气相色谱分析法优秀PPT.ppt

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1、气相色谱分析法你现在浏览的是第一页，共84页2022/12/4一、气相色谱仪器一、气相色谱仪器 Gas chromatographic instruments你现在浏览的是第二页，共84页2022/12/4气相色谱仪器你现在浏览的是第三页，共84页2022/12/4气相色谱仪器你现在浏览的是第四页，共84页2022/12/4二、气相色谱结构流程二、气相色谱结构流程 Process of gas chromatograph1-载气钢瓶；2-减压阀3-净化干燥管；4-针形阀；5-流量计;6-压力表；4-针形阀；5-流量计;6-压力表；7-进样气化室；8-色谱柱；9-热导检测器；10-放大器；11-

2、温度控制器；12-记录仪；载气系统进样系统色谱柱检测系统温控系统你现在浏览的是第五页，共84页2022/12/4结构流程你现在浏览的是第六页，共84页2022/12/4三、气相色谱仪主要部件三、气相色谱仪主要部件 Main assembly of gas chromatograph1.1.载气系统载气系统 包括包括气源气源、净化干燥管净化干燥管和和载气流速控制载气流速控制。常用的常用的载气载气有：氢气、氮气、氦气；有：氢气、氮气、氦气；净化干燥管净化干燥管：去除载气中的水、有机物等杂质（依次通过分子筛、：去除载气中的水、有机物等杂质（依次通过分子筛、活性炭等）；活性炭等）；载气流速控制载气流速

3、控制：压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气流速恒：压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气流速恒定。定。你现在浏览的是第七页，共84页2022/12/42.进样装置 进样装置：进样装置：进样器+气化室；（1）气体进样器（六通阀）：）气体进样器（六通阀）：推拉式和旋转式两种。试样首先充满定量管，切入后，载气携带定量管中的试样气体进入分离柱。你现在浏览的是第八页，共84页2022/12/4（2）液体进样器液体进样器 不同规格的专用不同规格的专用注射器注射器，填充柱，填充柱色谱常用色谱常用10L；毛细管色谱常用；毛细管色谱常用1L；新；新型仪器带有型仪器带有全自动液体进样器全自动液体进样器，清洗、，清洗

4、、润冲、取样、进样、换样等过程自动完润冲、取样、进样、换样等过程自动完成，一次可放置数十个试样。成，一次可放置数十个试样。（3）气化室）气化室 将液体试样瞬间气化的装置。将液体试样瞬间气化的装置。你现在浏览的是第九页，共84页2022/12/43.色谱柱（分离柱）色谱柱：色谱仪的色谱柱：色谱仪的核心核心部件。部件。柱材质：不锈钢管或玻璃管，内径柱材质：不锈钢管或玻璃管，内径3-6毫米。长度可根据毫米。长度可根据需要确定。需要确定。填充柱填充柱柱填料：粒度为柱填料：粒度为60-80或或80-100目的色谱固定相目的色谱固定相。气气-固色谱：固体吸附剂固色谱：固体吸附剂 气气-液色谱：担体液色谱：

5、担体+固定液固定液 柱制备对柱效有较大影响，填料装填太紧，柱前压力大，流柱制备对柱效有较大影响，填料装填太紧，柱前压力大，流速慢或将速慢或将 柱堵死，反之空隙体积大，柱效低。柱堵死，反之空隙体积大，柱效低。有关固定液性质及其选择见下一节。有关固定液性质及其选择见下一节。你现在浏览的是第十页，共84页2022/12/44.检测系统 色谱仪的色谱仪的眼睛眼睛。通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成；通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成；被色谱柱分离后的组分被色谱柱分离后的组分依次依次进入检测器，按其浓度或质量随时进入检测器，按其浓度或质量随时间的变化，转化成相应电信号，经放大后记录和显示

6、，给出色谱图；间的变化，转化成相应电信号，经放大后记录和显示，给出色谱图；检测器：检测器：广普型广普型对所有物质均有响应；对所有物质均有响应；专属型专属型对特定物质有高灵敏响应；对特定物质有高灵敏响应；常用的检测器：常用的检测器：热导检测器、氢火焰离子化检测器热导检测器、氢火焰离子化检测器；有关检测器原理、结构见第三节。有关检测器原理、结构见第三节。你现在浏览的是第十一页，共84页2022/12/45.温度控制系统 温度是色谱分离条件的重要选择参数；温度是色谱分离条件的重要选择参数；气化室气化室、柱室柱室、检测器检测器三部分在色谱仪操作时三部分在色谱仪操作时均需控制温均需控制温度度；气化室：保

7、证液体试样瞬间气化；气化室：保证液体试样瞬间气化；检测器：保证被分离后的组分通过时不在此冷凝；检测器：保证被分离后的组分通过时不在此冷凝；柱室：准确控制分离需柱室：准确控制分离需要的温度。当试样复杂时，要的温度。当试样复杂时，柱室温度需要按一定程序控柱室温度需要按一定程序控制温度变化，各组分在最佳制温度变化，各组分在最佳温度下分离。温度下分离。你现在浏览的是第十二页，共84页2022/12/4一、一、气固色谱固定相气固色谱固定相stationary phases in Gas-solid chromatograph二、气液色谱固定相二、气液色谱固定相stationary phases in g

8、as-liquid chromatograph 第二节第二节 气相色谱固定相气相色谱固定相Stationary phases in gas chromatograph 你现在浏览的是第十三页，共84页2022/12/4一、气固色谱固定相一、气固色谱固定相 Stationary phases in Gas-solid chromatograph 固固体体固固定定相相是是表表面面具具有有一一定定活活性性的的固固体体吸吸附附剂剂。当当被被分分析析组组分分随随载载气气进进入入色色谱谱柱柱后后，因因吸吸附附剂剂对对试试样样中中各各组组分分的的吸吸附附能能力力不不同同，经经反反复复多多次的吸附次的吸附-脱

9、附过程，使各组分彼此分离。脱附过程，使各组分彼此分离。1.活性炭活性炭 有较大的比表面积，吸附性较强。2.活性氧化铝活性氧化铝 有较大的极性。适用于常温下O2、N2、CO、CH4、C2H6、C2H4等气体的相互分离。CO2能被活性氧化铝强烈吸附而不能用这种固定相进行分析。你现在浏览的是第十四页，共84页2022/12/4 4.分子筛分子筛 碱及碱土金属的硅铝酸盐（沸石），多孔性。如3A、4A、5A、10X及13X分子筛等（孔径：埃）。常用5A和13X（常温下分离O2与N2）。除了广泛用于H2、O2、N2、CH4、CO等的分离外，还能够测定He、Ne、Ar、NO、N2O等。5.高分子多孔微球（高

10、分子多孔微球（GDX系列）系列）新型的有机合成固定相（苯乙烯与二乙烯苯共聚）。型号：GDX-01、-02、-03等。适用于水、气体及低级醇的分析。3.硅胶硅胶 与活性氧化铝大致相同的分离性能，除能分析上述物质外，还能分析CO2、N2O、NO、NO2等，且能够分离臭氧。你现在浏览的是第十五页，共84页2022/12/4二、气液色谱固定相二、气液色谱固定相 Stationary phases in gas-liquid chromatograph 气液色谱固定相气液色谱固定相 固定液固定液+担体担体（支持体）：小颗粒表面涂渍上一薄层固定液。小颗粒表面涂渍上一薄层固定液。固定液特点：固定液特点：固固

11、定定液液在在常常温温下下不不一一定定为为液液体体，但但在在使使用用温温度度下下一一定定呈呈液液体状态。体状态。固定液的种类繁多，选择余地大，应用范围不断扩大。固定液的种类繁多，选择余地大，应用范围不断扩大。担体：担体：化学惰性的多孔性固体颗粒，具有较大的比表面积。化学惰性的多孔性固体颗粒，具有较大的比表面积。你现在浏览的是第十六页，共84页2022/12/4 1.作为担体使用的物质应满足的条件 比表面积大，孔径分布均匀；比表面积大，孔径分布均匀；化化学学惰惰性性，表表面面无无吸吸附附性性或或吸吸附附性性很很弱弱，与与被被分分离离组组份份不不起反应；起反应；具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎

12、；具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎；颗粒大小均匀、适度。一般常用颗粒大小均匀、适度。一般常用6080目、目、80100目。目。你现在浏览的是第十七页，共84页2022/12/42.担体（硅藻土）红色担体红色担体：孔径较小，表孔密集，比孔径较小，表孔密集，比表面积较大，机械强度好。适表面积较大，机械强度好。适宜分离非极性或弱极性组分的宜分离非极性或弱极性组分的试样。试样。缺点缺点是表面是表面存有活性吸附中心存有活性吸附中心点点。白色担体白色担体：煅烧前原料中加入了少量助溶剂（碳酸钠）。煅烧前原料中加入了少量助溶剂（碳酸钠）。颗颗 粒疏松，孔粒疏松，孔径较大。比表面积较小，机械强度较差。但吸

13、附性显著减小，适径较大。比表面积较小，机械强度较差。但吸附性显著减小，适宜分离极性组分的试样。宜分离极性组分的试样。你现在浏览的是第十八页，共84页2022/12/4气液色谱担体气液色谱担体你现在浏览的是第十九页，共84页2022/12/43.固定液 固定液：固定液：高沸点难挥发的有机化合物，种类繁多。（1）对）对固定液的固定液的要求要求 应对被分离试样中的各组分具有不同的溶解能力，较好的热稳定性，并且不与被分离组分发生不可逆的化学反应。（2）固定液的最高最低使用温度）固定液的最高最低使用温度 高于最高使用温度易分解，温度低呈固体。（3）固定液分类方法）固定液分类方法 如按化学结构、极性、应用

14、等的分类方法。在各种色谱手册中，一般将固定液按有机化合物的分类方法分为：脂肪烃、芳烃、醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷等。你现在浏览的是第二十页，共84页2022/12/4（4）混合固定液）混合固定液 对于复杂的难分离组分通常采用特殊固定液或将两种甚至两种以上混合使用；（5）选择的基本原则）选择的基本原则 “相似相溶相似相溶”，选择与试样性质相近的固定相。（6）固定液的相对极性）固定液的相对极性 规定：角鲨烷（异三十烷）的相对极性为零，氧二丙睛的相对极性为100。你现在浏览的是第二十一页，共84页2022/12/4你现在浏览的是第二十二页，共84页2022/12/4一一、热导池检测器、热导池检测器T

15、CDTCDThermal conductivity detector二、氢火焰离子化检测器二、氢火焰离子化检测器Flame ionization detector,FID三、电子捕获检测器三、电子捕获检测器Electron capture detector,ECD四、其他检测器四、其他检测器Other detector第三节第三节 气相色谱检测器气相色谱检测器Detector of gas chromatograph你现在浏览的是第二十三页，共84页2022/12/4检测器的检测器的作用作用是将经色谱柱分离后的各组分是将经色谱柱分离后的各组分按其特性及按其特性及含量含量转换为相应的转换为相应的

16、电讯号电讯号。浓度型检测器：浓度型检测器：测测量量的的是是载载气气中中通通过过检检测测器器组组分分浓浓度度瞬瞬间间的的变变化化，检检测测 信信号号值值与与组分的组分的浓度成正比浓度成正比。热导检测器，电子俘获检测器热导检测器，电子俘获检测器质量型检测器：质量型检测器：测测量量的的是是载载气气中中某某组组分分进进入入检检测测器器的的速速度度变变化化，即即检检测测信信号号值值与与单单位时间内进入检测器组分的位时间内进入检测器组分的质量成正比质量成正比。如氢火焰离子化检测器，火焰光度检测器。如氢火焰离子化检测器，火焰光度检测器。广普型检测器：广普型检测器：对所有物质有响应，热导检测器。对所有物质有响

17、应，热导检测器。专属型检测器：专属型检测器：对特定物质有高灵敏响应，电子俘获检测器。对特定物质有高灵敏响应，电子俘获检测器。你现在浏览的是第二十四页，共84页2022/12/4一、热导池检测器一、热导池检测器Thermal conductivity detector,TCD1.1.热导池检测器的结构热导池检测器的结构 池体池体（一般用不锈钢制成）热敏元件热敏元件：电阻率高、电阻温度系数大、且价廉易加工的钨钨丝丝制成。参考臂参考臂：仅允许纯载气纯载气通过，通常连接在进样装置之前。测量臂测量臂：需要携携带被分离组分的带被分离组分的载气载气流过，则连接在紧靠近分离柱出口处。你现在浏览的是第二十五页，

18、共84页2022/12/42.检测原理 惠斯登电桥，右下图。不同的气体有不同的热导系数。进样前：进样前：钨丝通电，加热与散热达到平衡后，两臂电阻值：R参参=R测测 ;R1=R2 则：则：R参参R2=R测测R1 无电压信号输出；记录仪走直线（基线）。你现在浏览的是第二十六页，共84页2022/12/4进样后:载气携带试样组分流过测量臂而这时参考臂流过的仍是纯载气，使载气携带试样组分流过测量臂而这时参考臂流过的仍是纯载气，使测量臂的测量臂的温度改变温度改变，引起电阻的变化，测量臂和参考臂的电阻值不，引起电阻的变化，测量臂和参考臂的电阻值不等，产生电阻差，等，产生电阻差，R参参R测测 则：R参参R2

19、R测测R1 这时电桥失去平衡，这时电桥失去平衡，a、b两两端存在着电位差，有电压信号输出。端存在着电位差，有电压信号输出。信号与组分浓度相关。信号与组分浓度相关。记录仪记记录仪记录下组分浓度随时间变化的录下组分浓度随时间变化的峰峰状图形状图形。你现在浏览的是第二十七页，共84页2022/12/43.影响热导池检测器灵敏度的因素桥桥路路电电流流I：I，钨丝的温度，钨丝与池体之间的温差，有利于热传导，检检测测器器灵灵敏敏度度提提高高。检测器的响应值S I3，但但稳稳定定性性下下降降，基线不稳。桥路电流太高时，还可能造成钨丝烧坏。一一般般，N2作作载载气气时为时为100150mA，H2作载气时为作载

20、气时为150200mA。池池体体温温度度：池体温度与钨丝温度相差越大，越有利于热传导，检测器的灵敏度也就越高，但池体温度不能低于分离柱温度，以防止试样组分在检测器中冷凝。你现在浏览的是第二十八页，共84页2022/12/4载载气气种种类类：载气与试样的热导系数相差越大，在检测器两臂中产生的温差和电阻差也就越大，检测灵敏度越高。载气的热导系数大，传热好，通过的桥路电流也可适当加大，则检测灵敏度进一步提高。氦气也具有较大的热导系数，但价格较高。表表 某些气体与蒸气的热导系数（某些气体与蒸气的热导系数（），），单位：单位：J/cms你现在浏览的是第二十九页，共84页2022/12/4二、二、氢火焰离

21、子化检测器氢火焰离子化检测器Flame ionization detector,FID1.1.特点特点 简称氢焰检测器简称氢焰检测器（FID：hydrogen flameionization detector）（1）典型的）典型的质量型检测器质量型检测器;（2）对有机化合物具有）对有机化合物具有很高的灵敏度很高的灵敏度;（3）无无机机气气体体、水水、四四氯氯化化碳碳等等含含氢氢少少或或不不含含氢氢的的物物质质灵灵敏敏度度低低或或不响应不响应;（4）氢焰检测器具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速等特点）氢焰检测器具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速等特点;（5）比热导检测器的灵敏度高

22、出近）比热导检测器的灵敏度高出近3个数量级，检测下限可达个数量级，检测下限可达10-12gg-1。你现在浏览的是第三十页，共84页2022/12/42.2.氢焰检测器的结构氢焰检测器的结构（2）氢焰检测器需要用到三种气体：）氢焰检测器需要用到三种气体：N2：载气携带试样组分；H2：为燃气；空气：助燃气。使用时需要调整三者的比例关系，使用时需要调整三者的比例关系，检测器灵敏度达到最佳。检测器灵敏度达到最佳。主要部分是一主要部分是一离子室离子室。包括气体。包括气体入口，火焰喷嘴，一对电极和外罩。入口，火焰喷嘴，一对电极和外罩。（1）在发射极和收集极之间加有一定）在发射极和收集极之间加有一定的直流电

23、压（的直流电压（100300V）构成一个外构成一个外加电场。加电场。你现在浏览的是第三十一页，共84页2022/12/43.氢焰检测器的原理 被测组分被载气携带，从被测组分被载气携带，从色谱柱流出，与氢气混合一起色谱柱流出，与氢气混合一起进入离子室，由毛细管喷嘴喷进入离子室，由毛细管喷嘴喷出。氢气在空气的助燃下经引出。氢气在空气的助燃下经引燃后进行燃烧，以燃烧所产生燃后进行燃烧，以燃烧所产生的高温（约的高温（约2100）火焰为能源，火焰为能源，使被测有机物质电离成正负离子使被测有机物质电离成正负离子。产生的离子在收。产生的离子在收集极和发射极的外电场作用下集极和发射极的外电场作用下定向运动形成

24、电流定向运动形成电流。产生的。产生的微电流大小微电流大小与进入离子室的被测组分含量有关与进入离子室的被测组分含量有关，含量愈大，产生的微电流就愈，含量愈大，产生的微电流就愈大，这二者之间存在定量关系。大，这二者之间存在定量关系。你现在浏览的是第三十二页，共84页2022/12/4三、电子捕获检测器三、电子捕获检测器 Electron capture detector,ECD 高选择性检测器，高选择性检测器，仅对含有卤素、磷、硫、氧等电负性元素的化合物有很高的灵敏仅对含有卤素、磷、硫、氧等电负性元素的化合物有很高的灵敏度，度，检测下限检测下限1010-14-14 g/mLg/mL，对大多数烃类没

25、有响应。对大多数烃类没有响应。较多应用于农副产品、较多应用于农副产品、食品及环境中农药残留食品及环境中农药残留量的测定。量的测定。你现在浏览的是第三十三页，共84页2022/12/4检测原理：检测原理：在检测池体内有一圆筒状放射在检测池体内有一圆筒状放射源源(H3 or Ni62)作为负极，一个不作为负极，一个不锈钢棒作为正极，在此两极间施锈钢棒作为正极，在此两极间施加一电压。加一电压。当载气（如氮气）进入检测器时，在放射源的射线作用下发生电当载气（如氮气）进入检测器时，在放射源的射线作用下发生电离：离：N2 N2+e-生成的正离子和电子，在电场的作用下向极性相反的电极运动，生成的正离子和电子

26、，在电场的作用下向极性相反的电极运动，形成恒定的基始电流即形成恒定的基始电流即基流基流。当具有电负性的组分进入检测器时，它俘获了检测器中的电子而当具有电负性的组分进入检测器时，它俘获了检测器中的电子而使基流降低，其降低值与进入检测器的电负性组分的含量成正比。使基流降低，其降低值与进入检测器的电负性组分的含量成正比。你现在浏览的是第三十四页，共84页2022/12/4四、其他检测器四、其他检测器 other detector1.1.火焰光度检测器火焰光度检测器(flame photometric detector,FPD)flame photometric detector,FPD)化合物中硫硫

27、、磷磷在富氢火焰中被还原，激发后，辐射出394nm、526 nm 左右的特征光谱，可被检测；该检测器是对含硫、磷化合物的高选择性检测器。2.2.定性检测器定性检测器(联用仪器联用仪器)将两种仪器结合；色-质联用仪 (通过分子分离器连接)你现在浏览的是第三十五页，共84页2022/12/4一、色谱柱及使用条件的选择一、色谱柱及使用条件的选择chromatographic columns and choice of operating condition 二、载气种类和流速的选择二、载气种类和流速的选择classification of carrier gas and choice of flow

28、 rate 三、其它操作条件的选择三、其它操作条件的选择choice of other operating condition第四节第四节 分离操作条件的选择分离操作条件的选择Choice of chromatographic operating condition 你现在浏览的是第三十六页，共84页2022/12/4一、一、色谱柱及使用条件的选择色谱柱及使用条件的选择 Chromatographic columns and choice of operating condition 1.1.固定相的选择固定相的选择 气液色谱，应根据“相似相溶”的原则分分离离非非极极性性组组分分时时，通常选用

29、非极性固定液。各组分按沸点顺序出峰，低沸点组分先出峰。分分离离极极性性组组分分时时，一般选用极性固定液。各组分按极性大小顺序流出色谱柱，极性小的先出峰。你现在浏览的是第三十七页，共84页2022/12/4分分离离非非极极性性和和极极性性的的（或或易易被被极极化化的的）混混合合物物，一般选用极性固定液。此时，非极性组分先出峰，极性的（或易被极化的）组分后出峰。醇醇、胺胺、水水等等强强极极性性和和能能形形成成氢氢键键的的化化合合物物的的分分离离，通常选择极性或氢键性的固定液。这时试样中各组分，不易与固定液形成氢键的先流出，最易形成氢键的最后流出。组组成成复复杂杂、较较难难分分离离的的试试样样，通常

30、使用特殊固定液，或混合固定相。你现在浏览的是第三十八页，共84页2022/12/42.2.固定液配比（涂渍量）的选择固定液配比（涂渍量）的选择dfdfCL H柱效柱效 配配比比：固固定定液液在在担担体体上上的的涂涂渍渍量量，一一般般指指的的是是固固定定液液与与担担体体的的百百分比，配比通常在分比，配比通常在5%5%25%25%之间之间。配配比比越越低低，担担体体上上形形成成的的液液膜膜越越薄薄，传传质质阻阻力力越越小小，柱柱效效越越高高，分析速度也越快。分析速度也越快。配配比比较较低低时时，固固定定相相的的负负载载量量低低，允允许许的的进进样样量量较较小小。分分析析工作中通常倾向于使用较低的配

31、比。工作中通常倾向于使用较低的配比。你现在浏览的是第三十九页，共84页2022/12/4 增加柱长对提高分离度有利（分离度增加柱长对提高分离度有利（分离度R正比于柱长正比于柱长L2），但组分的保留时间），但组分的保留时间tR ，且柱阻力，且柱阻力，不便操作。，不便操作。柱长的选用原则柱长的选用原则是在能满足分离目的的前提下，尽可能是在能满足分离目的的前提下，尽可能选用较短的柱，有利于缩短分析时间。选用较短的柱，有利于缩短分析时间。填充色谱柱的柱长（填充色谱柱的柱长（L）通常为）通常为13米，毛细管柱柱长米，毛细管柱柱长（L）通常为）通常为20300m。可根据要求的分离度通过计算确定合适柱长或实

32、验确定。可根据要求的分离度通过计算确定合适柱长或实验确定。填填充充柱柱内内径径（）一一般般为为34mm，毛毛细细管管柱柱内内径径（）为为0.20.5mm。3.柱长柱长(L)和柱内径（和柱内径（）的选择的选择你现在浏览的是第四十页，共84页2022/12/44.4.柱温的确定柱温的确定 首先应使首先应使柱温柱温控制在固定液的控制在固定液的最高最高使用温度（超过该温度固定液易流失）使用温度（超过该温度固定液易流失）和和最低最低使用温度（低于此温度固定液以固体形式存在）范围使用温度（低于此温度固定液以固体形式存在）范围之内之内。柱温柱温，分离度，分离度，色谱峰变窄变高，色谱柱的选择性增大。柱温，色谱

33、峰变窄变高，色谱柱的选择性增大。柱温，被测组分的挥发度被测组分的挥发度，即被测组分在气相中的浓度，即被测组分在气相中的浓度，K，tR即缩短分析时即缩短分析时间，但低沸点组份峰易产生重叠。间，但低沸点组份峰易产生重叠。柱温柱温，分离度，分离度，分析时间，分析时间。对于难分离物质对，降低柱温虽然可在。对于难分离物质对，降低柱温虽然可在一定程度内使分离得到改善，但是不可能使之完全分离，这是由于两组分的一定程度内使分离得到改善，但是不可能使之完全分离，这是由于两组分的相对保留值增大的同时，两组分的峰宽也在增加，当后者的增加速度大于前相对保留值增大的同时，两组分的峰宽也在增加，当后者的增加速度大于前者时

34、，两峰的交叠更为严重。者时，两峰的交叠更为严重。柱温一般选择在接近或略低于组分平均沸点时的温度。柱温一般选择在接近或略低于组分平均沸点时的温度。组分复杂，沸程宽的试样，采用程序升温。组分复杂，沸程宽的试样，采用程序升温。你现在浏览的是第四十一页，共84页2022/12/4程序升温:你现在浏览的是第四十二页，共84页2022/12/4二、二、载气种类和流速的选择载气种类和流速的选择 Classification of carrier gas and choice of flow rate1.1.载气种类的选择载气种类的选择 载气种类的选择应考虑载气种类的选择应考虑三个方面三个方面：载气对：载气对

35、柱效柱效的影响、的影响、检测器检测器要求及要求及载气性质载气性质。（1 1）载气摩尔质量大，可抑制试样的纵向扩散，提高柱效。）载气摩尔质量大，可抑制试样的纵向扩散，提高柱效。根据速率理论：根据速率理论：H=A+B/u+Cu H=A+B/u+Cu B=2 Dg，Dg (M载气载气)-1/2；M载气载气，B值值。Dg （M组分组分）-1你现在浏览的是第四十三页，共84页2022/12/4（2 2）载气流速较大时，传质阻力项（）载气流速较大时，传质阻力项（CuCu）起主要作用。）起主要作用。根据速率理论：根据速率理论：H=A+B/u+CuH=A+B/u+Cu C=Cg+C C=Cg+CL L 当载气

36、流速（当载气流速（u u）较大时，）较大时，H=A+CuH=A+CuCg1/DgCg1/Dg，DgDg（M M载气载气）-1/2-1/2 Cg Cg（M M载气载气）1/21/2 ）采用较小摩尔质量的载气（如采用较小摩尔质量的载气（如H H2 2，HeHe），可减小传质），可减小传质阻力，提高柱效。阻力，提高柱效。（3 3）热导检测器）热导检测器需要使用热导系数较大的需要使用热导系数较大的氢气氢气有利于提高检有利于提高检测灵敏度。在测灵敏度。在氢焰检测器氢焰检测器中，中，氮气氮气仍是首选目标。仍是首选目标。（4 4）在在载载气气选选择择时时，还还应应综综合合考考虑虑载载气气的的安安全全性性、经

37、经济济性性及及来来源源是是否广泛等因素。否广泛等因素。你现在浏览的是第四十四页，共84页2022/12/42.载气流速的选择 由由图图可可见见存存在在最最佳佳流流速速（uopt）。实实际际流流速速通通常常稍稍大大于于最最佳佳流流速，以缩短分析时间。速，以缩短分析时间。你现在浏览的是第四十五页，共84页2022/12/4 三、其它操作条件的选择三、其它操作条件的选择 Choice of other operating condition1.1.进样方式和进样量的选择进样方式和进样量的选择 液体试样采用色谱微量进样液体试样采用色谱微量进样器进样，规格有器进样，规格有1L，5L，10L等。等。进样量

38、应控制在柱容量允许范进样量应控制在柱容量允许范围及检测器线性检测范围之内。围及检测器线性检测范围之内。进进样要求动作快、时间短。样要求动作快、时间短。气体试样应采气体进样阀进样。气体试样应采气体进样阀进样。你现在浏览的是第四十六页，共84页2022/12/42.气化温度的选择 色谱仪进样口下端有一气化器，色谱仪进样口下端有一气化器，液体试样进样后，在此瞬间气化。液体试样进样后，在此瞬间气化。气化温度一般气化温度一般较柱温高较柱温高3070，防止气化温度太高造成试样分解。防止气化温度太高造成试样分解。你现在浏览的是第四十七页，共84页2022/12/4一、色谱定性分析一、色谱定性分析Qualit

39、ative analysis in chromatograph二、色谱定量分析二、色谱定量分析Quantitative analysis in chromatograph 第五节第五节色谱定性、定量分析色谱定性、定量分析Qualitative and quantitative analysis in chromatograph你现在浏览的是第四十八页，共84页2022/12/4色谱定性分析色谱的定色谱的定性分析性分析（1 1）将已知物直接和未知物对照进行定性）将已知物直接和未知物对照进行定性（2 2）利用文献的保留数据进行定性）利用文献的保留数据进行定性（3 3）利用经验规律定性）利用经验规律

40、定性（4 4）与化学方法结合定性）与化学方法结合定性（5 5）与其它仪器连用进行定性）与其它仪器连用进行定性你现在浏览的是第四十九页，共84页2022/12/4一、色谱定性鉴定方法一、色谱定性鉴定方法1.1.利用纯物质（已知物）定性的方法利用纯物质（已知物）定性的方法（1 1）利利用用保保留留值值定定性性：通过对比试样中具有与纯物质相同保留值的色谱峰，来确定试样中是否含有该物质及在色谱图中的位置。不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。你现在浏览的是第五十页，共84页2022/12/4在一定操作在一定操作条件下，各条件下，各组分的保留组分的保留时间是一定时间是一定值。值。你现在浏览的是第五十一

41、页，共84页2022/12/4 白酒中醇系物色谱示意图白酒中醇系物色谱示意图若组分若组分i的保留值与的保留值与甲醇的保留值相同，甲醇的保留值相同，即可判断组分即可判断组分i为甲为甲醇。醇。你现在浏览的是第五十二页，共84页2022/12/4（2）利用加入法（峰高加入法）定性）利用加入法（峰高加入法）定性 将将纯物质纯物质加入到试样中，观察各组分色谱峰的相对变化。如果混合加入到试样中，观察各组分色谱峰的相对变化。如果混合后峰增高而半峰宽并不相应增加，则表示两者很可能是同一物质。后峰增高而半峰宽并不相应增加，则表示两者很可能是同一物质。你现在浏览的是第五十三页，共84页2022/12/4（3）利用

42、双柱法定性：）利用双柱法定性：不同物质有可能在同一色谱柱不同物质有可能在同一色谱柱上具有相同的保留值。所以应采用两根或多根性质显上具有相同的保留值。所以应采用两根或多根性质显著不同的色谱柱进行分离，观察未知物和标准试样的著不同的色谱柱进行分离，观察未知物和标准试样的保留值是否始终重合。保留值是否始终重合。你现在浏览的是第五十四页，共84页2022/12/42.2.其他定性方法其他定性方法 式中式中A1和和C1是常数，是常数，n为分子中的碳原子数（为分子中的碳原子数（n3）。）。该式说明，如果知道某一同系物中两个或更多组分的调整保该式说明，如果知道某一同系物中两个或更多组分的调整保留值，则可根据

43、上式推知同系物中其它组分的调整保留值留值，则可根据上式推知同系物中其它组分的调整保留值。当没有待测组分的纯标准样时，可用文献值定性，或用当没有待测组分的纯标准样时，可用文献值定性，或用气相色谱中的经验规律定性。气相色谱中的经验规律定性。（1）碳数规律）碳数规律-在一定温度下，同系物的调整保留时间的对数在一定温度下，同系物的调整保留时间的对数与分子中碳，原子数成线性关系。与分子中碳，原子数成线性关系。你现在浏览的是第五十五页，共84页2022/12/4 式中式中A2和和C2均为常数，均为常数，Tb为组分的沸点（为组分的沸点（K）。）。由此可见，根据同族同数碳链异构体中几个已知组分的调由此可见，根

44、据同族同数碳链异构体中几个已知组分的调整保留时间的对数值，可求得同族中具有相同碳数的其他异构整保留时间的对数值，可求得同族中具有相同碳数的其他异构体的调整保留时间。体的调整保留时间。（2）沸点规律）沸点规律 同族具有相同碳数碳链的异构体化合物，其调整保留时间的同族具有相同碳数碳链的异构体化合物，其调整保留时间的对数和它们的沸点呈线性关系。对数和它们的沸点呈线性关系。你现在浏览的是第五十六页，共84页2022/12/4（3）根据保留指数定性 又又称称KovatsKovats指指数数()，是是一一种种重重现现性性较较好好的的定定性性参参数数。测测定定方方法法：所选固定相和柱温应与文献一致所选固定相

45、和柱温应与文献一致 将将正正构构烷烷烃烃作作为为标标准准，规规定定其其保保留留指指数数为为分分子子中中碳碳原原子子个个数数乘乘以以100100（如正己烷的保留指数为（如正己烷的保留指数为600600）。）。被被测测物物质质的的保保留留指指数数（I IX X）是是通通过过选选定定两两个个相相邻邻的的正正构构烷烷烃烃通通过过实实验验算算得得，其其分分别别含含有有Z Z和和Z Z1 1个个碳碳原原子子。被被测测物物质质X X的的调调整整保保留留时时间间应在应在相邻两个相邻两个正构烷烃的调整保留值正构烷烃的调整保留值之间之间如图所示如图所示：你现在浏览的是第五十七页，共84页2022/12/4保留指数

46、计算方法保留指数计算方法 求出未知物的保留指数，然后与文献值对照，即可实现未知求出未知物的保留指数，然后与文献值对照，即可实现未知物的定性。物的定性。你现在浏览的是第五十八页，共84页2022/12/4例：在同一根色谱柱上测出：正庚烷，正辛烷和未知物的调整保留时间分别为14.08s，25.11s和16.32s，试计算它们的保留指数I。解：由定义可知：I庚=1007=700 I辛=1008=800由求出保留指数与文献保留指数对照可知未知物为甲苯。由求出保留指数与文献保留指数对照可知未知物为甲苯。你现在浏览的是第五十九页，共84页2022/12/44.与其他分析仪器联用的定性方法 小型化的台式色质

47、谱联用仪（小型化的台式色质谱联用仪（GC-MSGC-MS；LC-MSLC-MS）色谱色谱-红外光谱仪联用仪；红外光谱仪联用仪；组分的结构鉴定组分的结构鉴定SampleSample 589058901.0 1.0 DEG/MIDEG/MIN NHEWLETTHEWLETTPACKARDPACKARDHEWLETHEWLETT T PACKARPACKARD D59725972A AMass Mass SelectivSelective e DetectoDetector rD DC CB BA A A AB BC CD DGas Chromatograph(GC)Mass Spectromete

48、r(MS)SeparationIdentificationB BA AC CD D你现在浏览的是第六十页，共84页2022/12/4气相色谱与质谱（气相色谱与质谱（GCMS）联用、气相色谱与）联用、气相色谱与Fourier红外光红外光谱谱(GCFTIR）联用、气相色谱与原子发射光谱（）联用、气相色谱与原子发射光谱（GCAES）联）联用等。用等。气相色谱气相色谱/质谱联用质谱联用你现在浏览的是第六十一页，共84页2022/12/4 运用运用InertCap PesticideGC/MSGC/MS分析例分析例 以农药样品同时分析为目的，经特别调整的特殊色谱柱以农药样品同时分析为目的，经特别调整的特

49、殊色谱柱 cat No:1010-15141 cat No:1010-15141农药分析农药分析165种成分（包含异性体种成分（包含异性体197种成分）种成分）你现在浏览的是第六十二页，共84页2022/12/4固相前处理InertSep MPCInertSep MPC60mg/3ml调节（活化）水3mL洗浄脱水洗脱甲醇 3mL进样甲醇3mL水 3mL含5%氨的甲醇5mL浓缩定容以50氮吹，完全干燥用10%甲醇水溶液，定容至2mL固相处理试验液3ml用牛奶萃取液-InertSep MPC固相处理进行添加三聚氰胺的分析例你现在浏览的是第六十三页，共84页2022/12/4三聚氰胺分析方法三聚氰胺

50、分析方法条件条件系系统:ProminenceUFLC:ProminenceUFLC色色谱柱柱:Inertsil:Inertsil C8-3(5m,250 x4.6mmI.D.)C8-3(5m,250 x4.6mmI.D.)流流动相相A)CHA)CH3 3CNCNB)B)缓冲液：冲液：10mM10mM柠檬酸檬酸,10mM,10mM辛辛烷磺酸磺酸钠,调至至pH3.0pH3.0A/B=15/85,v/vA/B=15/85,v/v流速流速:1.0mL/min:1.0mL/min柱温柱温:40:40检测器器:UV240nmUV240nm进样量量:10L:10L1.三聚三聚氰氰胺胺 10 mg/L1 1I