气相色谱分析分析PPT学习教案.pptx

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1、会计学1气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)分析分析第一页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)7.1 7.1 概述概述(i sh)(i sh)气相色谱分离的原理及流程气相色谱分离的原理及流程 (1)(1)原理：流动相为惰性气体。气原理：流动相为惰性气体。气-固色谱法中常以表面积大固色谱法中常以表面积大且具有一定活性的吸附剂为固定相。当多组分的混合物样品进入且具有一定活性的吸附剂为固定相。当多组分的混合物样品进入色谱柱后，由于吸附剂对每个组分的吸附力不同，故各组分在色色谱柱后，由于吸附剂对每个组分的吸附力不同，故各组分在色谱柱中停留的时间也不同。谱

2、柱中停留的时间也不同。气气-液色谱中，以均匀地涂渍在载体表面的液膜为固定相。当液色谱中，以均匀地涂渍在载体表面的液膜为固定相。当样品被载气带入柱中到达固定相表面时，就会溶解在固定相中。样品被载气带入柱中到达固定相表面时，就会溶解在固定相中。由于各组分在固定相中的溶解度不同，故各组分在柱中的运行速由于各组分在固定相中的溶解度不同，故各组分在柱中的运行速度也不同，即实现各组分在色谱柱中彼此分离，随之顺序进入检度也不同，即实现各组分在色谱柱中彼此分离，随之顺序进入检测器中被检测、记录下来。测器中被检测、记录下来。第1页/共51页第二页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p

3、fn x)(2)气相色谱的一般气相色谱的一般(ybn)流程流程图图7-1第2页/共51页第三页，共51页。n n(3)(3)气相色谱仪组成气相色谱仪组成气相色谱仪组成气相色谱仪组成(z(z chn chn)n n 由五大系统组成由五大系统组成由五大系统组成由五大系统组成(z(z chn chn)：气路系统、进样系统、分离系统、：气路系统、进样系统、分离系统、：气路系统、进样系统、分离系统、：气路系统、进样系统、分离系统、温控系统和检测记录系统。温控系统和检测记录系统。温控系统和检测记录系统。温控系统和检测记录系统。第3页/共51页第四页，共51页。n n气相色谱法的特点气相色谱法的特点气相色谱

4、法的特点气相色谱法的特点n n分离效率高分离效率高分离效率高分离效率高n n灵敏度高灵敏度高灵敏度高灵敏度高n n选择性好选择性好选择性好选择性好n n分析速率分析速率分析速率分析速率(sl(sl)快快快快n n应用范围广应用范围广应用范围广应用范围广第4页/共51页第五页，共51页。基本概念基本概念1.色色谱谱流流出出曲曲线线：以以组组分分的的浓浓度度变变化化作作为为纵纵坐坐标标，流流出出时时间间(shjin)作横坐标的，这种曲线称为色谱流出曲线。作横坐标的，这种曲线称为色谱流出曲线。图图 7-2第5页/共51页第六页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x

5、)2基线基线(jxin)（baseline）在在操操作作条条件件下下，没没有有组组分分流流出出时时的的流流出出曲曲线线称称为为基基线线(jxin)。稳稳定定的的基基线线(jxin)应应是是一一条条平平行行于于横横轴轴的的直直线线，主主要要反应检测器的噪声随时间变化的情况。反应检测器的噪声随时间变化的情况。基基线线(jxin)漂漂移移(baselinedrift)指指基基线线(jxin)随随时时间间定定向向的缓慢变化。的缓慢变化。3基基线线(jxin)噪噪声声(baselinenoise)指指由由各各种种因因素素所所引引起起的的基基线线(jxin)起伏。起伏。4保保留留值值（retentionv

6、alue）表表示示试试样样中中各各组组分分在在色色谱谱柱柱中中的的滞滞留留时时间间的的数数值值。通通常常用用时时间间或或用用将将组组分分带带出出色色谱谱柱柱所所需需载载气气的体积来表示。的体积来表示。第6页/共51页第七页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)5保留时间（保留时间（retentiontime）tR。指被测组分从进样开。指被测组分从进样开始到出现色谱峰顶始到出现色谱峰顶(fndn)点的时间间隔称为该组分的保留点的时间间隔称为该组分的保留时间。时间。6死时间（死时间（deadtime）t0指分配系数为零的组分（如空气、指分配系数为零的组分（如空

7、气、甲烷）的保留时间称为死时间。甲烷）的保留时间称为死时间。7调整保留时间（调整保留时间（adjustedretentiontime）tR指某组分指某组分由于溶解或吸附于固定相，比不溶解或不被吸附的组分在色谱由于溶解或吸附于固定相，比不溶解或不被吸附的组分在色谱柱中多滞留的时间。柱中多滞留的时间。tR=tR-t0第7页/共51页第八页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)8死死体体积积（deadvolume）V0指指色色谱谱柱柱在在填填充充后后柱柱管管内内固固定定相相颗颗粒粒间间所所剩剩留留的的空空间间、色色谱谱仪仪中中管管路路和和连连接接头头间间的的空空

8、间间以以及及检检测测器器的的空空间间的的总总和和。当当后后两两项项很很小小而而可可忽忽略略不不计计时时，死死体体积积 可可 由由 死死 时时 间间 与与 色色 谱谱 柱柱 出出 口口 的的 载载 气气 体体 积积 流流 速速(li s)F0来来 计计 算算 V0=t0F09保保留留体体积积（retentionvolme）VR指指从从进进样样开开始始到到柱柱后后被被测测组组分分出出现现浓浓度度最最大大值值时时所所通通过过色色谱谱柱柱的的载载气气体体积积，即即 VR=tRF010调调整整保保留留体体积积（adjustedretentionvolme）VR指指扣扣除死体积后的保留体积，即除死体积后的

9、保留体积，即VR=tRFO或或VR=VRV0第8页/共51页第九页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)1111区域宽度（区域宽度（peak widthpeak width）区域宽度越窄越好。度量区域宽度越窄越好。度量(dling)(dling)色谱峰区域宽度的三种方法：色谱峰区域宽度的三种方法：（1 1）标准偏差（）标准偏差（standard deviationstandard deviation）为正态分布曲线上两拐点为正态分布曲线上两拐点间距离的一半。对于正常的峰，间距离的一半。对于正常的峰，即即 0.607 0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。倍峰

10、高处色谱峰宽度的一半。（2 2）半峰宽度（）半峰宽度（Peak width at half heightPeak width at half height）Yl/2 Yl/2或或Wl/2Wl/2又称半又称半宽度或区域宽度，即峰高为一半处的宽度，它与标准偏差的关系为宽度或区域宽度，即峰高为一半处的宽度，它与标准偏差的关系为 （3 3）峰底宽度（）峰底宽度（Peak width at Peak basePeak width at Peak base）Y Y或或W W自色谱峰两侧的拐点自色谱峰两侧的拐点所作切线在基线上的截距。它与标准偏差的关系为所作切线在基线上的截距。它与标准偏差的关系为 Y=4

11、Y=4第9页/共51页第十页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)12.分配系数分配系数(xsh)：物质在固定相和流动相（气相）之间发生的吸：物质在固定相和流动相（气相）之间发生的吸附、脱附和溶解、挥发的过程，叫做分配过程。在一定温度下组分在附、脱附和溶解、挥发的过程，叫做分配过程。在一定温度下组分在两相之间分配达到平衡时的浓度比称为分配系数两相之间分配达到平衡时的浓度比称为分配系数(xsh)K。13.分配比：分配比亦称容量因子或容量比，以分配比：分配比亦称容量因子或容量比，以k表示，是指在一定温表示，是指在一定温度、压力下，在两相间达到分配平衡时，组分在

12、两相中的质量比度、压力下，在两相间达到分配平衡时，组分在两相中的质量比:式中式中ms为组分分配在固定相中的质量，为组分分配在固定相中的质量，mM为组分分配在流动相为组分分配在流动相中的质量。中的质量。第10页/共51页第十一页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)分配比分配比k k与分配系数与分配系数K K的关系为：的关系为：式中式中 VM VM为色谱为色谱(s p)(s p)柱中流动相体积，即柱内固定相颗粒间的柱中流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积。空隙体积。VS VS为色谱为色谱(s p)(s p)柱中固定相体积柱中固定相体积 ，在气，在气液色谱

13、液色谱(s(s p)p)分析中它为固定液体积，在气分析中它为固定液体积，在气固色谱固色谱(s p)(s p)分析中则为吸附剂分析中则为吸附剂表面容量。表面容量。VMVM与与VSVS之比称为相比，以之比称为相比，以表示之。表示之。由上式可见：由上式可见：（1 1）分配系数是组分在两相中浓度之比，分配比则是组分在两）分配系数是组分在两相中浓度之比，分配比则是组分在两相中分配总量之比。它们都与组分及固定相的热力学性质有关，并随相中分配总量之比。它们都与组分及固定相的热力学性质有关，并随柱温、柱压的变化而变化。柱温、柱压的变化而变化。第11页/共51页第十二页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s

14、p fn x)(s p fn x)（2 2）分分配配系系数数只只决决定定于于组组分分和和两两相相性性质质，与与两两相相体体积积无无关关。分分配配比比不不仅仅决决定定于于组组分分和和两两相相性性质质，且且与与相相比比有有关关，亦亦即即组组分分的的分配比随固定分配比随固定(gdng)(gdng)相的量而改变。相的量而改变。（3 3）对对于于一一给给定定色色谱谱体体系系（分分配配体体系系），组组分分的的分分离离最最终终决决定定于于组组分分在在每每相相中中的的相相对对量量，而而不不是是相相对对浓浓度度，因因此此分分配配比比是是衡衡量量色色谱谱柱柱对对组组分分保保留留能能力力的的重重要要参参数数。k k

15、值值越越大大，保保留留时时间间越长，越长，k k值为零的组分，其保留时间即为死时间值为零的组分，其保留时间即为死时间t0t0。（4 4）若若流流动动相相（载载气气）在在柱柱内内的的线线速速度度为为u u，即即一一定定时时间间里里载载气气在在柱柱中中流流动动的的距距离离（单单位位为为cmscms1 1）。由由于于固固定定(gdng)(gdng)相相对对组组分分有有保保留留作作用用，所所以以组组分分在在柱柱内内的的线线速速度度 uSuS将将小小于于 u u，则两速度之比称为滞留因子则两速度之比称为滞留因子RsRs。第12页/共51页第十三页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(

16、s p fn x)利用色谱流出曲线可以解决以下问题：利用色谱流出曲线可以解决以下问题：（1 1）根据色谱峰的位置（保留值）可以进行定性鉴定；）根据色谱峰的位置（保留值）可以进行定性鉴定；（2 2）根据色谱峰的面积或峰高可以进行定量测定；）根据色谱峰的面积或峰高可以进行定量测定；（3 3）根根据据色色谱谱峰峰的的位位置置及及其其宽宽度度，可可以以对对色色谱谱柱柱分分离离(fnl)(fnl)情况进行评价。情况进行评价。第13页/共51页第十四页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)7.2气相色谱操作气相色谱操作操作条件的选择操作条件的选择1.分离条件的选择分离

17、条件的选择分离度（分离度（resolution）定义为相邻两组分色谱峰保留值）定义为相邻两组分色谱峰保留值之差与两个组分色谱峰峰底宽度总和之半的比值：之差与两个组分色谱峰峰底宽度总和之半的比值：式中式中tR(2)和和tR(1)分别为两组分的保留时间（也可采用调整分别为两组分的保留时间（也可采用调整保留时间），保留时间），Y1和和Y2为相应组分的色谱峰的峰底宽度，与为相应组分的色谱峰的峰底宽度，与保留值单位相同。保留值单位相同。R值越大，就意味着相邻两组分分离得越值越大，就意味着相邻两组分分离得越好。若峰形对称且满足于正态分布，则当好。若峰形对称且满足于正态分布，则当R=1时，分离程度时，分离程

18、度可达可达98；当；当R=1.5时，分离程度可达时，分离程度可达99.7。因而。因而(ynr)可用可用R=1.5来作为相邻两峰已完全分开的标志。来作为相邻两峰已完全分开的标志。第14页/共51页第十五页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)当两组分的色谱峰分离较差，峰底宽度当两组分的色谱峰分离较差，峰底宽度(kund)(kund)难于测量时，难于测量时，可用半峰宽代替峰底宽度可用半峰宽代替峰底宽度(kund)(kund)，并用下式表示分离度，并用下式表示分离度 ：与与R R的物理意义是一致的，的物理意义是一致的，R R0.59R0.59R，应用时要注意所采

19、用分，应用时要注意所采用分离度的计算方法。离度的计算方法。对于难分离物质对，由于它们的保留值差别小，可合理地认为对于难分离物质对，由于它们的保留值差别小，可合理地认为 Y1=Y2=YY1=Y2=Y，k1k2=kk1k2=k。经整理推导得用有效理论塔板数表示的色谱分。经整理推导得用有效理论塔板数表示的色谱分离基本方程式为：离基本方程式为：式中式中是柱选择性的量度，是柱选择性的量度，n n有效为有效理论塔板数。有效为有效理论塔板数。第15页/共51页第十六页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)（1 1）分离度与柱效的关系（柱效因子）分离度与柱效的关系（柱效因

20、子）当当固固定定(gdng)(gdng)相相确确定定，亦亦即即被被分分离离物物质质对对的的（柱柱选选择择性性的的量量度度）确确定定后后，欲欲使使达达到到一一定定的的分分离离度度，将将取取决决于于n(n(有有效效理理论论塔塔板板数数)。增增加加柱柱长长可可改改进进分分离离度度，但但增增加加柱柱长长使使各各组组分分的的保保留留时时间间增增长长，延延长长了了分分析析时时间间并并使使峰峰产产生生扩扩展展，因因此此在在达达到到一一定定的的分分离离度度条条件件下下应应使使用用短短一一些些的的色色谱谱柱柱。除除增增加加柱柱长长外外，增增加加n n值值的的另另一一办办法法是是减减小小柱柱的的塔塔板板高高度度（

21、H H），这这意意味味着着应应制制备备一一根根性性能能优优良良的柱子，并在最优化条件下进行操作。的柱子，并在最优化条件下进行操作。第16页/共51页第十七页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)（2 2）分离度与容量比的关系（容量因子）分离度与容量比的关系（容量因子）k k值值大大一一些些对对分分离离有有利利，但但并并非非越越大大越越有有利利。当当是是k k1010时时，k k（k+1k+1）的的改改变变不不大大，对对R R的的改改进进不不明明显显，反反而而使使分分析析时时间间大大为为延延长长。因因此此k k值值的的最最佳佳范范围围是是1 1k k1010

22、，在在此此范范围围内内，既既可可得得到到大大的的 R R值值，亦亦可可使使分分析析时时间间不不至至过过长长,使峰的扩展不会太严重而对检测发生影响。使峰的扩展不会太严重而对检测发生影响。使使k k改改变变的的方方法法有有：改改变变柱柱温温和和改改变变相相比比(xin(xin b)b)。前前者者会会影影响响分分配配系系数数而而使使k k改改变变；改改变变相相比比(xin(xin b)b)包包括括改改变变固固定定相相量量VSVS及及柱柱的的死死体体积积V0V0。其其中中V0V0影影响响k/(1k/(1十十k)k)，当当组组分分的的保保留留值值较较大大而而 V0V0又又相相当当小小时时，k/(1k/(

23、1十十k)k)随随 V0V0增增加加而而急急剧剧下下降降，导导致致达达到到相相同同的的分分离离度度所所需需n n值值大大为为增增加加。由由此此可可见见，使使用用死死体体积积大大的的柱柱子子，分分离离度度要要受受到到大大的的损损失失。采采用用细细颗颗粒粒固固定定相相，填填充充得得紧紧密密而均匀，可使柱死体积降低。而均匀，可使柱死体积降低。第17页/共51页第十八页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)（3 3）分离）分离(fnl)(fnl)度与柱选择性的关系（选择因子）度与柱选择性的关系（选择因子）是是柱柱选选择择性性的的量量度度，越越大大，柱柱选选择择性性

24、越越好好，分分离离(fnl)(fnl)效效果果越越好好。在在实实际际工工作作中中，可可由由一一定定的的值值和和所所要要求求的的分分离离(fnl)(fnl)度度，计计算算柱柱子子所所需需的的有有效效理理论论塔塔板板数数。表表7-17-1列列出了根据公式计算得到的一些结果。出了根据公式计算得到的一些结果。当当值值为为1 1时时，分分离离(fnl)(fnl)所所需需的的有有效效理理论论塔塔板板数数为为无无穷穷大大，故故分分离离(fnl)(fnl)不不能能实实现现。在在值值相相当当小小的的情情况况下下，特特别别是是1.11.1时时，实实现现分分离离(fnl)(fnl)所所需需的的有有效效理理论论塔塔板

25、板数数很很大大，此此时时首首要要的的任任务务应应当当是是增增大大当当值值。如如果果两两相相邻邻峰峰的的值值已已足足够够大大，即即使使色色谱谱柱柱的的理理论论塔塔板板数数较较小小，分分离离(fnl)(fnl)亦亦可可顺顺利利地地实实现现。增增加加简简便便而而有有效效的的方方法法是是通通过过改改变变固固定定相相，使使各各组组分的分配系数有较大差别。分的分配系数有较大差别。第18页/共51页第十九页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)n n有效有效R=1.0R=1.0R=1.5R=1.51.001.001.0051.0051.011.011.021.021.0

26、51.051.071.071.101.101.151.151.251.251.501.502.02.0650000650000163000163000420004200071007100370037001900190094094040040014014065651450000145000036700036700094000940001600016000840084004400440021002100900900320320145145表表 7-1 7-1在给定的在给定的 值下值下,获得获得(hud)(hud)所需分离度对柱有效理论塔板数的要求所需分离度对柱有效理论塔板数的要求 第19页/共51

27、页第二十页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)分离度、柱效和选择性参数的联系分离度、柱效和选择性参数的联系(linx)(linx)：因而只要已知两个指标，就可估算出第三个指标。因而只要已知两个指标，就可估算出第三个指标。第20页/共51页第二十一页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)2 2操作操作(cozu)(cozu)条件的选择条件的选择 （1 1）载气及其流速的选择）载气及其流速的选择塔板高度塔板高度H H与其线速度与其线速度u u的关系为的关系为 H=A H=A十（十（B/uB/u）十）十Cu Cu 式中式中

28、A A，B B，C C为三个常数，其中为三个常数，其中A A称涡流扩散项，称涡流扩散项，B B为分子扩散项，为分子扩散项，C C为传质阻力。为传质阻力。用在不同流速下测得的塔板高度用在不同流速下测得的塔板高度H H对流速对流速u u作图，得作图，得H Hu u曲线图（图曲线图（图7-57-5）。在曲线的最）。在曲线的最低点，塔板高度低点，塔板高度H H最小（最小（H H最小）。此时柱效最高。该点所对应的流速即为最佳流速最小）。此时柱效最高。该点所对应的流速即为最佳流速u u最最佳，佳，u u最佳及最佳及H H最小可由上式微分求得：最小可由上式微分求得：得出：得出：第21页/共51页第二十二页，

29、共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)在实际工作中，为了缩短分析时间，在实际工作中，为了缩短分析时间，往往往往(wngwng)(wngwng)使流速稍高于最佳流速。使流速稍高于最佳流速。从图从图7-57-5可见，当流速较小时，分子扩可见，当流速较小时，分子扩散项（散项（B B项）就成为色谱峰扩张的主要项）就成为色谱峰扩张的主要因素，此时应采用相对分子质量较大的因素，此时应采用相对分子质量较大的载气（载气（N2N2，ArAr），使组分在载气中有较），使组分在载气中有较小的扩散系数。而当流速较大时，传质小的扩散系数。而当流速较大时，传质项（项（C C项）为控制因

30、素，宜采用相对分项）为控制因素，宜采用相对分子质量较小的载气（子质量较小的载气（H2H2，HeHe），此时组），此时组分在载气中有较大的扩散系数，可减小分在载气中有较大的扩散系数，可减小气相传质阻力，提高柱效。气相传质阻力，提高柱效。图图7-3第22页/共51页第二十三页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)（2 2）柱温的选择）柱温的选择选选择择的的原原则则是是：在在使使最最难难分分离离的的组组分分能能尽尽可可能能好好的的分分离离的的前前提提下下，尽尽可能采取较低的柱温，但以保留时间适宜，峰形不拖尾为度。可能采取较低的柱温，但以保留时间适宜，峰形不拖尾为

31、度。对对于于高高沸沸点点混混合合物物(300-400)(300-400)，希希望望在在较较低低的的柱柱温温下下(低低于于其其沸沸点点100-200)100-200)分析。可用低固定液含量（质量分数分析。可用低固定液含量（质量分数1-3%1-3%）。）。对对于于沸沸点点不不太太高高的的混混合合物物(200-300)(200-300)，可可在在中中等等柱柱温温下下操操作作，固固定液质量分数定液质量分数5 5-10-10，柱温比其平均沸点低，柱温比其平均沸点低100100。对对于于沸沸点点在在100-200100-200的的混混合合物物，柱柱温温可可选选在在其其平平均均沸沸点点2/32/3左左右右(

32、zuyu)(zuyu)，固定液质量分数，固定液质量分数1010-15-15。对对于于气气体体、气气态态烃烃等等低低沸沸点点混混合合物物，柱柱温温选选在在其其沸沸点点或或沸沸点点以以上上，以便能在室温或以便能在室温或5050以下分析。固定液质量分数一般在以下分析。固定液质量分数一般在15-2515-25。对对于于沸沸点点范范围围较较宽宽的的试试样样，宜宜采采用用程程序序升升温温，即即柱柱温温按按预预定定的的加加热速度，随时间作线性或非线性的增加。热速度，随时间作线性或非线性的增加。第23页/共51页第二十四页，共51页。图图7-4为宽沸程试样在恒定为宽沸程试样在恒定柱温及程序升温时的分离结果柱温

33、及程序升温时的分离结果比较。比较。图（图（a）为柱温（）为柱温（TC）恒定于）恒定于45时的分离结果，此时只有时的分离结果，此时只有(zhyu)五个组分流出色谱柱，五个组分流出色谱柱，但低沸点组分分离良好；但低沸点组分分离良好；图（图（b）为柱温恒定于）为柱温恒定于120时时的分离情况，因柱温升高，保的分离情况，因柱温升高，保留时间缩短，低沸点组分峰密留时间缩短，低沸点组分峰密集，分离不好；集，分离不好；图（图（C）为程序升温时的分离情）为程序升温时的分离情况，从况，从30起始，升温速度为起始，升温速度为5min-1，低沸点及高沸点组，低沸点及高沸点组分都能在各自适宜的温度下得分都能在各自适宜

34、的温度下得到良好的分离。到良好的分离。图图7-4第24页/共51页第二十五页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)（3 3）固定）固定(gdng)(gdng)相的选择相的选择 气气-固色谱固定固色谱固定(gdng)(gdng)相相 在气在气-固色谱法中作为固定固色谱法中作为固定(gdng)(gdng)相的吸附剂（非极性的相的吸附剂（非极性的活性炭，弱极性的氧化铝，强极性的硅胶）和聚合物固定活性炭，弱极性的氧化铝，强极性的硅胶）和聚合物固定(gdng)(gdng)相（高分子多孔微球和键合固定相（高分子多孔微球和键合固定(gdng)(gdng)相）。相）。气气

35、-液色谱固定液色谱固定(gdng)(gdng)相相担体又称载体。担体又称载体。对担体有以下几点要求。对担体有以下几点要求。表面应是化学情性的，即表面没有吸附性或吸附性很弱，表面应是化学情性的，即表面没有吸附性或吸附性很弱，更不能与被测物质起化学反应。更不能与被测物质起化学反应。多孔性，即表面积较大，使固定多孔性，即表面积较大，使固定(gdng)(gdng)液与试样的接液与试样的接触面较大。触面较大。第25页/共51页第二十六页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)热稳定性好，有一定的机械强度，不易破碎。热稳定性好，有一定的机械强度，不易破碎。对对担担体体粒

36、粒度度的的要要求求，一一般般希希望望均均匀匀、细细小小，这这样样有有利利于于提提高高柱柱效效。但但颗颗粒粒过过细细，使使柱柱压压降降增增大大，对对操操作作不不利利。一般选用一般选用40406060目，目，60608080目或目或8080100100目等。目等。选择担体的大致原则为：选择担体的大致原则为：当当固固定定液液质质量量分分数数(fnsh)(fnsh)大大于于5 5时时，可可选选用用硅硅藻藻土型（白色或红色）担体。土型（白色或红色）担体。当当固固定定液液质质量量分分数数(fnsh)(fnsh)小小于于5 5时时，应应选选用用处处理理过的担体。过的担体。对于高沸点组分，可选用玻璃微球担体。

37、对于高沸点组分，可选用玻璃微球担体。对于强腐蚀性组分，可选用氟担体。对于强腐蚀性组分，可选用氟担体。第26页/共51页第二十七页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)固定液固定液 对固定液的要求：对固定液的要求：a a挥发性小，在操作温度下有较低蒸气压，以免流失。挥发性小，在操作温度下有较低蒸气压，以免流失。b b热热稳稳定定性性好好，在在操操作作温温度度下下不不发发生生分分解解。在在操操作作温温度度下下呈呈液液体体状状态。态。c c对对试试样样各各组组分分有有适适当当的的溶溶解解能能力力，否否则则易易被被载载气气带带走走而而起起不不到到分分配作用。配作用

38、。d d具具有有高高的的选选择择性性，即即对对沸沸点点相相同同或或相相近近的的不不同同物物质质(wzh)(wzh)有有尽尽可能高的分离能力。可能高的分离能力。e e化学稳定性好，不与被测物质化学稳定性好，不与被测物质(wzh)(wzh)起化学反应。起化学反应。f.f.粘度低、凝固点低，以便在载体表面能均匀分布。粘度低、凝固点低，以便在载体表面能均匀分布。第27页/共51页第二十八页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)固定液的分离特征。固定液的分离特征。固固定定液液的的选选择择，一一般般根根据据“相相似似相相溶溶”原原理理进进行行。如如果果(rgu)(rg

39、u)组组分分与与固固定定液液分分子子性性质质（极极性性）相相似似，固固定定液液和和被被测测组组分分两两种种分分子子间间的的作作用用力力就就强强，被被测测组组分分在在固固定定液液中中的的溶溶解解度度就就大大，分分配配系系数数就就大大，也也就就是是说说，被被测测组组分分在在固固定定液液中中溶溶解解度度或或分分配配系系数数的的大大小小与与被被测测组组分分和和固固定定液液两两种种分分子子之之间间相相互互作作用用力力的的大大小小有有关关。分分子子间间的的相相互互作作用用力力包包括括静静电电力力、诱诱导导力力、色散力和氢键力等。色散力和氢键力等。第28页/共51页第二十九页，共51页。气相色谱分析气相色谱

40、分析(s p fn x)(s p fn x)固定液的选择固定液的选择a a分离非极性物质，一般选用非极性固定液，这时试样分离非极性物质，一般选用非极性固定液，这时试样中各组分中各组分(zfn)(zfn)按沸点次序先后流出色谱柱，沸点低的先出按沸点次序先后流出色谱柱，沸点低的先出峰，沸点高的后出峰。峰，沸点高的后出峰。b b分离极性物质，选用极性固定液，这时试样中各组分分离极性物质，选用极性固定液，这时试样中各组分(zfn)(zfn)主要按极性顺序分离，极性小的先流出色谱柱，极性主要按极性顺序分离，极性小的先流出色谱柱，极性大的后流出色谱柱。大的后流出色谱柱。c c分离非极性和极性混合物时，一般

41、选用极性固定液，分离非极性和极性混合物时，一般选用极性固定液，这时非极性组分这时非极性组分(zfn)(zfn)先出峰，极性组分先出峰，极性组分(zfn)(zfn)（或易被（或易被极化的组分极化的组分(zfn)(zfn)）后出峰。）后出峰。第29页/共51页第三十页，共51页。d d对于能形成氢键的试样一般选择极性的或是氢键型的对于能形成氢键的试样一般选择极性的或是氢键型的对于能形成氢键的试样一般选择极性的或是氢键型的对于能形成氢键的试样一般选择极性的或是氢键型的固定液，不易形成氢键的先流出，最易形成氢键的最固定液，不易形成氢键的先流出，最易形成氢键的最固定液，不易形成氢键的先流出，最易形成氢键

42、的最固定液，不易形成氢键的先流出，最易形成氢键的最后流出。后流出。后流出。后流出。e.e.对于复杂的难分离物质，则可选用两种或两种以上的混对于复杂的难分离物质，则可选用两种或两种以上的混对于复杂的难分离物质，则可选用两种或两种以上的混对于复杂的难分离物质，则可选用两种或两种以上的混合固定液。合固定液。合固定液。合固定液。f.f.样品极性未知时，一般先用最常用的几种样品极性未知时，一般先用最常用的几种样品极性未知时，一般先用最常用的几种样品极性未知时，一般先用最常用的几种(j(j zh zh n n)固定固定固定固定液做实验，根据色谱分离的情况，选择合适极性的固液做实验，根据色谱分离的情况，选择

43、合适极性的固液做实验，根据色谱分离的情况，选择合适极性的固液做实验，根据色谱分离的情况，选择合适极性的固定液。定液。定液。定液。在实际应用中，一般依据经验规律或参考文献，按最接近在实际应用中，一般依据经验规律或参考文献，按最接近在实际应用中，一般依据经验规律或参考文献，按最接近在实际应用中，一般依据经验规律或参考文献，按最接近的性质来选择。的性质来选择。的性质来选择。的性质来选择。第30页/共51页第三十一页，共51页。气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)(s p fn x)（4 4）进样时间和进样量）进样时间和进样量 进样速度必须很快，一般进样速度必须很快，一般(ybn)(ybn)用

44、注射器或进样阀进样时，进用注射器或进样阀进样时，进样时间都在一秒钟以内。样时间都在一秒钟以内。液体试样一般液体试样一般(ybn)(ybn)进样进样0.10.15L5L。气体试样。气体试样0.10.110 mL10 mL。最。最大允许的进样量，应控制在峰面积或峰高与进样量呈线性关系的范围大允许的进样量，应控制在峰面积或峰高与进样量呈线性关系的范围内。内。（5 5）气化温度）气化温度进样后要有足够的气化温度，使液体试样迅速气化后被载气带入进样后要有足够的气化温度，使液体试样迅速气化后被载气带入柱中。在保证试样不分解的情况下，适当提高气化温度对分离及定量柱中。在保证试样不分解的情况下，适当提高气化温

45、度对分离及定量有利。一般有利。一般(ybn)(ybn)选择气化温度比柱温高选择气化温度比柱温高30307070。第31页/共51页第三十二页，共51页。n n（6 6）检测）检测）检测）检测(ji(ji n c)n c)器器器器 检测检测检测检测(ji(ji n c)n c)器的主要性能指标器的主要性能指标器的主要性能指标器的主要性能指标n na a 灵敏度灵敏度灵敏度灵敏度(S):(S):单位浓度（或质量）的组分通过检测单位浓度（或质量）的组分通过检测单位浓度（或质量）的组分通过检测单位浓度（或质量）的组分通过检测(ji(ji n c)n c)器时产生器时产生器时产生器时产生的信号大小，称为

46、该检测的信号大小，称为该检测的信号大小，称为该检测的信号大小，称为该检测(ji(ji n c)n c)器对该组分的灵敏度，用器对该组分的灵敏度，用器对该组分的灵敏度，用器对该组分的灵敏度，用S S表示。表示。表示。表示。n nb b 检出限检出限检出限检出限 又称敏感度，指当检测又称敏感度，指当检测又称敏感度，指当检测又称敏感度，指当检测(ji(ji n c)n c)器恰能产生和噪声相鉴别的器恰能产生和噪声相鉴别的器恰能产生和噪声相鉴别的器恰能产生和噪声相鉴别的信号时，在单位体积与单位时间内通过检测信号时，在单位体积与单位时间内通过检测信号时，在单位体积与单位时间内通过检测信号时，在单位体积与

47、单位时间内通过检测(ji(ji n c)n c)器的组分的质量器的组分的质量器的组分的质量器的组分的质量（或浓度），用（或浓度），用（或浓度），用（或浓度），用DD表示。表示。表示。表示。n nc c 最小检测最小检测最小检测最小检测(ji(ji n c)n c)量量量量 指检测指检测指检测指检测(ji(ji n c)n c)器恰能产生器恰能产生器恰能产生器恰能产生3 3倍于噪声的信号时倍于噪声的信号时倍于噪声的信号时倍于噪声的信号时所需进入色谱柱的最小物质量（或最小浓度），用所需进入色谱柱的最小物质量（或最小浓度），用所需进入色谱柱的最小物质量（或最小浓度），用所需进入色谱柱的最小物质量（或

48、最小浓度），用Q0Q0表示。表示。表示。表示。n nd d 线性范围线性范围线性范围线性范围 指检测指检测指检测指检测(ji(ji n c)n c)器信号大小与被测组分的量成线性关系的器信号大小与被测组分的量成线性关系的器信号大小与被测组分的量成线性关系的器信号大小与被测组分的量成线性关系的范围，通常用线性范围内的最大进样量和最小进样量之比来表示。范围，通常用线性范围内的最大进样量和最小进样量之比来表示。范围，通常用线性范围内的最大进样量和最小进样量之比来表示。范围，通常用线性范围内的最大进样量和最小进样量之比来表示。n ne e 响应时间响应时间响应时间响应时间 指进入检测指进入检测指进入检

49、测指进入检测(ji(ji n c)n c)器的某一组分的输出信号达到其值的器的某一组分的输出信号达到其值的器的某一组分的输出信号达到其值的器的某一组分的输出信号达到其值的63%63%时所需的时间，一般小于时所需的时间，一般小于时所需的时间，一般小于时所需的时间，一般小于1s1s。n n 一个性能优良的检测一个性能优良的检测一个性能优良的检测一个性能优良的检测(ji(ji n c)n c)器应该具有：灵敏度高、检出限低、死器应该具有：灵敏度高、检出限低、死器应该具有：灵敏度高、检出限低、死器应该具有：灵敏度高、检出限低、死体积小、响应迅速、线性范围宽和稳定性好的特点体积小、响应迅速、线性范围宽和

50、稳定性好的特点体积小、响应迅速、线性范围宽和稳定性好的特点体积小、响应迅速、线性范围宽和稳定性好的特点第32页/共51页第三十三页，共51页。种类种类特点及应用范围特点及应用范围热导检测器热导检测器/TCD/TCD结构简单，性能稳定，对无机物有机物都有响应，线性范围宽结构简单，性能稳定，对无机物有机物都有响应，线性范围宽且不破坏样品，应用最广、最成熟的气相色谱检测器之一。且不破坏样品，应用最广、最成熟的气相色谱检测器之一。但但其灵敏度低，一般适于常量及含量在其灵敏度低，一般适于常量及含量在10*1010*10-6-6数量级以上的组分数量级以上的组分分析。分析。（氢）火焰离子（氢）火焰离子化检测