气相色谱基础讲稿.ppt

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1、关于气相色关于气相色谱谱基基础础第一页，讲稿共五十四页哦一、色谱起源一、色谱起源石油醚碳酸钙颗粒色素色谱色谱组分第二页，讲稿共五十四页哦二、定义 色谱法：利用组分在两相间分配系数不同 而进行分离的技术 移动相：携带样品流过整个系统的流体 固定相：静止不动的一相，色谱柱第三页，讲稿共五十四页哦三、分类第四页，讲稿共五十四页哦气相色谱流程图载气进样口柱温箱检测器数据处理流量控制器第五页，讲稿共五十四页哦载气作为流动相使用的气体：惰性惰性 气体扩散性小气体扩散性小 纯净纯净 便宜便宜 与检测器相匹配与检测器相匹配常用气体：常用气体：N N2 2，HeHe，H H2 2，ArAr等等返回第六页，讲稿共

2、五十四页哦流量控制器（CFC）流量控制器前视图AirH2PMP表：恒压控制，用于毛细柱分析M表：恒流控制 用于填充柱分析流量控制器顶视图第七页，讲稿共五十四页哦载气控制方式的选择填充柱分析采用恒流方式（质量流量）毛细柱分析采用恒压方式6kgf/cm2SPL/SplessINJ 1INJ2毛细柱毛细柱 填充柱填充柱1填充柱填充柱2第八页，讲稿共五十四页哦流量控制器（CFC）返回阻尼管Air1Air2H2 1H2 2P1M1M2PrimaryFID1FID2ECDFPDSPLINJ1INJ2载气（68kgf/cm2）氢气空气FTD第九页，讲稿共五十四页哦进样口 填充柱进样口填充柱进样口（WBIWB

3、I）毛细管柱进样口毛细管柱进样口（SPLSPL）冷柱头进样口冷柱头进样口（OCIOCI）只适用于只适用于0.53mm0.53mm IDID的宽孔径毛细柱的宽孔径毛细柱 程序升温进样口程序升温进样口（PTVPTV）可实现大体积进样（数十数百微升）可实现大体积进样（数十数百微升）进样口类型进样口类型第十页，讲稿共五十四页哦热进样和冷进样热进样：WBIWBI，SPLSPL 存在歧视效应和样品热分解存在歧视效应和样品热分解冷进样：OCIOCI，PTVPTV 进样是在较低温度下进行进样是在较低温度下进行 有助于克服样品热分解和歧视效应有助于克服样品热分解和歧视效应 定量精度高定量精度高NEXT第十一页，

4、讲稿共五十四页哦歧视效应的产生歧视效应的产生歧视歧视:蒸馏现象蒸馏现象 进针进针 退针退针低沸点组分百分比偏高低沸点组分百分比偏高高沸点组分残留高沸点组分残留返回第十二页，讲稿共五十四页哦冷进样冷进样概念概念样品是在溶液状态样品是在溶液状态-低于样品沸点的温度下进样低于样品沸点的温度下进样气化室快速升温使样品气化气化室快速升温使样品气化PTVPTV进样方式进样方式分流进样分流进样(高浓度样高浓度样)无分流进样无分流进样 (低浓度样低浓度样)大体积进样大体积进样LVILVI(痕量分析痕量分析)OCI柱头进样 只适用于0.53内径的柱子 无分流流路，不能分析高浓度样品（污染柱子），进样量一般小于2

5、ul第十三页，讲稿共五十四页哦SPLESSSPLESS、OCIOCI及及PTV-SPLESSPTV-SPLESS比较比较N-甲基氨基甲酸酯农药的热分解现象SplitlessCool-on-ColumnSpless-PTV第十四页，讲稿共五十四页哦进样技术的改进溶剂溶剂 空气空气 样品样品 空气空气溶剂冲洗法溶剂冲洗法优点：减少热进样时的样品歧视效应第十五页，讲稿共五十四页哦进样口进样口填充柱进样口示意图填充柱进样口示意图第十六页，讲稿共五十四页哦进样口分流分流/不分流进样口示意图不分流进样口示意图分流比：SPL.RF1:F2F1F2第十七页，讲稿共五十四页哦冷柱头进样口冷柱头进样口冷柱头进样口

6、冷柱头进样口(OCI)(OCI)(OCI)(OCI)程序升温进样口程序升温进样口程序升温进样口程序升温进样口PTVPTVPTVPTV载气隔垫吹扫出口分流出口载气玻璃衬管F2F1加热-250/min隔垫吹扫出口衬管0.53mmID宽口毛细柱进样口进样口返回第十八页，讲稿共五十四页哦色谱柱类型色谱柱类型柱材：熔融石英、铝内径：0.2mm-0.53mm长度：10-100m固定相种类：OV-1，PEG-20M，OV-17等固定相膜厚：0.2-5m填充柱填充柱柱材：不锈钢，玻璃内径：2.6-3mm长度：0.5-6m填料：担体和固定液的种类固定液的浓度 1-30%担体有硅藻土、玻璃、石英塑料担体（TPA）

7、等。毛细管柱毛细管柱第十九页，讲稿共五十四页哦毛细管柱主要类型Porous Layer Open TubularWall Coated Open TubularPacked Capillary多孔层开口柱多孔层开口柱管壁涂渍开口柱管壁涂渍开口柱第二十页，讲稿共五十四页哦毛细管柱管材熔融石英 合成高纯石英外表面涂覆聚酰亚胺内表面经化学处理不锈钢用于高温分析最不易断裂内表面经特殊处理第二十一页，讲稿共五十四页哦固定相大多数固定相为聚合物WCOT 毛细管柱:聚甲基硅氧烷（Polysiloxanes,silicones）聚乙二醇（Polyethylene glycols,PEG）第二十二页，讲稿共五十

8、四页哦固定相聚硅氧烷siloxanebackbone第二十三页，讲稿共五十四页哦固定液流失021868101214164202224100 C270 C300 C300 C for 12 minBleed第二十四页，讲稿共五十四页哦固定相聚乙二醇“WAX”or“FFAP”类固定液e.g.DB-WAX,DB-FFAP温度稳定性比聚硅氧烷类差，最高使用温度低于聚硅氧烷类固定液第二十五页，讲稿共五十四页哦色谱柱柱性能指标：柱性能指标：柱性能指标：柱性能指标：柱效、分离度柱效、分离度第二十六页，讲稿共五十四页哦色谱柱柱效柱效柱效柱效 通常以理论塔板数（通常以理论塔板数（n n）或理论塔板高度（）或理论

9、塔板高度（H H）表示）表示 H=L/n LH=L/n L为柱长为柱长 hh/2Wh/2开始tR第二十七页，讲稿共五十四页哦色谱柱载气流速与柱效关系HETPVan Deemter方程HETP=A+B/u+Cuu cm/suoptHmin第二十八页，讲稿共五十四页哦载气种类对柱效的影响载气种类对柱效的影响HETPHETP曲線曲線（Rtx-1Rtx-1，30m30m，0.25mmi.d.0.25mmi.d.，0.25m0.25m）线线速度（速度（cm/seccm/sec）柱箱 130，样品 n-C15H320.00.0200.0200.0400.0400.0600.0600.0800.0800.0

10、1000.01000.01200.01200.01400.01400.00 01010202030304040505060607070HETP(m)HETP(m)HeHeN N2 2H H2 2柱箱柱箱 130 130，样品，样品 n-Cn-C1515H H32 32，k=7.6k=7.6第二十九页，讲稿共五十四页哦色谱柱 使用内径较小的柱使用内径较小的柱 减小固定相液膜厚度减小固定相液膜厚度 减小进样量减小进样量 使用更长的色谱柱使用更长的色谱柱 使用程序升温使用程序升温/升压升压影响柱效的因素影响柱效的因素第三十页，讲稿共五十四页哦色谱柱线速度线速度：柱长：柱长：L Ldkdk 式中式中

11、d d为柱圈直径为柱圈直径；k k为柱圈圈数为柱圈圈数 t tmm为不保留组分的保留时间，可采用低碳烃如甲烷的保留时间。为不保留组分的保留时间，可采用低碳烃如甲烷的保留时间。柱流量柱流量：F Frr2 2*60*60 式中式中 r r为柱内半径，为柱内半径，cmcm；为载气线速度，为载气线速度，cm/scm/s载气线速度和流量测定载气线速度和流量测定第三十一页，讲稿共五十四页哦色谱柱 式中：式中：t tR1R1，t tR2R2分别为两个相邻峰的保留时间分别为两个相邻峰的保留时间 WW1 1，WW2 2分别为两个相邻峰的峰宽分别为两个相邻峰的峰宽 当当R R1.51.5时，分离程度可达时，分离程

12、度可达99.799.7，认为两峰完全分离。认为两峰完全分离。分离度（分离度（R）：）：柱将两个相邻峰彼此分离的程度。第三十二页，讲稿共五十四页哦分离度分离度R=1.25R=1.0R=1.5(基线分离基线分离)R=0.8第三十三页，讲稿共五十四页哦色谱柱的选择固定液极性的选择（按相似相溶原则）固定液极性的选择（按相似相溶原则）非极性固定液非极性固定液-有按沸点顺序溶出倾向有按沸点顺序溶出倾向极性固定液极性固定液 -沸点相同时，按极性由小到大沸点相同时，按极性由小到大 的顺序溶出的顺序溶出固定液的浓度或毛细管柱的膜厚固定液的浓度或毛细管柱的膜厚对低沸点化合物对低沸点化合物 高浓度高浓度（10%10

13、%30%)30%)高膜厚高膜厚(1(15m)5m)对高沸点化合物对高沸点化合物 低浓度低浓度（1%1%5%)5%)低膜厚低膜厚(0.25(0.250.5m)0.5m)第三十四页，讲稿共五十四页哦色谱柱各公司常用色谱柱牌号对照表各公司常用色谱柱牌号对照表固定液固定液名称名称RestexRestexJ&WJ&WHPHPSupelcoSupelco100%100%聚甲基硅氧聚甲基硅氧烷烷OV-1OV-1OV-101OV-101Rtx-1Rtx-1DB1DB1HP1HP1SPB-1SPB-19595甲基甲基5 5苯基苯基SE-54SE-54Rtx-5Rtx-5DB5DB5HP5HP5SPB-5SPB-

14、55050甲基甲基5050苯基苯基OV-17OV-17Rtx-50Rtx-50DB17DB17HP17HP17SPB-50SPB-50聚乙二醇聚乙二醇PEG20MPEG20MStabilwaStabilwax xDBWAXDBWAXHPWAXHPWAXSUPELCSUPELCO-O-WAWAX X第三十五页，讲稿共五十四页哦色谱柱色谱柱色谱柱的老化色谱柱的老化为什么必须进行色谱柱老化？为什么必须进行色谱柱老化？新色谱柱含有溶剂和高沸点物质，所以基线不稳，出现鬼峰和噪新色谱柱含有溶剂和高沸点物质，所以基线不稳，出现鬼峰和噪声；旧柱长时间未用，也存在同样问题。声；旧柱长时间未用，也存在同样问题。一

15、般采用升温老化，即从一般采用升温老化，即从室温程序升温到最高温度，并在高温段保持数小时。室温程序升温到最高温度，并在高温段保持数小时。新柱老化时，最好不要连接检测器。新柱老化时，最好不要连接检测器。每天都要进行老化吗？每天都要进行老化吗？视仪器基线情况，确定是否需要老化以及老化时间。视仪器基线情况，确定是否需要老化以及老化时间。第三十六页，讲稿共五十四页哦进样口、色谱柱、检测器的温度设定进样口温度考虑样品中各组分的沸点，设定温度使样品瞬间汽化。色谱柱温度考虑样品中各组分的沸点，及希望的分析周期，宽沸程样品应使用程序升温。检测器温度防止检测器污染，一般比色谱柱温度高20-30。DET.TINJ.

16、TCOL.T+20DET.TINJ.TCOL.T+20第三十七页，讲稿共五十四页哦返回恒温&程序升温分析比较恒温分析程序升温分析 沸程窄(50-100)时采用恒温分析 恒温分析时，保留时间和 碳数呈指数关系C8 C9C10C11C8C9C10 C11 沸程宽时采用升温分析 升温分析时，保留时间和 碳数呈正比关系 基线易漂移第三十八页，讲稿共五十四页哦检测器广谱检测器：广谱检测器：FIDFID、TCDTCD选择性检测器：选择性检测器：FTDFTD、FPDFPD、ECDECD气相色谱常用检测器气相色谱常用检测器第三十九页，讲稿共五十四页哦检测器 原理原理 组分在氢火焰中燃烧电离生成各种正离子、负离

17、子和电子，被组分在氢火焰中燃烧电离生成各种正离子、负离子和电子，被收集转变为电流，经放大后即为检测器信号。收集转变为电流，经放大后即为检测器信号。应用范围应用范围 碳氢化合物碳氢化合物对对FIDFID无响应的物质无响应的物质 O O2 2 、N N2 2 、H H2 2 、CO CO、COCO2 2 、CSCS2 2 、NHNH3 3 、H H2 2O O、稀稀有有气气体体、氮氮的氧化物，的氧化物，HCHO,HCOOHHCHO,HCOOH等等FID（氢火焰离子化检测器）氢火焰离子化检测器）第四十页，讲稿共五十四页哦检测器FID操作流量设定操作流量设定气体种类气体种类流量范围，流量范围，mL/m

18、inmL/min推荐流量，推荐流量，mL/minmL/min载气（填充载气（填充柱）柱）30306060载气（毛细载气（毛细管柱）管柱）1 15 5氢气氢气404060605050空气空气400400600600500500柱流量尾柱流量尾吹气吹气303060603030第四十一页，讲稿共五十四页哦检测器温度温度 检测器温度至少高于柱温检测器温度至少高于柱温2020极性极性（POLPOL）1 1，2 2量程量程（RANGERANGE）0 03 3FID操作参数设定操作参数设定第四十二页，讲稿共五十四页哦检测器原理原理 当携带了样品的载气流过检测器时，因导热系数的差异使铼当携带了样品的载气流过检

19、测器时，因导热系数的差异使铼钨丝的温度发生变化，引起电阻值发生变化而产生色谱信钨丝的温度发生变化，引起电阻值发生变化而产生色谱信号。号。应用范围应用范围 有机、无机化合物有机、无机化合物TCD（热导检测器热导检测器）第四十三页，讲稿共五十四页哦检测器 流量流量 参比池和样品池流量尽量相同参比池和样品池流量尽量相同 温度温度 检测器温度至少高于柱温检测器温度至少高于柱温3030电流电流（CURRCURR，mAmA）电流设定应参考仪器所附参照表电流设定应参考仪器所附参照表 关机时，电流设为关机时，电流设为0 0或一小值（或一小值（3 35mA5mA）极性极性（POLPOL）1 1，2 2TCD操作

20、参数设定操作参数设定第四十四页，讲稿共五十四页哦检测器灯丝电流越大，灵敏度越高灯丝电流越大，灵敏度越高 检测器温度越低，灵敏度越高检测器温度越低，灵敏度越高用氢气或氦气作载气比氮气灵敏度高用氢气或氦气作载气比氮气灵敏度高影响影响TCD检测灵敏度的因素检测灵敏度的因素第四十五页，讲稿共五十四页哦检测器原理：原理：当电负性大的物质通过检测器时，将会捕获低能热电子，当电负性大的物质通过检测器时，将会捕获低能热电子，引起池电流的减小，为保持电流恒定所加上的相应脉冲引起池电流的减小，为保持电流恒定所加上的相应脉冲数的变化即为色谱信号。数的变化即为色谱信号。应用范围应用范围 有机卤代物，含电负性基团（如有机卤代物，含电负性基团（如C CO O，NONO2 2）的有机物）的有机物ECD检测器检测器第四十六页，讲稿共五十四页哦检测器 设定参数设定参数 1)1)温度温度 最高温度最高温度350 2.5)2.5)第五十三页，讲稿共五十四页哦感谢大家观看第五十四页，讲稿共五十四页哦