气相色谱固定相解读

7.3.2 气－固色谱固定相
• 在气－固色谱中作为固定相的吸附剂有非极性
的活性炭、石墨化炭黑、中等极性的氧化铝、
强极性的硅胶等，近年来发展的苯乙烯（或乙
基苯乙烯）与二乙烯苯共聚而成的高分子多孔
微球，扩展了气－固色谱的应用范围。
• 常用的气－固色谱固定相详见下表
表.7.3.2（1）
吸附剂 分子筛A型X型
续表7.3.2（2） 常见的担体和固定液
担体 特点 用途
适用于配合极性 固定液，分析极 性或碱性物质
产地
上海试剂一 厂 上海试剂一 厂 英国， 美国
白 色 硅 101,102硅烷 化白色担体 藻 Celite545 土 Chromosor 担 b （A、G、 体 W）
101，102白 PH>7 略呈 色担体 碱性
经过硅烷化 分析氢键型化合 处理 物 比表面积 1.0 m2/g， 极性小 一般应用
续表7.3.2（2） 常见的担体和固定液
担体 Teflon－6 非 特点 用途 产地
硅 Dailflon 聚三氟氯乙烯 藻 土 玻璃微球， 比表面积0.02 类 硅烷化玻 m2/g，经硅烷 璃微球 处理
聚四氟乙烯,比 高极性物质， 美国 表面积10.5 腐蚀性气体 m2/g 高极性物质， 日本 腐蚀性气体
表.7.3.2（1）
吸附剂 化学组成
气－固色谱固定相
C
Amberlite XAD系列固定相 活性炭（色谱专用产品） 芳香族聚合物微球
最高使用 温度
性质 不同编号不同极性 分析对象 气相和液相中水的分析， CO、CO2、CH4、C、 C、 C低级醇，H2S、SO2、NH3 等 使用前处 理方法
< 300℃
气－固色谱固定相
GDX－01~04有机担体401， 402
化学组 成
最高使 用温度
N2O*CaO，Al2O3*SiO2 Na2O*Al2O3*SiO2
<400℃
高分子多孔微球
<200℃
性质
分析对 象 使用前 处理方 法 备注
有强极性表面
随聚合原料不同极性不同
惰性气体（干冰温度下）， 气相和液相中水的分析，CO、 H2、O2、CH4、CO等一般 CO2、CH4、C、 C、C低级 永久性气体及NO、N2O等 醇，H2S、SO2、NH3等 粉碎过筛后550～600℃马 170~180℃下烘去微量水分后 弗炉内烘2h（或350℃真空 在载气流中处理10~20h 活化2h） 北京试剂厂，天津试剂二厂， 上海试剂厂
红 色 硅 藻 土 担 体
用途 产地 分离非极性 大连红光化 和弱极性物 工厂，上海 质 试剂一厂 釉化6201 性能介于红色担体 大连红光化 担体，301 与白色担体之间 工厂，上海 担体 试剂一厂 C－22保温 比表面积4.1~6 一般应用 英国 m2/g 砖 Chromoso 比表面积4.0 m2/g 非极性物质 美国 rb P 的分离 Gaschrom 比表面积4.1~6 美国 R m2/g Chezasob 比表面积3.0 m2/g 一般应用 捷克
气－固色谱固定相
氧化铝（色谱专用 Al2O3 <400℃ 极性 SiO2 * xH2O <400℃ 氢键型
硅胶（色谱专用）
分析对象 分离气体、烃 一般气体，C1～C4烷烃， 氢同位素及异构体 （－196℃）,C1 类及高沸点有 N2O、SO2、H2S、COS、 机化合物 SF6、CF2Cl2等气体（常 ～C4烷烯烃（常温 温） 使用前处 160℃烘烤2h 理方法 后装柱 备注 装柱后200℃下通载气 2h活化 非色谱专用硅胶须用 6mol/L HCl浸泡、蒸馏 水洗、烘干等处理 装柱前在600℃马 弗炉内烘4h活化
分离高沸点物 上海试剂 质和易分解物 一厂 质
续表7.3.2（2） 常见的担体和固定液
名称 英文和牌号 最高使 用温度 /℃ 140 常用溶剂 相对 极性 0 适用对象 （参考） 一般烃类 及非极性 化 高沸点烃 类、酯类、 醚 非极性或 弱极性化 合物
氢键型固定液 易形成氢键
特殊固定液 复杂而难分离
形成氢键能 力小先流出
5. 固定液的用量
固定液：担体质量 ＝ 5 : 100 ～ 25 : 100。
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配比较低，形成液膜薄，传质阻力小，柱 效高，分析速度也快，但负载量小，允许进样 小。
表7.3.2（2）
常见的担体和固定液
担体 特点 6201担体， PH<7 略呈酸性 201担体
非极性 惰性气体（－196℃） N2、CO2、CH4等永久 性气体C、C烃类气体、 N2O等（常温） 160℃烘烤2h后装柱
备注
美国有XAD1~8等各种产品， 非色谱专用活性炭需经 性能与国产GDX系列相似 苯浸泡，水蒸气吹洗等 复杂处理
续表7.3.2（1）
吸附剂 化学组成 最高使用 温度 性质 石墨化炭黑 C >500℃ 非极性
7.3 气相色谱固定相
7.3.1 概述
• 气相色谱分离要得到满意的效果，必须同时考虑热 力学和动力学两方面的因素。 • 热力学因素主要是被分离组分分配系数的差异，它 由组分本身的性质与两相的性质所决定，也和分离 的温度有关；而动力学因素则主要是与流速和各种 实验条件的控制有关。 • 气相色谱中常见的气体流动相种类并不多，所以两 相的选择主要是固定相的选择。本小节主要就讨论 气－固、气－液两类固定相。
7.3.2 气－液色谱固定相
气－液色谱固定相是涂渍在惰性多孔性颗粒（称担 体）表面的高沸点液体（固定液）。试样组分在载气与 固定液两相中分配而达到分离。 1. 对担体的要求：大小均匀，化学惰性好，有一定的热稳 定性和机械强度。 2. 对固定液的要求： （1）使用温度下挥发性极小 （2）热稳定性好 （ 3）与被测组分不发生不可逆反应，对被测组分有适合 的容量因子K'
3. 固定液的极性
N－非极性 I－中等极性 P－极性 或：＋：极性 －：非极性 • 规定：非极性的角鲨烷 为极性 0 极性最大的β，β－氧二丙腈 ，为＋5。 +5 －> +1 极性逐渐减小
4. 固定液的选择
选择原则：组分的极性与固定液的极性相似 （相似相溶）原则。
固定液极性 非极性 极性 极性 分离组分 非极性 极性 极性＋非极性 主要作用力 范德华力 偶极作用 组分流出 沸点高先流 出 极性小先流 出 非极性先流 出