气相色谱仪.ppt
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5.3.1 气相色谱仪
3 分离系统 色谱柱 填充柱（2-6mm直径，1-6m长）
毛细管柱（0.1-0.5mm直径, 几十米长）
packed column
capillary column
1
3 分离系统 填充柱和毛细管柱
2
5.3.1 气相色谱仪
3 分离系统 固体固定相：固体吸附剂
固定相 液体固定相：由担体和固定液组成
例如：苯和环己烷的色谱分离
苯 环己烷
沸点 80.10C 沸点 80.70C
采用非极性固定液 ，出峰顺序由蒸汽压决定，所以分不开；
但是苯容易极化 （1）用弱极性的邻苯二甲酸二辛酯 （2）用极性的聚乙二醇-400 （3）用，’氧二丙氰
tR(苯）/tR（环己烷） 1.5 3.9 6.3
7
5.3.1 气相色谱仪
通用性；灵敏度低
15
5 检测器 (2) 氢火焰离子化检测器，FID
16
(2) 氢火焰离子化检测器，FID
有机物在火焰中电离形成离子流，根据离子 流的大小进行分析。
离子化过程:
C6H6
6CH
6CH + 3O2 6 CHO++ 6e-
CHO+ + 6H2O
6CO + 6H3O+
离子数与进入检测器的碳原子数成正比 流动相流速对检测器响应影响小
8
5.3.1 气相色谱仪 固定液极性
当 qx = qj
Px = 0
当 qx = q , ’
Px = 100
其它固定液的极性介于0-100之间
0——————————100 +1 +2 +3 +4 +5 非——————————极性
9
5.3.1 气相色谱仪
4 控温系统
K是热力学常数，随温度变化。温度越高，K值越小，因 此保留时间越短，据此，可通过柱温调节分离程度。
为了提高定性分析的可靠性，可以： •改变色谱条件（分离柱、流动相、柱温等） •在样品中添加标准物质
N2
N
2
e
AB e AB
AB
N
2
AB
卤素等电负性大的原子捕获电子生成稳定的负离子，
并与载气正离子结合，使基流信号下降，根据信号是
否降低和降低程度，可检测组分。
22
5 检测器 ECD的特点
线性范围较窄
23
5 检测器
(4) 火焰光度检测器 FPD
燃烧
2RS
SO2
13
5 检测器 (1) 热导检测器，TCD
载气和样品气的导热系数不同产生响应 载气与样品气导热系数差别越大越好
14
5 检测器 TCD的特点
The TCD is not as sensitive as other detectors but it is non-specific and non-destructive
SO2 + H2
S2*
S——394 nm
S2 + hv P——526 nm
24
5 检测器
(5) 原子发射检测器 AED
For
different
elements
25
检测器灵敏度比较
26
检测器性能指标
灵敏度
S R Q
单位浓度（或质量）的物质 通过检测器时所产生信号的 大小。
浓度型(TCD) : mV ml/mg; A ml/mg
（1）固体固定相： 固体吸附剂，包括活性碳、硅胶、Al2O3、分子筛等；
用于H2、O2、N2、CO、CO2、C1-C4的分离；
3
5.3.1 气相色谱仪
3 分离系统
（2）液体固定相
担体
固定液
固定液的选择原则：相似相容
4
5.3.1 气相色谱仪
3 分离系统
聚乙二醇
5
5.3.1 气相色谱仪
3 分离系统
28
5.3.2 气相色谱分析方法
1 分析条件的选择
1) 色谱柱,固定液 (相似相容原则)
2) 汽化温度
(高于柱温5-10C)
3) 柱温
恒温：稍高于沸点
程序升温
4) 载气流量
Vandeemter方程
5) 进样量
29
2 定性分析
（1）保留时间定性（已知物对照法）
在相同色谱条件下，未知物的保留时间与标准 物质相同时，可以初步认为是同一物质。
10
5.3.1 气相色谱仪
4 控温系统
恒温和程序升温对分离的影响
一般，柱温比平均沸点稍高 组分沸点分布宽，用程序升温
11
5.3.1 气相色谱仪
5 检测器
作用：将色谱分离后的各组分的量转变成可测量的电信号 指标：灵敏度、线性范围、响应速度、结构、通用性
12
5.3.1 气相色谱仪
5 检测器
热导检测器，TCD (Thermal conductivity detector) 氢火焰离子化检测器，FID (Flame ionization detector) 电子捕获检测器，ECD (Electron capture detector) 火焰光度检测器，FPD (Flame photometric detector) 原子发射检测器，AED (Atomic emission detector) GC-MS GC-FTIR ……
3 分离系统
固定液极性测量：
以丁二烯、正丁烷为分析对象，选, ’-氧二丙氰
和角沙烷为固定液的色谱柱:
q lg tR（丁二烯） t R（正 丁烷）
求出 q (, ’-氧二丙氰)、q (角沙烷)、q(x)
固定液的相对极性：PX
100 100 q ,' q ,'
qx qj
（A）非极性组分分离——非极性固定液 ，组分出峰的 顺序由蒸汽压决定，沸点高保留时间长 （B）中等极性组分分离——中等极性固定相，沸点 与分子间力同时起作用 （C）强极性组分分离——强极性固定相，分子间力 起作用，按极性大小出峰 （D）极性+非极性组分分离——极性固定相
6
5.3.1 气相色谱仪
3 分离系统
质量型(FID): mV s/g; A s/g
27
检测器性能指标
检测限和线性范围
Detection Limit S / N 3 时该方法可以检测的最低浓度或量
⊿R =3N（3倍噪音）时 ⊿Q =D
S R 3N D 3N
Q D
S
Linear range 指检测器信号与样品浓度（或量）之间成正比关系的范围
17
FID的特点
5 检测器
不能检测惰性气体、空气、水、 CO、CO2、NO、SO2等
灵敏度高，线性范围宽
18
FID的特点
5 检测器
19
FID的应用例
20
5 检测器
(3) 电子捕获检测器 ECD
阴极
21
5 检测器
(3) 电子捕获检测器 ECD
载气在-射线源的照射下发生电离，形成稳定的基流。
3 分离系统 色谱柱 填充柱（2-6mm直径，1-6m长）
毛细管柱（0.1-0.5mm直径, 几十米长）
packed column
capillary column
1
3 分离系统 填充柱和毛细管柱
2
5.3.1 气相色谱仪
3 分离系统 固体固定相：固体吸附剂
固定相 液体固定相：由担体和固定液组成
例如：苯和环己烷的色谱分离
苯 环己烷
沸点 80.10C 沸点 80.70C
采用非极性固定液 ，出峰顺序由蒸汽压决定，所以分不开；
但是苯容易极化 （1）用弱极性的邻苯二甲酸二辛酯 （2）用极性的聚乙二醇-400 （3）用，’氧二丙氰
tR(苯）/tR（环己烷） 1.5 3.9 6.3
7
5.3.1 气相色谱仪
通用性；灵敏度低
15
5 检测器 (2) 氢火焰离子化检测器，FID
16
(2) 氢火焰离子化检测器，FID
有机物在火焰中电离形成离子流，根据离子 流的大小进行分析。
离子化过程:
C6H6
6CH
6CH + 3O2 6 CHO++ 6e-
CHO+ + 6H2O
6CO + 6H3O+
离子数与进入检测器的碳原子数成正比 流动相流速对检测器响应影响小
8
5.3.1 气相色谱仪 固定液极性
当 qx = qj
Px = 0
当 qx = q , ’
Px = 100
其它固定液的极性介于0-100之间
0——————————100 +1 +2 +3 +4 +5 非——————————极性
9
5.3.1 气相色谱仪
4 控温系统
K是热力学常数，随温度变化。温度越高，K值越小，因 此保留时间越短，据此，可通过柱温调节分离程度。
为了提高定性分析的可靠性，可以： •改变色谱条件（分离柱、流动相、柱温等） •在样品中添加标准物质
N2
N
2
e
AB e AB
AB
N
2
AB
卤素等电负性大的原子捕获电子生成稳定的负离子，
并与载气正离子结合，使基流信号下降，根据信号是
否降低和降低程度，可检测组分。
22
5 检测器 ECD的特点
线性范围较窄
23
5 检测器
(4) 火焰光度检测器 FPD
燃烧
2RS
SO2
13
5 检测器 (1) 热导检测器，TCD
载气和样品气的导热系数不同产生响应 载气与样品气导热系数差别越大越好
14
5 检测器 TCD的特点
The TCD is not as sensitive as other detectors but it is non-specific and non-destructive
SO2 + H2
S2*
S——394 nm
S2 + hv P——526 nm
24
5 检测器
(5) 原子发射检测器 AED
For
different
elements
25
检测器灵敏度比较
26
检测器性能指标
灵敏度
S R Q
单位浓度（或质量）的物质 通过检测器时所产生信号的 大小。
浓度型(TCD) : mV ml/mg; A ml/mg
（1）固体固定相： 固体吸附剂，包括活性碳、硅胶、Al2O3、分子筛等；
用于H2、O2、N2、CO、CO2、C1-C4的分离；
3
5.3.1 气相色谱仪
3 分离系统
（2）液体固定相
担体
固定液
固定液的选择原则：相似相容
4
5.3.1 气相色谱仪
3 分离系统
聚乙二醇
5
5.3.1 气相色谱仪
3 分离系统
28
5.3.2 气相色谱分析方法
1 分析条件的选择
1) 色谱柱,固定液 (相似相容原则)
2) 汽化温度
(高于柱温5-10C)
3) 柱温
恒温：稍高于沸点
程序升温
4) 载气流量
Vandeemter方程
5) 进样量
29
2 定性分析
（1）保留时间定性（已知物对照法）
在相同色谱条件下，未知物的保留时间与标准 物质相同时，可以初步认为是同一物质。
10
5.3.1 气相色谱仪
4 控温系统
恒温和程序升温对分离的影响
一般，柱温比平均沸点稍高 组分沸点分布宽，用程序升温
11
5.3.1 气相色谱仪
5 检测器
作用：将色谱分离后的各组分的量转变成可测量的电信号 指标：灵敏度、线性范围、响应速度、结构、通用性
12
5.3.1 气相色谱仪
5 检测器
热导检测器，TCD (Thermal conductivity detector) 氢火焰离子化检测器，FID (Flame ionization detector) 电子捕获检测器，ECD (Electron capture detector) 火焰光度检测器，FPD (Flame photometric detector) 原子发射检测器，AED (Atomic emission detector) GC-MS GC-FTIR ……
3 分离系统
固定液极性测量：
以丁二烯、正丁烷为分析对象，选, ’-氧二丙氰
和角沙烷为固定液的色谱柱:
q lg tR（丁二烯） t R（正 丁烷）
求出 q (, ’-氧二丙氰)、q (角沙烷)、q(x)
固定液的相对极性：PX
100 100 q ,' q ,'
qx qj
（A）非极性组分分离——非极性固定液 ，组分出峰的 顺序由蒸汽压决定，沸点高保留时间长 （B）中等极性组分分离——中等极性固定相，沸点 与分子间力同时起作用 （C）强极性组分分离——强极性固定相，分子间力 起作用，按极性大小出峰 （D）极性+非极性组分分离——极性固定相
6
5.3.1 气相色谱仪
3 分离系统
质量型(FID): mV s/g; A s/g
27
检测器性能指标
检测限和线性范围
Detection Limit S / N 3 时该方法可以检测的最低浓度或量
⊿R =3N（3倍噪音）时 ⊿Q =D
S R 3N D 3N
Q D
S
Linear range 指检测器信号与样品浓度（或量）之间成正比关系的范围
17
FID的特点
5 检测器
不能检测惰性气体、空气、水、 CO、CO2、NO、SO2等
灵敏度高，线性范围宽
18
FID的特点
5 检测器
19
FID的应用例
20
5 检测器
(3) 电子捕获检测器 ECD
阴极
21
5 检测器
(3) 电子捕获检测器 ECD
载气在-射线源的照射下发生电离，形成稳定的基流。