复旦大学分析化学AII第九章气相色谱分析解读
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2020/11/14
二、气相色谱固定相
1.
气
活性炭
共同点：有较大的比表面积
固
色
活性氧化铝
(100～2000m2/g)
谱 固 定 相
硅胶
适用于: O2、N2、He、Ar、
分子筛
CO、NO、NO2、
高分子多孔微球
CH4、C2H6、C2H4 等气体的相互分离
分离性能与制备、活化条件有很大关系；分离的对象有限。
固定液配比（涂渍量）的选择
配比：固定液在担体上的涂渍量，一般指的是固定液与 担体的百分比，配比通常在5%～25%之间。
配比越低，担体上形成的液膜越薄，传质阻力越小，柱 效越高，分析速度也越快。
配比较低时，固定相的负载量低，允许的进样量较小。 分析工作中通常倾向于使用较低的配比。
2020/11/14
性组分；
缺点： 表面存有活性吸附中心
，分析峰拖尾，不适宜 极性物质。
2020/11/14
白色担体
• 煅烧前红色担体进行 处理(NaOH、碳酸钠)。
• 颗粒疏松，孔径较大； • 表面积小，强度较差；
优点： 吸附性小，峰不拖尾；
宜分离极性组分。
表. 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
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
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 /
g 适宜分析强极性物来自百度文库和腐蚀性物质
液体固定液－－高沸点难挥发有机化合物
一般为脂肪烃、芳烃、醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷 等高沸点有机化合物。
(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， •蒸汽压小，较好的热稳定性， •化学稳定，不与被分离组分发生不可逆的化学反应。 •注意最高和最低使用温度。高于最高使用温度易分解，
第20章 气相色谱分析
一、气相色谱流程； 二、气相色谱固定相； 三、气相色谱检测装置； 四、色谱分离操作条件的选择； 五、毛细管色谱；
2020/11/14
气相色谱仪1
2020/11/14
气相色谱仪2
2020/11/14
气相色谱仪3
2020/11/14
一、气相色谱流程
1-钢瓶； 7-进样口； 2-减压阀； 8-色谱柱； 3-干燥管； 9-热导检测器； 4-针形阀； 10-放大器； 5-流量计; 11-温度控制器； 6-压力表； 12-记录仪；
分析对象 （参考）
烃类及非极性化合物 非极性和弱极 性各类 高 沸点有机化合物 各类高沸点弱 极性有 机 化合物，如芳烃
醇、醛酮、脂 肪酸、 酯 等极性化合物
表8-2 优选固定液
麦 氏 常 数 ： x’、y’、 z’、u’、s’表示，分别 代表了极性分子间存 在着的静电力（偶极 定向力）；极性与非 极性分子间存在着的 诱导力；非极性分子 间的色散力；氢键等 。也可以用五个数的 总和来表示固定相的 极 性 大 小 ， 如 ： β， β’— 氧 二 丙 睛 五 个 常 数的总和为4427，是 强极性固定相。
温度低呈固体； •混合固定相：对于复杂难分离组分可采用混合固定液；
2020/11/14
固定液的相对极性
（1）罗胥耐德方法：
规定：角鲨烷（异三十烷）的相对极性为零，β,β’-氧二
丙睛的相对极性为100.
q1 =lg
t' 1(丁二烯）
t' 1(正丁烷）
P=100－100(q1-q? ) q1 -q 2
甲基聚硅氧烷
11、聚乙二醇
PEG20M 250
甲苯 甲苯 甲苯 甲苯 乙醚 氯仿
乙醇
12、 丁二酸二乙 二醇聚酯
DEGS 225
氯仿
相对 极性 0 — +1 +1 +2 +2 +2 +2 +2 +3
氢键 氢键
麦氏 常数 总和 0 143 229 423 592 827 1075
1500 1813
2308 3430
C= Cm + Cs
构成因子
分配比
--固定相形状
固定相液膜厚度 与容量因子有关的系数 ----扩散距离
固定相颗粒直径
2020/11/14
流动相因流动对 传质阻力的贡献
微孔中滞留流动相 对传质阻力的贡献
担体（硅藻土）
红色担体
• 孔径较小，表孔密集； • 比表面积较大； • 机械强度好； • 宜分离非极性或弱极
q？=lg
t'
？(丁二烯）
t'
？(正丁烷）
q2
=lg
t' 2(丁二烯）
t' 2(正丁烷）
分5级，20为一级： 0～＋1：非极性；
＋1～＋2：弱极性； ＋3：中极性；
＋4～＋5：强极性
2020/11/14
(2). 罗氏常数法
保留指数
I
x
=100
[n+
lg
t' R(x)
lg
t' R(n)
lg
t' R(n 1)
4、 苯基 10%
OV-3
350
甲基聚硅氧烷
5、 苯基（20%）
OV-7
350
甲基聚硅氧烷
6、 苯基（50%）
OV-17 300
甲基 聚硅氧烷
7、苯基（60%）甲基 OV-22 350 聚硅氧烷
8、邻苯二甲酸 二壬酯
DNP
130
9、三氟丙基甲基 聚硅氧烷
OV-210 250
10、 氰丙基（25%） OV-225 250 苯基（25%）
lg
t' R(n)
]
(3). 麦氏常数法： 选用苯、1-丁醇、2-戊酮、1-硝基丙烷、吡啶； 总极性＝X’+Y’+Z’+U’+S’
2020/11/14
固定液 名称
1、 角鲨烷 （异三十烷）
2、阿皮松 L
商品牌号 SQ
使用温度 （最高）
℃
150
溶剂 乙醚
APL
300
苯
3、硅油
OV-101 350
丙酮
1. 载气系统：包括气源、净化干燥管和载气流速控制; 2. 进样系统：进样器及气化室； 3. 色谱柱：填充柱（填充固定相）或毛细管柱（内壁涂有固定液）； 4. 检测器：可连接各种检测器，以热导检测器或氢火焰检测器最为常见； 5. 记录系统：放大器、记录仪或数据处理仪； 6. 温度控制系统：柱室、气化室的温度控制。
2020/11/14
2．气液色谱固定相
• 化学惰性，不吸附组分； • 比表面积大，孔径均匀； • 较热稳定性和强度； • 颗粒均匀、一般为60~80
目、 80~100目。
2020/11/14
• 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。
二、气相色谱固定相
1.
气
活性炭
共同点：有较大的比表面积
固
色
活性氧化铝
(100～2000m2/g)
谱 固 定 相
硅胶
适用于: O2、N2、He、Ar、
分子筛
CO、NO、NO2、
高分子多孔微球
CH4、C2H6、C2H4 等气体的相互分离
分离性能与制备、活化条件有很大关系；分离的对象有限。
固定液配比（涂渍量）的选择
配比：固定液在担体上的涂渍量，一般指的是固定液与 担体的百分比，配比通常在5%～25%之间。
配比越低，担体上形成的液膜越薄，传质阻力越小，柱 效越高，分析速度也越快。
配比较低时，固定相的负载量低，允许的进样量较小。 分析工作中通常倾向于使用较低的配比。
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性组分；
缺点： 表面存有活性吸附中心
，分析峰拖尾，不适宜 极性物质。
2020/11/14
白色担体
• 煅烧前红色担体进行 处理(NaOH、碳酸钠)。
• 颗粒疏松，孔径较大； • 表面积小，强度较差；
优点： 吸附性小，峰不拖尾；
宜分离极性组分。
表. 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
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
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 /
g 适宜分析强极性物来自百度文库和腐蚀性物质
液体固定液－－高沸点难挥发有机化合物
一般为脂肪烃、芳烃、醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷 等高沸点有机化合物。
(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， •蒸汽压小，较好的热稳定性， •化学稳定，不与被分离组分发生不可逆的化学反应。 •注意最高和最低使用温度。高于最高使用温度易分解，
第20章 气相色谱分析
一、气相色谱流程； 二、气相色谱固定相； 三、气相色谱检测装置； 四、色谱分离操作条件的选择； 五、毛细管色谱；
2020/11/14
气相色谱仪1
2020/11/14
气相色谱仪2
2020/11/14
气相色谱仪3
2020/11/14
一、气相色谱流程
1-钢瓶； 7-进样口； 2-减压阀； 8-色谱柱； 3-干燥管； 9-热导检测器； 4-针形阀； 10-放大器； 5-流量计; 11-温度控制器； 6-压力表； 12-记录仪；
分析对象 （参考）
烃类及非极性化合物 非极性和弱极 性各类 高 沸点有机化合物 各类高沸点弱 极性有 机 化合物，如芳烃
醇、醛酮、脂 肪酸、 酯 等极性化合物
表8-2 优选固定液
麦 氏 常 数 ： x’、y’、 z’、u’、s’表示，分别 代表了极性分子间存 在着的静电力（偶极 定向力）；极性与非 极性分子间存在着的 诱导力；非极性分子 间的色散力；氢键等 。也可以用五个数的 总和来表示固定相的 极 性 大 小 ， 如 ： β， β’— 氧 二 丙 睛 五 个 常 数的总和为4427，是 强极性固定相。
温度低呈固体； •混合固定相：对于复杂难分离组分可采用混合固定液；
2020/11/14
固定液的相对极性
（1）罗胥耐德方法：
规定：角鲨烷（异三十烷）的相对极性为零，β,β’-氧二
丙睛的相对极性为100.
q1 =lg
t' 1(丁二烯）
t' 1(正丁烷）
P=100－100(q1-q? ) q1 -q 2
甲基聚硅氧烷
11、聚乙二醇
PEG20M 250
甲苯 甲苯 甲苯 甲苯 乙醚 氯仿
乙醇
12、 丁二酸二乙 二醇聚酯
DEGS 225
氯仿
相对 极性 0 — +1 +1 +2 +2 +2 +2 +2 +3
氢键 氢键
麦氏 常数 总和 0 143 229 423 592 827 1075
1500 1813
2308 3430
C= Cm + Cs
构成因子
分配比
--固定相形状
固定相液膜厚度 与容量因子有关的系数 ----扩散距离
固定相颗粒直径
2020/11/14
流动相因流动对 传质阻力的贡献
微孔中滞留流动相 对传质阻力的贡献
担体（硅藻土）
红色担体
• 孔径较小，表孔密集； • 比表面积较大； • 机械强度好； • 宜分离非极性或弱极
q？=lg
t'
？(丁二烯）
t'
？(正丁烷）
q2
=lg
t' 2(丁二烯）
t' 2(正丁烷）
分5级，20为一级： 0～＋1：非极性；
＋1～＋2：弱极性； ＋3：中极性；
＋4～＋5：强极性
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(2). 罗氏常数法
保留指数
I
x
=100
[n+
lg
t' R(x)
lg
t' R(n)
lg
t' R(n 1)
4、 苯基 10%
OV-3
350
甲基聚硅氧烷
5、 苯基（20%）
OV-7
350
甲基聚硅氧烷
6、 苯基（50%）
OV-17 300
甲基 聚硅氧烷
7、苯基（60%）甲基 OV-22 350 聚硅氧烷
8、邻苯二甲酸 二壬酯
DNP
130
9、三氟丙基甲基 聚硅氧烷
OV-210 250
10、 氰丙基（25%） OV-225 250 苯基（25%）
lg
t' R(n)
]
(3). 麦氏常数法： 选用苯、1-丁醇、2-戊酮、1-硝基丙烷、吡啶； 总极性＝X’+Y’+Z’+U’+S’
2020/11/14
固定液 名称
1、 角鲨烷 （异三十烷）
2、阿皮松 L
商品牌号 SQ
使用温度 （最高）
℃
150
溶剂 乙醚
APL
300
苯
3、硅油
OV-101 350
丙酮
1. 载气系统：包括气源、净化干燥管和载气流速控制; 2. 进样系统：进样器及气化室； 3. 色谱柱：填充柱（填充固定相）或毛细管柱（内壁涂有固定液）； 4. 检测器：可连接各种检测器，以热导检测器或氢火焰检测器最为常见； 5. 记录系统：放大器、记录仪或数据处理仪； 6. 温度控制系统：柱室、气化室的温度控制。
2020/11/14
2．气液色谱固定相
• 化学惰性，不吸附组分； • 比表面积大，孔径均匀； • 较热稳定性和强度； • 颗粒均匀、一般为60~80
目、 80~100目。
2020/11/14
• 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。