气相色谱分析

三.分离系统
分离系统由色谱柱组成，它是色谱仪的核心部件，其作用 是分离样品。色谱柱主要有两类：填充柱和毛细管柱。
1）填充柱 填充柱由不锈钢或玻璃材料制成，内装固定相，
一般内径为2～4 mm，长1～3m。填充柱的形状有U型和螺旋 型二种。
2）毛细管柱 毛细管柱又叫空心柱，分为涂壁，多孔层
和涂载体空心柱。涂壁空心柱是将固定液均匀地涂在内径 0．l～0.5mm的毛细管内壁而成，毛细管材料可以是不锈钢， 玻璃或石英。毛细管色谱柱渗透性好，传质阻力小，而柱子可 以做到长几十米。与填充往相比，其分离效率高（理论塔板数 可达106）、分析速度块、样品用量小，但柱容量低、要求检测 器的灵敏度高，并且制备较难。
气相色谱法又可分为气固色谱（GSC）和气液色 谱（GLC）：前者是用多孔性固体为固定相，分离 的对象主要是一些永久性的气体和低沸点的化合物； 而后者的固定相是用高沸点的有机物涂渍在惰性载 体上．由于可供选择的固定液种类多，故选择性较 好，应用亦广泛。
13-1 气相色谱仪
一.气路系统
ห้องสมุดไป่ตู้ 二.进样系统
CH2
常用硅烷化试剂有二甲基二氯硅烷（DMCS），六甲基二硅烷胺（HMDS）
2．固定液
（l）对固定液要求首先是选择性好。固定液的选择性 可用相对调整保留值2.1，来衡量。对于填充柱一般要 求2.1＞1．15；对于毛细管柱，2.1＞1.08.
另外还要求固定液有良好的热稳定性和化学稳定性； 对试样各组分有适当的溶解能力；在操作温度下有较 低蒸气压，以免流失太快。
五.检测和数据处理系统
这个系统是指样品经色谱柱分离后， 各成分按保留时间不同，顺序地随载气 进人检测器检测器把进入的组分按时间 及其浓度或质量的变化，转化成易于测 量的电信号，经过必要的放大传递给记 录仪或计算机，最后得到该混合样品的 色谱流出曲线及定性和定量信息。
13-2 气相色谱固定相
(1).固体吸附剂 (2).液体固定相
（2）组分分子与固定液间的作用力 在气相色谱中， 载气是情性的，且组分在气相中浓度很低，组分分子 间作用力很小，可忽略。在液相中，由于组分浓度低， 组分间的作用力也可忽略。液相里主要存在的作用力 是组分与固定液分子间的作用力，这种作用力反映了 组分在固定液中的热力学性质。作用力大的组分，由 于溶解度大，分配系数大。
四.控制温度系统
在气相色谱测定中，温度是重要的指 标，它直接影响色谱柱的选择分离、检 测器的灵敏度和稳定性。控制温度主要 指对色谱柱炉，气化室，检测器三处的 温度控制。色谱柱的温度控制方式有恒 温和程序升温二种。对于沸点范围很宽 的混合物，往往采用程序升温法进行分 析。程序升温指在一个分析周期内柱温 随时间由低温向高温作线性或非线性变 化，以达到用最短时间获得最佳分离的 目的。
（ii）碱洗：用5%或10%NaOH的甲醇溶液回流或 浸泡，然后用水、甲醇洗至中性，除去氧化铝，用 于分析碱性物质。
(iii)硅烷化：用硅烷化试剂与载体表面硅醇基反应， 使生成硅烷醚，以除去表面氢键作用力。如：
Si OH
CH2
O
+
Cl Si OH
Si CH2 Cl
Si O CH2
O
Si
+2HCl
Si O
（2）载体类型 大致可分为硅藻土和非硅藻土两类。硅藻土载体是目
前气相色谱中常用的一种载体，它是由称为硅藻的单细胞海藻骨架组成， 主要成分是二氧化硅和少量无机盐，根据制造方法不同，又分为:
红载体和白色载体。
红色载体是将硅藻土与粘合剂在900℃煅烧后，破 碎过筛而得，因铁生成氧化铁呈红色，故称红色载 体，其特点是表面孔穴密集、孔径较小、比表面积 较大。对强极性化合物吸附性和催化性较强，如烃 类、醇、胺、酸等极性化合物会因吸附而产生严重 拖尾。因此它适宜于分析非极性或弱极性物质。
一、气液色谱固定相
载体(担体)和固定液组成气液色谱固定相 1. 载体(担体)
（l）对载体的要求 具有足够大的表面积和良好的孔穴结构， 使固定液与试样的接触面较大，能均匀地分布成一薄膜，但载 体表面积不宜太大，否则犹如吸附剂，易造成峰拖尾；表面呈 化学惰性，没有吸附性或吸附性很弱，更不能与被测物起反应； 热稳定性好；形状规则，粒度均匀，具有一定机械强度。
白色载体是将硅藻土与20％的碳酸钠（助熔剂） 混合煅烧而成，它呈白色、比表面积较小、吸附性 和催化性弱，适宜于分析各种极性化合物。101， 102系列，英国的Celite系列，英国和美国的 Chromosorb系列，美国的Gas－Chrom A， CL， P， Q， S， Z系列等，都属这一类。
非硅藻土载体有有机玻璃微球载体，氟载体，高分 子多孔微球等。这类载体常用于特殊分析，如氟载体用 于极性样品和强腐蚀性物质HF、Cl2。等分析。但由于 表面非浸润性，其柱效低。
（3）载体的表面处理 硅藻土载体表面不是完全
惰性的，具有活性中心。如硅醇基
OH Si
或含有矿物杂质，如氧化铝、铁等，使色谱峰产生拖尾。 因此，使用前要进行化学处理，以改进孔隙结构，屏蔽活性中 心。处理方法有酸洗、碱洗、硅烷化及添加减尾剂等。
（i）酸洗：用3--6mol·cm-3盐酸浸煮载体、过滤， 水洗至中性。甲醇淋洗，脱水烘干。可除去无机盐， Fe,Al等金属氧化物。适用于分析酸性物质。
这种分子间作用力是一种较弱的分子间的吸引力， 它不像分子内的化学键那么强。它包括有定向力、诱 导力、色散力和氢键作用力4种。前三种统称范德华 力，都是由电场作用而引起的。而氢键力则与它们有 所不同，是一种特殊的范德华力。此外，固定液与被 分离组分间还可能存在形成化合物或配合物等的键合 力。
第十三章 气相色谱法 Gas Chromatography
气相色谱法（GC）是英国生物化学家 Martin A T P等人在研究液液分配色谱的基础上，于1652年 创立的一种极有效的分离方法，它可分析和分离复 杂的多组分混合物。目前由于使用了高效能的色谱 柱，高灵敏度的检测器及微处理机，使得气相色谱 法成为一种分析速度快、灵敏度高、应用范围广的 分析方法。如气相色谱与质谱（GC－MS）联用、 气相色谱与Fourier红外光谱(GC－FTIR）联用、 气相色谱与原子发射光谱（GC－AES）联用等。