仪器分析教材PPT

固体吸附剂
吸附
色 气相键合色谱 有 机 组 份 键 合 于 液 体和 键合 体
谱
固体表面
表面间的分配
液液色谱
液体吸附于固体 不 相溶 液体 间
的分配
液
液 固 ( 吸 附 ) 色 固体吸附剂 谱
吸附
相 液相键合色谱 有 机 组 份 键 合 于 液 体和 键合 体
色
固体表面
表面间的分配
谱 离子交换色谱 离子交换树脂
离子交换
凝胶渗透(尺寸 液 体 附 于 多 孔 聚 分配/筛析
排阻)色谱
合物
超临界
有机组份键合于 超临界流体和
流体
固体表面
键合相间分配
3 气相色谱分析流程
气路系统
进样 系统
检测系统
H2,N2或Ar
分离系统
一、气路系统(Carrier gas supply) 气路系统：获得纯净、流速稳定的载气。包括压力计、流量计及气体
净化装置。 载气：要求化学惰性，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，可除去水、氧气以及其它杂
质。 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：10-50 psi；对开口毛细柱：1-25 psi)；第二级，柱头压 力指示； 流量计：在柱头前使用转子流量计(Rotometer)，但不太准确。通常在 柱后，以皂膜流量计(Soap-bubble meter)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。
吸附色谱：不同组份在固定相的吸附作用不同； 分配色谱：不同组份在固定相上的溶解能力不同； 离子交换色谱：不同组份在固定相（离子交换剂）上的亲和 力不同； 凝胶色谱（尺寸排阻色谱）不同尺寸分子在固定相上的渗透 作用
4）. 按两相状态分类
分类
方法
固定相
平衡类型
气 气液色谱
液体吸附于固体 气液间分配
相 气固色谱
二、进样系统(Sample injection system)
常以微量注射器(穿过隔膜垫)或六通阀将液体 样品注入气化室(汽化室温度比样品中最易蒸的物 质的沸点高约50oC)，通常六通阀进样的重现性好 于注射器。 进样要求：进样量或体积适宜；“塞子”式进样。 一般柱分离进样体积在十分之几至20L，对毛细 mL-1 管柱分离，体积约为~10-3 L，此时应采用分流进 样装置来实现。体积过大或进样过慢，将导致分 离变差(拖尾)。
六 通 阀
ห้องสมุดไป่ตู้
三、柱分离系统 柱分离系统是色谱分析的心脏部分。分离柱包括填充柱和开管柱(或称毛细管
柱)。柱材料包括金属、玻璃、融熔石英、Teflon等
填充柱：多为U形或螺旋形，内径2~4 mm，长1~3m，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，长达几十至
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！ 柱温：是影响分离的最重要的因素。其变化应小±0.xoC。选择柱温主要是考虑 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。
历史：1903年，俄国植物学家Mikhail Tswett 最先发明。 他采用填充有固体CaCO3细粒子的玻璃柱，将植物色素的混 合物(叶绿素和叶黄素 chlorophylls & xanthophylls)加于柱顶端 ，然后以溶剂淋洗，被分离的组份在柱中显示了不同的色带
， 他 称 之 为 色 谱 ( 希 腊 语 中 “ chroma”=color;
第二章 气相色谱分析
(Gas ) 2.1 概述 历史、色谱分离过程、分类 2.2 色谱流出曲线 色谱图及相关术语 2.3 色谱法基本原理 描述分配过程参数、峰间距、峰形状和峰 宽的理论描述(塔板理论及速率理论) 2.4 分离度及色谱分离方程 分离度及色谱分离方程、影响分离的因素
2.1 概述
色谱：最为有效的一种分离技术，其应用涉及每个科学领 域。
五、检测器
➢ 气相色谱检测器种类繁多，本节将介绍最为常用的几种检测器： 1. 热导检测器(Thermal conductivity detector, TCD); 2. 氢火焰离子化检测器(Flame ionized detector, FID); 3. 电子捕获检测器(Electron capture detector, ECD); 4. 火焰光度检测器(Flame photometric detector, FPD); 5. 氮磷检测器（NPD）也称热离子检测器(Thermionic detector, TID); 6. 原子发射检测器(Atomic emission Detector, AED) 7. 硫荧光检测器（Sulfur chemiluminescence Detector, SCD）
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
四、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。 控温系统包括对三个部分的控温，即，气化室、柱箱和检测器。 控温方式：恒温和程序升温。 温度选择：在介绍仪器组成时给出，此处略。
这种借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离的技 术，称为色谱分离技术或色谱法（又称层析法、色层法）
2 色谱分类方法：
1）按流动相的物态 气相色谱（流动相是气体，），有气固与气液色谱之分。 液相色谱（流动相是液体），有液固与液液色谱之分。
2). 按固定相外形分：柱色谱（填充柱、空心柱）；平板色谱（ 薄层色谱和纸色谱）。 3). 按组份在固定相上的分离机理分：
“graphein”=write) 。 50年代，色谱发展最快（一些新型色谱技术的发展；复杂
组分分析发展的要求。 1937-1972年，15年中有12个Nobel奖是有关色谱研究的
！
1 色谱分离基本原理：
使用外力使含有样品的流动相（气体、液体或超临界 流体）通过一固定于柱或平板上、与流动相互不相溶的固 定相表面。样品中各组份在两相中进行不同程度的作用。 与固定相作用强的组份随流动相流出的速度慢，反之，与 固定相作用弱的组份随流动相流出的速度快。由于流出的 速度的差异，使得混合组份最终形成各个单组份的“带 (band)”或“区(zone)”，对依次流出的各个单组份物质可分 别进行定性、定量分析。