氣相色譜基本原理

1、氣相色譜基本知識(shí)氣相色譜基本知識(shí)一、概一、概 述述 .起源起源：色譜分析法是一種分離技術(shù)：色譜分析法是一種分離技術(shù).它是由俄國它是由俄國物理學(xué)家茨維特物理學(xué)家茨維特(Tswett)在在1906年創(chuàng)立的年創(chuàng)立的,他在研他在研究植物葉中的色素時(shí)究植物葉中的色素時(shí),先用石油醚浸提植物中的色先用石油醚浸提植物中的色素素,然后將浸提液注入到一根填充然后將浸提液注入到一根填充CaCO3的直立玻的直立玻璃管的頂端璃管的頂端(圖圖a),再加入純石油醚進(jìn)行淋洗再加入純石油醚進(jìn)行淋洗,淋洗結(jié)淋洗結(jié)果使玻璃管內(nèi)植物色素被分離成具有不同顏色的果使玻璃管內(nèi)植物色素被分離成具有不同顏色的譜帶譜帶(圖圖b),他把這種分離方

2、法稱為色譜法他把這種分離方法稱為色譜法;玻璃管稱玻璃管稱為色譜柱為色譜柱;管內(nèi)填充物管內(nèi)填充物(CaCO3)是固定不動(dòng)的是固定不動(dòng)的,稱為稱為固定相固定相;淋洗劑淋洗劑(石油醚石油醚)是攜帶混合物流過固定相是攜帶混合物流過固定相的流體的流體,稱為流動(dòng)相稱為流動(dòng)相.2.原理原理 使混合物中各組分在兩相間進(jìn)行分配使混合物中各組分在兩相間進(jìn)行分配,其中一相是不動(dòng)其中一相是不動(dòng)的的(固定相固定相),另一相另一相(流動(dòng)相流動(dòng)相)攜帶混合物流過此固定相攜帶混合物流過此固定相,與固與固定相發(fā)生作用定相發(fā)生作用,在同一推動(dòng)力下在同一推動(dòng)力下,不同組分在固定相中滯留不同組分在固定相中滯留的時(shí)間不同的時(shí)間不同,依

3、次從固定相中流出依次從固定相中流出,又稱色層法又稱色層法,層析法層析法3.分類分類(1)氣相色譜、液相色譜、超臨界流體色譜氣相色譜、液相色譜、超臨界流體色譜(流動(dòng)相流動(dòng)相)(2)柱色譜柱色譜,紙紙(PC)色譜色譜,薄層色譜薄層色譜(TLC)(固定相固定相)(3)吸附色譜吸附色譜,分配色譜分配色譜,離子交換色譜離子交換色譜,排阻色譜排阻色譜(物理化學(xué)分物理化學(xué)分離原理離原理)二、氣相色譜的定義與分類二、氣相色譜的定義與分類定義：定義： 氣相色譜法是以惰性氣體氣相色譜法是以惰性氣體(N(N2 2、e e、ArAr、H H2 2等等) )為流動(dòng)相為流動(dòng)相的柱色譜分離技術(shù)的柱色譜分離技術(shù), ,其應(yīng)用于

4、化學(xué)分析領(lǐng)域其應(yīng)用于化學(xué)分析領(lǐng)域, ,并與適當(dāng)?shù)臋z并與適當(dāng)?shù)臋z測(cè)手段相結(jié)合測(cè)手段相結(jié)合, ,就構(gòu)成了氣相色譜分析法。就構(gòu)成了氣相色譜分析法。分類：分類：根據(jù)固定相的狀態(tài)不同，可將其分為根據(jù)固定相的狀態(tài)不同，可將其分為氣固色譜氣固色譜和和氣氣液色譜液色譜。.氣相色譜流程氣相色譜流程 氣相色譜法用于分離分析樣品的基本過程如下圖：氣相色譜法用于分離分析樣品的基本過程如下圖： 氣相色譜過程示意圖氣相色譜過程示意圖 由高壓鋼瓶由高壓鋼瓶1供給的流動(dòng)相載氣。經(jīng)減壓閥供給的流動(dòng)相載氣。經(jīng)減壓閥2、凈化器、凈化器3、流量調(diào)節(jié)器流量調(diào)節(jié)器4和轉(zhuǎn)子流速計(jì)和轉(zhuǎn)子流速計(jì)5后，以穩(wěn)定的壓力恒定的流速后，以穩(wěn)定的壓力恒定

5、的流速連續(xù)流過氣化室連續(xù)流過氣化室6、色譜柱、色譜柱7、檢測(cè)器、檢測(cè)器8，最后放空。，最后放空。氣相色譜儀由五大系統(tǒng)組成：氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離氣相色譜儀由五大系統(tǒng)組成：氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)以及檢測(cè)和記錄系統(tǒng)。系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)以及檢測(cè)和記錄系統(tǒng)。三、氣相色譜儀的結(jié)構(gòu)三、氣相色譜儀的結(jié)構(gòu). .氣路系統(tǒng)氣路系統(tǒng) 氣路系統(tǒng)是指流動(dòng)相氣路系統(tǒng)是指流動(dòng)相-載氣連續(xù)運(yùn)行的密閉系統(tǒng)載氣連續(xù)運(yùn)行的密閉系統(tǒng), ,它包括氣源鋼瓶、凈化器、氣體流速控制和測(cè)量裝置。通它包括氣源鋼瓶、凈化器、氣體流速控制和測(cè)量裝置。通過該系統(tǒng)，可以獲得純凈的、流速穩(wěn)定的載氣。它的氣密過該系統(tǒng)，可以獲得純凈的、流速穩(wěn)定

6、的載氣。它的氣密性、載氣流速的穩(wěn)定性以及測(cè)量流量的準(zhǔn)確性，對(duì)色譜結(jié)性、載氣流速的穩(wěn)定性以及測(cè)量流量的準(zhǔn)確性，對(duì)色譜結(jié)果均有很大的影響，因此必須注意控制。果均有很大的影響，因此必須注意控制。 常用的載氣有氮?dú)夂蜌錃猓灿杏煤?、氬氣。載常用的載氣有氮?dú)夂蜌錃?，也有用氦氣、氬氣。載氣的凈化，需經(jīng)過裝有活性炭、分子篩或硅膠的凈化器，氣的凈化，需經(jīng)過裝有活性炭、分子篩或硅膠的凈化器，以除去載氣中的水、氧、油等不利的雜質(zhì)。以除去載氣中的水、氧、油等不利的雜質(zhì)。 .進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)組成組成：進(jìn)樣系統(tǒng)包括進(jìn)樣裝置和汽化室兩部分。進(jìn)樣系統(tǒng)包括進(jìn)樣裝置和汽化室兩部分。作用作用：是將液體或固體試樣，在進(jìn)入色譜柱之

7、前瞬間氣化，是將液體或固體試樣，在進(jìn)入色譜柱之前瞬間氣化，然后快速定量地轉(zhuǎn)入到色譜柱中。進(jìn)樣的多少，進(jìn)樣時(shí)間的然后快速定量地轉(zhuǎn)入到色譜柱中。進(jìn)樣的多少，進(jìn)樣時(shí)間的長短，試樣的氣化速度等都會(huì)影響色譜的分離效果和分析結(jié)長短，試樣的氣化速度等都會(huì)影響色譜的分離效果和分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性。果的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性。1 1）進(jìn)樣器）進(jìn)樣器 液體樣品的進(jìn)樣一般采用微量注射器。液體樣品的進(jìn)樣一般采用微量注射器。 氣體樣品的進(jìn)樣常用色譜儀本身配置的推拉式六通閥或旋氣體樣品的進(jìn)樣常用色譜儀本身配置的推拉式六通閥或旋轉(zhuǎn)式六通閥定量進(jìn)樣轉(zhuǎn)式六通閥定量進(jìn)樣, ,也可采用氣密性針進(jìn)樣也可采用氣密性針進(jìn)樣( (手動(dòng)進(jìn)樣手動(dòng)

8、進(jìn)樣) )進(jìn)樣口類型：進(jìn)樣口類型：1)分流分流/不分流進(jìn)樣口不分流進(jìn)樣口 (SSI)2)隔墊吹掃填充柱進(jìn)樣口隔墊吹掃填充柱進(jìn)樣口 (PPI)3)冷柱頭進(jìn)樣口冷柱頭進(jìn)樣口4)程序升溫汽化進(jìn)樣口程序升溫汽化進(jìn)樣口 (PTV):進(jìn)樣口的加熱絲可程序升溫，進(jìn)樣口的加熱絲可程序升溫，適合多組分難分離的物質(zhì)分離適合多組分難分離的物質(zhì)分離5)頂空進(jìn)樣頂空進(jìn)樣6)微相固萃取進(jìn)樣微相固萃取進(jìn)樣SSI 分流模式流路圖分流模式流路圖SSI 不分流模式流路圖不分流模式流路圖分流流量計(jì)算分流流量計(jì)算隔墊吹掃填充進(jìn)樣口隔墊吹掃填充進(jìn)樣口 對(duì)于毛細(xì)管柱對(duì)于毛細(xì)管柱:1.增加了隔墊吹掃的功能增加了隔墊吹掃的功能 隔墊吹掃的作

9、用隔墊吹掃的作用: :由于要讓進(jìn)去的液體或固體樣品在汽化室汽化由于要讓進(jìn)去的液體或固體樣品在汽化室汽化, ,這里必然這里必然 有高溫有高溫, ,高溫會(huì)使隔墊上的一些易揮發(fā)的物質(zhì)出來高溫會(huì)使隔墊上的一些易揮發(fā)的物質(zhì)出來, ,同同時(shí)由于進(jìn)樣針的插入時(shí)由于進(jìn)樣針的插入, ,有可能會(huì)使墊圈上的物質(zhì)脫落有可能會(huì)使墊圈上的物質(zhì)脫落, ,若沒有隔墊若沒有隔墊吹掃吹掃, ,則會(huì)使色譜圖上出現(xiàn)鬼峰則會(huì)使色譜圖上出現(xiàn)鬼峰, ,采用隔墊吹掃采用隔墊吹掃, ,這些物質(zhì)可以從這些物質(zhì)可以從隔墊吹掃氣路吹走隔墊吹掃氣路吹走. .2.2.增加了排放多余樣品的閥和管路增加了排放多余樣品的閥和管路3.3.增加了尾吹氣增加了尾吹

10、氣 由于毛細(xì)管柱載氣流速低，進(jìn)入檢測(cè)器后發(fā)生突然減速，會(huì)引由于毛細(xì)管柱載氣流速低，進(jìn)入檢測(cè)器后發(fā)生突然減速，會(huì)引起色譜峰展寬，為此，在色譜柱出口加一個(gè)輔助尾吹氣，以加速起色譜峰展寬，為此，在色譜柱出口加一個(gè)輔助尾吹氣，以加速樣品通過檢測(cè)器。當(dāng)檢測(cè)池體積較大時(shí)，尾吹更是必要的。樣品通過檢測(cè)器。當(dāng)檢測(cè)池體積較大時(shí)，尾吹更是必要的。 歧視效應(yīng)歧視效應(yīng): : 由于各種化合物的沸點(diǎn)不同由于各種化合物的沸點(diǎn)不同, ,進(jìn)入汽化室時(shí)進(jìn)入汽化室時(shí), ,低沸點(diǎn)的完全氣化低沸點(diǎn)的完全氣化, ,而高沸點(diǎn)的未完全氣化而高沸點(diǎn)的未完全氣化, ,已經(jīng)氣化的物質(zhì)被載氣帶入色譜柱已經(jīng)氣化的物質(zhì)被載氣帶入色譜柱, ,從而從而造成

11、高沸點(diǎn)的物質(zhì)回收率低造成高沸點(diǎn)的物質(zhì)回收率低, ,重現(xiàn)性差重現(xiàn)性差, ,且有拖尾且有拖尾, ,這種效應(yīng)叫歧這種效應(yīng)叫歧視效應(yīng)視效應(yīng). . 減少歧視效應(yīng)的方法減少歧視效應(yīng)的方法: :1)1)采用分流采用分流/ /不分流技術(shù)不分流技術(shù)2)2)采用溶劑效應(yīng)采用溶劑效應(yīng)( (即利用冷柱頭進(jìn)樣技術(shù)即利用冷柱頭進(jìn)樣技術(shù)/ /冷柱箱進(jìn)樣技術(shù)冷柱箱進(jìn)樣技術(shù)):):把進(jìn)樣把進(jìn)樣口的溫度設(shè)高口的溫度設(shè)高, ,柱的起始溫度設(shè)低柱的起始溫度設(shè)低( (溫度的設(shè)定依據(jù)所用的溶劑而溫度的設(shè)定依據(jù)所用的溶劑而言言, ,如丙酮的沸點(diǎn)如丙酮的沸點(diǎn)5656度度, ,設(shè)定的溫度應(yīng)設(shè)定的溫度應(yīng) 低于丙酮的沸點(diǎn)低于丙酮的沸點(diǎn)),),這樣

12、丙這樣丙酮到達(dá)柱頭時(shí)酮到達(dá)柱頭時(shí), ,會(huì)凝結(jié)下來會(huì)凝結(jié)下來, ,樣品會(huì)被丙酮溶解凝聚在柱頭樣品會(huì)被丙酮溶解凝聚在柱頭, ,然后然后瞬時(shí)升溫瞬時(shí)升溫, ,溫度要能夠保證所有的樣品成分及溶劑都揮發(fā)溫度要能夠保證所有的樣品成分及溶劑都揮發(fā), ,使其在使其在同一起跑線上同一起跑線上, ,同時(shí)被載氣帶動(dòng)同時(shí)被載氣帶動(dòng), ,這樣可以將歧視效應(yīng)降到最低這樣可以將歧視效應(yīng)降到最低. .典型的進(jìn)樣口問題典型的進(jìn)樣口問題 . .污染污染： 重復(fù)使用同一根針進(jìn)樣，會(huì)產(chǎn)生殘留與污染，上一次進(jìn)重復(fù)使用同一根針進(jìn)樣，會(huì)產(chǎn)生殘留與污染，上一次進(jìn)樣的物質(zhì)會(huì)影響下一次進(jìn)樣，形成樣的物質(zhì)會(huì)影響下一次進(jìn)樣，形成“記憶效應(yīng)記憶效應(yīng)”

13、。用洗針的方法來消除用洗針的方法來消除“記憶效應(yīng)記憶效應(yīng)”。洗針：首先要根據(jù)化合物的性質(zhì)選用不同的溶劑洗針，并洗針：首先要根據(jù)化合物的性質(zhì)選用不同的溶劑洗針，并需要洗需要洗2020次以上，再用樣品液洗針，以免帶來稀釋效應(yīng)次以上，再用樣品液洗針，以免帶來稀釋效應(yīng) . .針歧視針歧視 ： 氣相色譜進(jìn)樣針的針頭為斜面，造成液體滑坡，從而氣相色譜進(jìn)樣針的針頭為斜面，造成液體滑坡，從而產(chǎn)生蒸餾效應(yīng)，低沸點(diǎn)的更容易出來，從而帶來的歧視效產(chǎn)生蒸餾效應(yīng)，低沸點(diǎn)的更容易出來，從而帶來的歧視效應(yīng)對(duì)低沸點(diǎn)的影響更大。通過快速自動(dòng)進(jìn)樣應(yīng)對(duì)低沸點(diǎn)的影響更大。通過快速自動(dòng)進(jìn)樣( (進(jìn)樣針頭為進(jìn)樣針頭為錐型錐型) )、增大

14、進(jìn)樣量和、增大進(jìn)樣量和/ /或使用沸點(diǎn)更高的溶劑來減少針歧或使用沸點(diǎn)更高的溶劑來減少針歧視。視。3.3.進(jìn)樣的速度進(jìn)樣的速度1)1)對(duì)于有的樣品對(duì)于有的樣品, ,進(jìn)樣速度要快進(jìn)樣速度要快2)2)留針留針: :對(duì)于粘滯的樣品對(duì)于粘滯的樣品, ,先刺入隔墊先刺入隔墊, ,進(jìn)針進(jìn)針2/3,2/3,推針不馬上推針不馬上進(jìn)行進(jìn)行, ,待升溫使其溶解后再推針待升溫使其溶解后再推針. .4. 4. 泄漏：泄漏： 進(jìn)樣墊和柱泄漏會(huì)改變保留時(shí)間和峰面積。樣品可能從進(jìn)樣墊和柱泄漏會(huì)改變保留時(shí)間和峰面積。樣品可能從泄漏處跑掉，空氣會(huì)擴(kuò)散入進(jìn)樣口造成柱損傷。定期更換泄漏處跑掉，空氣會(huì)擴(kuò)散入進(jìn)樣口造成柱損傷。定期更換進(jìn)

15、樣墊并在第一次發(fā)生問題時(shí)檢查柱連接。進(jìn)樣墊并在第一次發(fā)生問題時(shí)檢查柱連接。. .進(jìn)樣口溫度、分流比等設(shè)置不正確進(jìn)樣口溫度、分流比等設(shè)置不正確#9#8#7#6#5#4#3#2#1分流比設(shè)置問題分流比設(shè)置問題進(jìn)樣口的日常維護(hù)進(jìn)樣口的日常維護(hù)v更換隔墊更換隔墊v清洗或更換進(jìn)樣針清洗或更換進(jìn)樣針v進(jìn)行泄漏測(cè)試和維修進(jìn)行泄漏測(cè)試和維修v清洗或更換襯管清洗或更換襯管/ /內(nèi)插件內(nèi)插件v更換更換O-O-形環(huán)形環(huán)v清洗或更換分流平板和金屬墊片清洗或更換分流平板和金屬墊片( (SSI)SSI). .氣化室氣化室 為了讓樣品在氣化室中瞬間氣化而不分解，因此要求為了讓樣品在氣化室中瞬間氣化而不分解，因此要求氣化室熱

16、容量大，并不使樣品分解。為了盡量減少柱前譜峰氣化室熱容量大，并不使樣品分解。為了盡量減少柱前譜峰變寬，氣化室的死體積應(yīng)盡可能小。常用金屬塊制成汽化室、變寬，氣化室的死體積應(yīng)盡可能小。常用金屬塊制成汽化室、外套加熱塊，為消除金屬表面的催化作用，在汽化室管內(nèi)有外套加熱塊，為消除金屬表面的催化作用，在汽化室管內(nèi)有石英襯管石英襯管, ,襯管有分流與不分流之分。襯管是可以清洗的。襯管有分流與不分流之分。襯管是可以清洗的。. .分離系統(tǒng)：分離系統(tǒng)：分離系統(tǒng)是指把混合樣品中各組分分離的裝置，它由分離系統(tǒng)是指把混合樣品中各組分分離的裝置，它由色譜柱組成色譜柱組成色譜柱的分類：色譜柱的分類：1)1)填充柱填充柱

17、 由不銹鋼、玻璃和聚四氟乙烯等材料制成，常用由不銹鋼、玻璃和聚四氟乙烯等材料制成，常用的為不銹鋼柱，柱管內(nèi)徑為的為不銹鋼柱，柱管內(nèi)徑為2-2-mmmm，柱長，柱長1-1-m m。柱形有。柱形有U U型和螺旋型二種。型和螺旋型二種。2)2)毛細(xì)管柱又叫空心柱，分為涂壁、多孔層和涂載體空心柱。毛細(xì)管柱又叫空心柱，分為涂壁、多孔層和涂載體空心柱?？招拿?xì)管柱材質(zhì)為玻璃或石英。內(nèi)徑一般為空心毛細(xì)管柱材質(zhì)為玻璃或石英。內(nèi)徑一般為0.2-0.5mm0.2-0.5mm，長度長度30-300m30-300m，呈，呈螺旋型。螺旋型。 v與填充柱相比，毛細(xì)管柱的特點(diǎn)為：與填充柱相比，毛細(xì)管柱的特點(diǎn)為：分離效能高分

18、析速度快樣品用量少，可在幾十分鐘內(nèi)分離效能高分析速度快樣品用量少，可在幾十分鐘內(nèi)分離出包含幾百種化合物的汽油餾分，然而樣品用量僅有分離出包含幾百種化合物的汽油餾分，然而樣品用量僅有數(shù)微克數(shù)微克在快速分析方面，可在幾分鐘內(nèi)分離含十幾個(gè)組份的樣品。在快速分析方面，可在幾分鐘內(nèi)分離含十幾個(gè)組份的樣品。v用毛細(xì)管柱，有利于：用毛細(xì)管柱，有利于： 提高色譜分離能力，提高色譜分離能力， 加快色譜分析速度，加快色譜分析速度， 促進(jìn)色譜的應(yīng)用都是十分必要的促進(jìn)色譜的應(yīng)用都是十分必要的填充柱氣相色譜填充柱氣相色譜v填充柱氣相色譜的柱管通常內(nèi)徑寬填充柱氣相色譜的柱管通常內(nèi)徑寬 ，內(nèi)徑為不銹鋼管，為節(jié)，內(nèi)徑為不銹鋼

19、管，為節(jié)省柱溫箱空間而將柱管彎成環(huán)狀。在管內(nèi)壁涂漬液體物質(zhì)（省柱溫箱空間而將柱管彎成環(huán)狀。在管內(nèi)壁涂漬液體物質(zhì)（氣氣- -液色譜液色譜）或在管內(nèi)填充固體吸附劑（）或在管內(nèi)填充固體吸附劑（氣氣- -固色譜固色譜）v氣氣- -液色譜液色譜氣氣- -液色譜的原理：液色譜的原理：v各溶質(zhì)在氣相（流動(dòng)相）和液相（固定相）間分配系數(shù)不各溶質(zhì)在氣相（流動(dòng)相）和液相（固定相）間分配系數(shù)不同達(dá)到分離。同達(dá)到分離。v氣氣- -液色譜的固定相：液色譜的固定相：涂漬在惰性多孔固體基質(zhì)（載體或擔(dān)體）上的液體物涂漬在惰性多孔固體基質(zhì)（載體或擔(dān)體）上的液體物質(zhì)，常稱固定液。質(zhì)，常稱固定液。使用過的氣使用過的氣- -液色譜固

20、定液上千種，常用的固定液有聚液色譜固定液上千種，常用的固定液有聚甲基硅氧烷甲基硅氧烷( (非極性非極性) )、聚乙二醇、聚乙二醇( (強(qiáng)極性強(qiáng)極性) )、含、含5 5或或2020苯基的聚甲基硅氧烷苯基的聚甲基硅氧烷( (非極性非極性/ /中等極性中等極性) )、含氰基和、含氰基和苯基的聚甲基硅氧烷苯基的聚甲基硅氧烷( (中極性中極性) )、5050三氟丙基聚硅氧三氟丙基聚硅氧烷烷( (高極性高極性) )，另外，用于分離手性異構(gòu)體的手性固定，另外，用于分離手性異構(gòu)體的手性固定相則主要有手性氨基酸的衍生物、手性金屬配合物和相則主要有手性氨基酸的衍生物、手性金屬配合物和環(huán)糊精衍生物。環(huán)糊精衍生物。v

21、固定液的分類固定液的分類: :1)1)非極性固定液非極性固定液: :它們與待測(cè)物質(zhì)分子的作用力以色散力為它們與待測(cè)物質(zhì)分子的作用力以色散力為主主. .組分在此類固定相上按沸點(diǎn)由低到高順序流出組分在此類固定相上按沸點(diǎn)由低到高順序流出, , 適用適用于非極性和弱極性化合物的分析于非極性和弱極性化合物的分析. .2)2)中等極性固定液中等極性固定液: :它們與待測(cè)物質(zhì)分子間的作用力以色散它們與待測(cè)物質(zhì)分子間的作用力以色散力和誘導(dǎo)力為主力和誘導(dǎo)力為主, ,組分基本上按沸點(diǎn)順序出峰組分基本上按沸點(diǎn)順序出峰, , 適用于弱適用于弱極性和中等極性化合物的分析。極性和中等極性化合物的分析。）強(qiáng)極性固定液：含有

22、較強(qiáng)的極性基團(tuán)，它們與待測(cè)物質(zhì)）強(qiáng)極性固定液：含有較強(qiáng)的極性基團(tuán)，它們與待測(cè)物質(zhì)分子間的作用力以靜電力和誘導(dǎo)力為主，組分按極性由小分子間的作用力以靜電力和誘導(dǎo)力為主，組分按極性由小到大的順序出峰。適用于極性化合物的分析。到大的順序出峰。適用于極性化合物的分析。）氫鍵型固定液：是強(qiáng)極性固定液中特殊的一類，與待測(cè)）氫鍵型固定液：是強(qiáng)極性固定液中特殊的一類，與待測(cè)物質(zhì)分子間作用力以氫鍵力為主，組分按依次形成氫鍵的物質(zhì)分子間作用力以氫鍵力為主，組分按依次形成氫鍵的難易程度出峰，不易形成氫鍵的組分先出峰。常用的固定難易程度出峰，不易形成氫鍵的組分先出峰。常用的固定液有聚乙二醇，三乙醇胺等，適用于分析含、

23、等液有聚乙二醇，三乙醇胺等，適用于分析含、等的化合物。的化合物。固定液的選擇固定液的選擇: : 固定液的選擇一般根據(jù)固定液的選擇一般根據(jù)“相似相溶相似相溶”的原則，待測(cè)組分分的原則，待測(cè)組分分子與固定液分子的性質(zhì)（極性、官能團(tuán)）相似時(shí)，其溶解子與固定液分子的性質(zhì)（極性、官能團(tuán)）相似時(shí)，其溶解度就大。度就大。）按極性相似原則選擇：）按極性相似原則選擇：）按官能團(tuán)相似選擇：若待測(cè)物質(zhì)為酯類，則選用酯或聚）按官能團(tuán)相似選擇：若待測(cè)物質(zhì)為酯類，則選用酯或聚酯類固定液；若待測(cè)物質(zhì)為醇類，可選用聚乙二醇固定液。酯類固定液；若待測(cè)物質(zhì)為醇類，可選用聚乙二醇固定液。）按主要差別選擇：若待測(cè)各組分之間沸點(diǎn)是主要

24、矛盾，）按主要差別選擇：若待測(cè)各組分之間沸點(diǎn)是主要矛盾，可選用非極性固定液，若極性是主要矛盾，則選用極性固可選用非極性固定液，若極性是主要矛盾，則選用極性固定液定液）選擇混合固定液：對(duì)于難分離的復(fù)雜樣品，可選用兩種）選擇混合固定液：對(duì)于難分離的復(fù)雜樣品，可選用兩種或兩種以上的固定液?；騼煞N以上的固定液。常用的基質(zhì)：常用的基質(zhì)： 無機(jī)載體（如硅藻土、玻璃粉末或微球、金屬粉末或微球、無機(jī)載體（如硅藻土、玻璃粉末或微球、金屬粉末或微球、金屬化合物）和有機(jī)載體（如聚四氟乙烯、聚乙烯、聚金屬化合物）和有機(jī)載體（如聚四氟乙烯、聚乙烯、聚乙烯丙烯酸酯）乙烯丙烯酸酯）v2. 2. 氣氣- -固色譜固色譜氣氣-

25、 -固色譜的固定相是固體吸附劑，分離是基于樣品分子固色譜的固定相是固體吸附劑，分離是基于樣品分子在固定相表面的吸附能力的差異而實(shí)現(xiàn)的。在固定相表面的吸附能力的差異而實(shí)現(xiàn)的。常用的固體吸附劑有碳質(zhì)吸附劑（活性炭、石墨化碳黑、常用的固體吸附劑有碳質(zhì)吸附劑（活性炭、石墨化碳黑、碳分子篩）、氧化鋁、硅膠、無機(jī)分子篩和高分子小球。碳分子篩）、氧化鋁、硅膠、無機(jī)分子篩和高分子小球。氣氣- -固色譜不如氣固色譜不如氣- -液色譜應(yīng)用廣泛，主要用于永久性氣液色譜應(yīng)用廣泛，主要用于永久性氣體和低沸點(diǎn)烴類的分析，在石油化工領(lǐng)域應(yīng)用很普遍。體和低沸點(diǎn)烴類的分析，在石油化工領(lǐng)域應(yīng)用很普遍。 毛細(xì)管柱毛細(xì)管柱毛細(xì)管柱是

26、用熔融二氧化硅拉制的空心管，也叫彈性毛細(xì)管柱是用熔融二氧化硅拉制的空心管，也叫彈性石英毛細(xì)管。柱內(nèi)徑通常為石英毛細(xì)管。柱內(nèi)徑通常為0.10.5 mm0.10.5 mm，柱長，柱長3050 m3050 m，繞成直徑繞成直徑20cm20cm左右的環(huán)狀。左右的環(huán)狀。用這樣的毛細(xì)管作分離柱的氣相色譜稱為毛細(xì)管氣相用這樣的毛細(xì)管作分離柱的氣相色譜稱為毛細(xì)管氣相色譜或開管柱氣相色譜，其分離效率比填充柱要高得色譜或開管柱氣相色譜，其分離效率比填充柱要高得多。多。 毛細(xì)管氣相色譜毛細(xì)管氣相色譜在分流不分流進(jìn)樣口安裝毛細(xì)管柱的步驟：在分流不分流進(jìn)樣口安裝毛細(xì)管柱的步驟：. .檢查氣體過濾器、載氣、進(jìn)樣隔墊和襯管

27、等檢查氣體過濾器、載氣、進(jìn)樣隔墊和襯管等. .把毛細(xì)管柱螺母和墊圈安裝于柱上。（把毛細(xì)管柱螺母和墊圈安裝于柱上。（毛細(xì)管端口朝下）毛細(xì)管端口朝下）. .使用玻璃刻痕工具刻劃柱?？毯鄄课槐仨毱街保_保裂使用玻璃刻痕工具刻劃柱?？毯鄄课槐仨毱街?，確保裂口整齊?？谡R。 . .用柱切割器的劃痕部位的對(duì)面折斷柱。用放大鏡觀察末用柱切割器的劃痕部位的對(duì)面折斷柱。用放大鏡觀察末端，確保沒有毛邊或呈鋸齒狀。用濾紙擦毛細(xì)管柱壁，去端，確保沒有毛邊或呈鋸齒狀。用濾紙擦毛細(xì)管柱壁，去掉指紋和粉末掉指紋和粉末 . .在柱墊圈上端以上留出柱在柱墊圈上端以上留出柱4-6mm4-6mm，用打印機(jī)改正液在柱螺，用打印機(jī)改正

28、液在柱螺母下作標(biāo)記母下作標(biāo)記. .將柱插入進(jìn)樣口，把螺帽和墊圈上部的柱子滑向進(jìn)樣口將柱插入進(jìn)樣口，把螺帽和墊圈上部的柱子滑向進(jìn)樣口底部用手指擰緊柱螺帽直至柱被固定底部用手指擰緊柱螺帽直至柱被固定 . .調(diào)節(jié)柱位置調(diào)節(jié)柱位置, ,使柱上改正液標(biāo)記正好在柱螺帽底部使柱上改正液標(biāo)記正好在柱螺帽底部. . . .擰緊螺帽擰緊螺帽1/4-1/21/4-1/2圈圈, ,用輕微的力部能將柱從接頭上拉下用輕微的力部能將柱從接頭上拉下. . . .在檢測(cè)器上安裝毛細(xì)管柱在檢測(cè)器上安裝毛細(xì)管柱其步驟與進(jìn)樣口相同，但是在柱墊圈上端以上留出的距離不其步驟與進(jìn)樣口相同，但是在柱墊圈上端以上留出的距離不一樣（：一樣（：m

29、mmm）注意：如果在應(yīng)用中系統(tǒng)所使用的是或是等，注意：如果在應(yīng)用中系統(tǒng)所使用的是或是等，那么在老化色譜柱時(shí)，不接檢測(cè)器。那么在老化色譜柱時(shí)，不接檢測(cè)器。. .進(jìn)行氣體檢漏進(jìn)行氣體檢漏: : 當(dāng)我們對(duì)進(jìn)樣口和檢測(cè)器進(jìn)行載氣檢漏時(shí)當(dāng)我們對(duì)進(jìn)樣口和檢測(cè)器進(jìn)行載氣檢漏時(shí), ,使用電子檢測(cè)使用電子檢測(cè)計(jì)計(jì)(Electronic Leak Detector)(Electronic Leak Detector)是最為有效的方法之一是最為有效的方法之一. . .確定載氣流量確定載氣流量, ,再對(duì)色譜柱的安裝進(jìn)行檢查再對(duì)色譜柱的安裝進(jìn)行檢查 . . .色譜柱的老化：色譜柱的老化：對(duì)色譜柱升溫到一恒定溫度，通常為

30、其溫度上限。超過對(duì)色譜柱升溫到一恒定溫度，通常為其溫度上限。超過溫度上限，那樣極易損壞色譜柱。升溫速度一定要快，不溫度上限，那樣極易損壞色譜柱。升溫速度一定要快，不要將程序升溫的速度設(shè)太慢。當(dāng)達(dá)到老化溫度后，記錄并要將程序升溫的速度設(shè)太慢。當(dāng)達(dá)到老化溫度后，記錄并觀察基線。比例放大基線，以便容易觀察。觀察基線。比例放大基線，以便容易觀察。毛細(xì)管柱問題毛細(xì)管柱問題 1 1RTRT（保留時(shí)間）（保留時(shí)間） 和面積增大和面積增大. .峰寬變大峰寬變大. .后面的峰變形差后面的峰變形差原因：柱過載原因：柱過載. . 典型色譜圖#9#8#7#6#5#4#3#2#1問題色譜圖毛細(xì)管柱問題毛細(xì)管柱問題2 2

31、鬼峰：殘留或柱污染鬼峰：殘留或柱污染典型色譜圖#9#8#7#6#5#4#3#2#1問題色譜圖毛細(xì)管柱問題毛細(xì)管柱問題3 3RT RT 和面積完全不同：用錯(cuò)了柱子和面積完全不同：用錯(cuò)了柱子典型色譜圖#9#8#7#6#5#4#3#2#1問題色譜圖毛細(xì)管柱問題毛細(xì)管柱問題4 4色譜完全變形：柱子已經(jīng)被嚴(yán)重破壞或嚴(yán)重退化色譜完全變形：柱子已經(jīng)被嚴(yán)重破壞或嚴(yán)重退化典型色譜圖#9#8#7#6#5#4#3#2#1Time (min.)6810121416問題色譜圖020406080100120 溫控系統(tǒng)是指對(duì)氣相色譜的汽化室、色譜柱和檢測(cè)器進(jìn)行溫溫控系統(tǒng)是指對(duì)氣相色譜的汽化室、色譜柱和檢測(cè)器進(jìn)行溫度控制的裝

32、置，由于汽化室、色譜柱和檢測(cè)器要求的適合溫度控制的裝置，由于汽化室、色譜柱和檢測(cè)器要求的適合溫度各有不同，所以要求配有三種不同的溫控裝置，以便設(shè)定度各有不同，所以要求配有三種不同的溫控裝置，以便設(shè)定控制和測(cè)定各處的溫度，為滿足分析要求，除可以恒溫外，控制和測(cè)定各處的溫度，為滿足分析要求，除可以恒溫外，還可采用程序升溫。一般情況下，汽化室的溫度比柱溫高，還可采用程序升溫。一般情況下，汽化室的溫度比柱溫高，以保證試樣能瞬間汽化而不分解，而以保證試樣能瞬間汽化而不分解，而檢測(cè)器溫度是三者之間檢測(cè)器溫度是三者之間最高的，以防止樣品在檢測(cè)室冷凝。最高的，以防止樣品在檢測(cè)室冷凝。溫溫 控控 系系 統(tǒng)統(tǒng)檢檢

33、 測(cè)測(cè) 和和 記記 錄錄 系系 統(tǒng)統(tǒng)檢測(cè)記錄系統(tǒng)是指從色譜柱流出的各個(gè)組分，經(jīng)過檢測(cè)器檢測(cè)記錄系統(tǒng)是指從色譜柱流出的各個(gè)組分，經(jīng)過檢測(cè)器把濃度（或質(zhì)量）信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并經(jīng)放大器放大后由把濃度（或質(zhì)量）信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并經(jīng)放大器放大后由記錄儀顯示出最終獲得分析結(jié)果的裝置，它包括檢測(cè)器、放記錄儀顯示出最終獲得分析結(jié)果的裝置，它包括檢測(cè)器、放大器和記錄儀。大器和記錄儀。檢測(cè)器的種類很多，據(jù)檢測(cè)原理的不同可分為濃度型檢測(cè)器檢測(cè)器的種類很多，據(jù)檢測(cè)原理的不同可分為濃度型檢測(cè)器和質(zhì)量型檢測(cè)器兩大類。濃度型檢測(cè)器常用的有熱導(dǎo)池檢測(cè)和質(zhì)量型檢測(cè)器兩大類。濃度型檢測(cè)器常用的有熱導(dǎo)池檢測(cè)器（）和電子捕獲檢測(cè)

34、器（）；質(zhì)量型檢測(cè)器器（）和電子捕獲檢測(cè)器（）；質(zhì)量型檢測(cè)器常見的有氫火焰離子化檢測(cè)器（）和火焰光度檢測(cè)器常見的有氫火焰離子化檢測(cè)器（）和火焰光度檢測(cè)器（）。（）。氫火焰離子化檢測(cè)器（）氫火焰離子化檢測(cè)器（）屬于選擇性檢測(cè)器（只對(duì)碳?xì)浠衔锂a(chǎn)生信號(hào)），它的特屬于選擇性檢測(cè)器（只對(duì)碳?xì)浠衔锂a(chǎn)生信號(hào)），它的特點(diǎn)是死體積小，靈敏度高（比高點(diǎn)是死體積小，靈敏度高（比高- -倍），穩(wěn)定性好，響應(yīng)快，線性范圍寬，適合于痕量有倍），穩(wěn)定性好，響應(yīng)快，線性范圍寬，適合于痕量有機(jī)物的分析，但樣品被破壞，無法進(jìn)行收集，不能檢測(cè)機(jī)物的分析，但樣品被破壞，無法進(jìn)行收集，不能檢測(cè)永久性氣體及永久性氣體及、等等檢測(cè)器的

35、結(jié)構(gòu)及原理檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)及原理主要部件是離子室，主要部件是離子室，與載氣在進(jìn)與載氣在進(jìn)入噴嘴前混合，空氣（助燃?xì)猓┯扇雵娮烨盎旌?，空氣（助燃?xì)猓┯梢粋?cè)引入，在火焰上方筒狀收集電一側(cè)引入，在火焰上方筒狀收集電極（作正極）和下方的圓環(huán)狀極化極（作正極）和下方的圓環(huán)狀極化電極（作負(fù)極）間施加恒定電壓，電極（作負(fù)極）間施加恒定電壓，當(dāng)待測(cè)有機(jī)物由載氣攜帶從色譜柱當(dāng)待測(cè)有機(jī)物由載氣攜帶從色譜柱流出，進(jìn)入火焰后，在火焰高溫流出，進(jìn)入火焰后，在火焰高溫（20002000左右）作用下發(fā)生離子化左右）作用下發(fā)生離子化反應(yīng)，生成的許多正離子和電子，反應(yīng)，生成的許多正離子和電子，在外電場(chǎng)作用下，向兩極定向移動(dòng)，在外電

36、場(chǎng)作用下，向兩極定向移動(dòng)，形成了微電流（微電流的大小與待形成了微電流（微電流的大小與待測(cè)有機(jī)物含量成正比），微電流經(jīng)測(cè)有機(jī)物含量成正比），微電流經(jīng)放大后，由記錄儀記錄下來。放大后，由記錄儀記錄下來。 檢測(cè)器使用注意事項(xiàng)檢測(cè)器使用注意事項(xiàng). .載氣、氫氣和空氣須過濾凈化，一般常用分子篩，活性載氣、氫氣和空氣須過濾凈化，一般常用分子篩，活性炭和硅膠作為干燥凈化劑，定期更換干燥凈化劑。炭和硅膠作為干燥凈化劑，定期更換干燥凈化劑。. .選擇選擇FIDFID的操作條件時(shí)應(yīng)注意所用氣體流量和工作電壓，的操作條件時(shí)應(yīng)注意所用氣體流量和工作電壓，一般一般N N2 2和和H H2 2流速的最佳比為流速的最佳比為

37、1:1-1.5:11:1-1.5:1（此時(shí)靈敏度高、（此時(shí)靈敏度高、穩(wěn)定性好），氫氣和空氣的比例為穩(wěn)定性好），氫氣和空氣的比例為1:101:10，極化電壓一般為，極化電壓一般為 100-300100-300。. .當(dāng)分析樣品水分太多或進(jìn)樣量太多時(shí)，會(huì)使火焰溫度下當(dāng)分析樣品水分太多或進(jìn)樣量太多時(shí)，會(huì)使火焰溫度下降，影響靈敏度，有時(shí)甚至?xí)够鹧嫦?。降，影響靈敏度，有時(shí)甚至?xí)够鹧嫦纭?. .離子頭，管道和離子室必須清潔，不得有有機(jī)物污染，離子頭，管道和離子室必須清潔，不得有有機(jī)物污染，否則引起本底電流增大，噪聲增大，靈敏度降低，若不清否則引起本底電流增大，噪聲增大，靈敏度降低，若不清潔，可用水

38、、酒精和苯依次清洗烘干潔，可用水、酒精和苯依次清洗烘干 5.5.應(yīng)在氫氣通氣半小時(shí)以上再點(diǎn)火，以免火點(diǎn)不著。等火點(diǎn)應(yīng)在氫氣通氣半小時(shí)以上再點(diǎn)火，以免火點(diǎn)不著。等火點(diǎn)著了后再通尾吹氣著了后再通尾吹氣 電子捕獲檢測(cè)器電子捕獲檢測(cè)器(Electron Capture Detector(Electron Capture Detector) 電子捕獲檢測(cè)器是一種高選擇性、高靈敏度的檢測(cè)器，應(yīng)電子捕獲檢測(cè)器是一種高選擇性、高靈敏度的檢測(cè)器，應(yīng)用廣泛，僅次于用廣泛，僅次于TCDTCD和和FIDFID。它的選擇性是指它只對(duì)具有電負(fù)。它的選擇性是指它只對(duì)具有電負(fù)性的物質(zhì)如含鹵素，性的物質(zhì)如含鹵素，S S，P P，O O，N N的物質(zhì)有響應(yīng)，而且電負(fù)性的物質(zhì)有響應(yīng)，而且電負(fù)性越強(qiáng)，檢測(cè)的靈敏度越高；高靈敏度表現(xiàn)在能檢測(cè)出越強(qiáng)，檢測(cè)的靈敏度越高；高靈敏度表現(xiàn)在能檢測(cè)出10-10-14g/ml14g/ml的電負(fù)性物質(zhì)，因此可測(cè)定痕量的電負(fù)性物質(zhì)的電負(fù)性物質(zhì)，因此可測(cè)定痕量的電負(fù)性物質(zhì)多鹵、多鹵、多硫化合物，甾族化合物，金屬有機(jī)物等。多硫化