
W2
16t
2 R ( 2)
n
4t R ( 2 ) n
另
t ( 2) R tM
k2
§2-4 固定相及其选择 一、固定相的类型：
吸附剂型固定相
固定相{
担体+固定液型固定相
常用吸附剂型固定相有：
常用担体+固定液型固定相中： 常用担体有： 1、红色担体：（101型担体）
特点是：表面空隙小、比表面积大、机械强度 高、担液能力强、表面有吸附中心。
2、白色担体：（6201型担体）
特点是：表面空隙较大、比表面积较小、机械 强度较差、担液能力中、表面无吸附中心。
气相色谱柱专业知识课件
有机合成高分子聚合物 吸附+分配机制
装柱过程： 1）空柱管→酸洗，碱洗，乙醚洗 2）固定液（<20%）→溶解在有机溶剂→载体 3）静态老化 4）动态老化
第四节 检测器
检测器：是将流杰出谱柱旳被测组分旳浓度转变为 电信号旳装置
一、气相色谱检测器分类 二、常用检测器旳特点和检测原理 三、检测器旳性能指标
气相色谱柱
（一）载体
1．作用：承载固定液旳作用
2．要求： 比表面积大（多涂渍固定液） 无吸附性（不吸附被测组分） 化学惰性（不与固定液发生化学反应） 热稳定性好 一定旳机械强度
续前
3．分类： （1）硅藻土类：具有一定粒度旳多孔性固体微粒
红色：吸附力强，与非极性物质配伍 白色：吸附力弱，与极性物质配伍 （2）非硅藻土类：玻璃微球，石英微球，
注：对于中档极性组分，若沸点相同， 则按极性顺序出柱，极性较强旳后出柱
续前
b．按化学官能团相同选择： 固定液与被测组分化学官能团相同，作用力强， 选择性高
酯类——选酯或聚酯固定液 醇类——选醇类或聚乙二醇固定液
（2）按组分性质旳主要差别选择
组分旳沸点差别为主 —— 选非极性固定液 按沸点顺序出柱 沸点低旳先出柱
➢ 小结：
固定液分类，固定液选择，分离条件选择 两种类型检测器特点，检测原理，使用注意 敏捷度与检测限优劣衡量
Sm
A C1
C2 w
60
[mV s / g]
S m 指1秒钟携带1g样品进入检测器所产生的信号强度
A — —峰面积(cm2 )
C1 — —记录器灵敏度（mV / cm） C2 — —记录纸纸速倒数（min/ cm）
w — —进样量（g）
（三）检测限（敏感度）：
装柱过程： 1）空柱管→酸洗，碱洗，乙醚洗 2）固定液（<20%）→溶解在有机溶剂→载体 3）静态老化 4）动态老化
第四节 检测器
检测器：是将流杰出谱柱旳被测组分旳浓度转变为 电信号旳装置
一、气相色谱检测器分类 二、常用检测器旳特点和检测原理 三、检测器旳性能指标
气相色谱柱
（一）载体
1．作用：承载固定液旳作用
2．要求： 比表面积大（多涂渍固定液） 无吸附性（不吸附被测组分） 化学惰性（不与固定液发生化学反应） 热稳定性好 一定旳机械强度
续前
3．分类： （1）硅藻土类：具有一定粒度旳多孔性固体微粒
红色：吸附力强，与非极性物质配伍 白色：吸附力弱，与极性物质配伍 （2）非硅藻土类：玻璃微球，石英微球，
注：对于中档极性组分，若沸点相同， 则按极性顺序出柱，极性较强旳后出柱
续前
b．按化学官能团相同选择： 固定液与被测组分化学官能团相同，作用力强， 选择性高
酯类——选酯或聚酯固定液 醇类——选醇类或聚乙二醇固定液
（2）按组分性质旳主要差别选择
组分旳沸点差别为主 —— 选非极性固定液 按沸点顺序出柱 沸点低旳先出柱
➢ 小结：
固定液分类，固定液选择，分离条件选择 两种类型检测器特点，检测原理，使用注意 敏捷度与检测限优劣衡量
Sm
A C1
C2 w
60
[mV s / g]
S m 指1秒钟携带1g样品进入检测器所产生的信号强度
A — —峰面积(cm2 )
C1 — —记录器灵敏度（mV / cm） C2 — —记录纸纸速倒数（min/ cm）
w — —进样量（g）
（三）检测限（敏感度）：
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O V -7
350
甲基聚硅氧烷
甲 苯 +2
592
6、 苯 基 （ 50% ） 甲基 聚硅氧烷
O V -17 300
甲 苯 +2
827
7、 苯 基 （ 60% ） 甲 基 O V -22
350
聚硅氧烷
甲 苯 +2
1075
8、 邻 苯 二 甲 酸 二壬酯
第二章 色谱分析法
第四节 气相色谱固定 相和检测器
一、气相色谱固定相 二、气相色谱检测装置
1．检测器特性 2．热导检测器 3．氢火焰离子化检测器 4. 电子捕获检测器 5. 具有定性功能的检测器 （联用技术）
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一、气相色谱固定相
1．气固色谱固定相 种类: （P25）
活性炭（非极性）：有较大的比表面积,吸附性较强。 活性氧化铝（弱极性）：适用于常温下O2、N2、CO、 CH4、C2H6、C2H4等气体的相互分离。 硅胶（氢键型—极性） ：与活性氧化铝大致相同的分离 性 能 ， 除 能 分 析 上 述 物 质 外 ， 还 能 分 析 CO2、N2O、NO、 NO2等，且能够分离臭氧。
（异三十烷）
150
乙醚 0
0
烃类及非极性化合物
2、 阿 皮 松 L
APL
300
苯
—
143
非极性和弱极 性各类 高
沸点有机化合物
3、 硅 油
O V -101 350
丙 酮 +1
229
各类高沸点弱 极性有 机
化合物，如芳烃
4、 苯 基 10%
O V -3
350
甲基聚硅氧烷
甲 苯 +1
423
5、 苯 基 （ 20% ）
孔径较小,表孔密集，比表面积较大，机械强度好。适宜分 离非极性或弱极性组分的试样。
缺点是表面存有活性吸附中心点。
白色担体： （101型担体）
煅烧前原料中加入了少量助溶剂(碳酸钠)。 颗粒疏松，孔径较大。表面积较小，机械强度较差。但吸 附性显著减小，适宜分离极性组分的试样。 *硅藻土型担体用前要预处理：酸洗、碱洗、硅烷化。
g 适宜分析强极性物质和腐蚀性物质
固定液:高沸点难挥发有机化合物
(1) 对固定液的要求
应对被分离试样中的各组分具有不同的溶解能力,较好的 热稳定性，并且不与被分离组分发生不可逆的化学反应。
(2) 选择的基本原则 : “相似者相溶”
即选择与试样性质相近的固定相。固定液的性质和被测 组分有某些相似性时，其溶解性就大。
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非硅藻土型担体:聚合氟塑料担体、玻璃 微球担体、高分子微球担体等。 特点是：表面空隙适中、比表面积适中、机
械强度较强、耐高温、耐强腐蚀、价格偏高。
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表2-1填充柱气液色谱担体一览表
种类 红色
硅 硅藻土 藻 担体 土 类
担体名称
201 红 色 担 体 301 釉 化 红 色 担 体
被测组分固定液中溶解度或分配系数的大小，与被测组分 和固定液之间相互作用力的大小有关。
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(3)固定液分类方法
如按化学结构、极性、应用等的分类方法。在各种色谱 手册中,一般将固定液按有机化合物的分类方法分为:脂肪烃、 芳烃、醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷等;
(4) 最高最低使用温度
高于最高使用温度易分解，温度低呈固体;
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分子筛: 碱及碱土金属的硅铝酸盐（沸石）,多孔性。如3A、4A 、5A、10X及13X分子筛等（孔径：A）。常用5A和13X（ 常温下分离O2与N2）。除了广泛用于H2、O2、N2、CH4、 CO等的分离外，还能测定He、Ne、Ar、NO、N2O等。 高分子多孔微球（GDX系列）： 新型的有机合成固定相（苯乙烯与二乙烯苯共聚）。 型号：GDX-01、-02、-03等。适用于水、气体及低级 醇的分析。
(5) 混合固定相
对于复杂的难分离组分通常采用特殊固定液或将两种甚至 两种以上配合使用；
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(6) 固定液的相对极性
规定:角鲨烷（异三十烷）的相对极性为零, β，β‘—氧二丙腈的相对极性为100.
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固定液的相对极性:
• 正丁烷-丁二烯或环己烷-苯试验,分别测定这对物质在β， β‘—氧二丙腈、角鲨烷及欲测极性固定液的调整保留值。 然后计算相对极性Px:
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气固色谱固定相的特点
（1）性能与制备和活化条件有很大关系; （2）同一种固定相,不同厂家或不同活化条件，分离效果 差异较大； （3）种类有限，能分离的对象不多； （4）使用方便。
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2．气液色谱固定相
气液色谱固定相 [固定液 + 担体（支持体） : • 固定液在常温下不一定为液体,但在使用温度下一定呈液 体状态。 • 固定液的种类繁多，选择余地大，应用范围不断扩大。 担体：化学惰性的多孔性固体颗粒，具有较大比表面积。
102 白 色 担 体
高分子微球
非
硅
玻璃微球
藻
土
氟担体
类
适用于涂渍极性固定液分析极性物质 催化吸附性小，减小色谱峰拖尾
上海试剂厂
由苯乙烯和二乙烯苯共聚而成
上海试剂厂
经 酸 碱 处 理 ， 比 表 面 积 0.02 m2 / g ,可 在 较高温度下使用，适宜分析高沸点物质。 由 四 氟 乙 烯 聚 合 而 成 ，比 表 面 积 10.5 m2 /
6201 红 色 担 体
特点及用途
生产厂家
适用于涂渍非极性固定液分析非极性物 质 由 201 釉 化 而 成 ， 性 能 介 于 红 色 与 白 色 硅藻土担体之间，适用于分析中等极性 物质
上海试剂厂 大连催化剂厂
白色
101 白 色 担 体
硅 藻 土 101 酸 洗
担体
101 硅 烷 化 白 色 担 体
可以作为担体使用的物质应满足以下条件： • 比表面积大，孔径分布均匀; • 化学惰性，表面无吸附性或吸附性很弱，与被分离组份 不起反应； • 具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎； • 颗粒大小均匀、适度。一般常用60~80目、80~100目。
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担体（硅藻土）
红色担体: （6201型担体）
Px
100
100 (q1 q1
q2) q2
q
lg
t'（R 苯）
t'R (环己烷
)
P:0~+1 非极性固定液
P：+1~+2 弱极性固定液 P：+4~+5 极性固定液
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固定液
商品牌号 使用温度 溶剂 相对 麦氏 分析对象
名称
（最高）
极性1、 角 鲨 烷
SQ