Chapter 9 Gas Chromatography.ppt

Chapter9GasChromatography GC GC 以气体作为流动相的一种色谱 是英国生物学家MartinATP等人在研究液液分配色谱的基础上 与1952年创立的一种极有效的分离方法 根据固定相的不同 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 InstrumentforGasChromatography 气相色谱分析流程 气相色谱仪的组成 1气路系统 2进样系统进样器和气化室 分离和温控系统色谱柱 填充柱和毛细管柱 4检测和记录系统 色谱柱和固定相 填充柱和空心柱填充柱是个柱内均匀 紧密境填充固定相颗粒的色谱柱 填充剂可以是吸附剂 气固色谱 也可以是涂有固定液的载体 气液色谱 载体是负载固定液的惰性固体 固定液系涂渍在载体表面上起分离作用的物质 在操作温度下是不易挥发的液体 毛细管色谱的出现是气相色谱发展的一个重要的里程碑 它比传统的填允柱在分离效率和分忻速度两方面都有很大的提高 20世纪80年代普遍使用的弹性石英空心柱具有柔性 不易折断 且表面惰性大等优良性能 吸附剂和载体 气固色谱基于组分分子在吸附剂表面的吸附 故也称为吸附色谱 气液色谱的固定相是涂有固定液的载体 气液色谱对载体有以下的要求 1 表面应完全惰性或化学性质均匀 通常通过 钝化 的方法来消除其表面的活性中心 钝化方法有酸洗 碱洗 硅烷化 釉化 涂减尾剂等 2 为了减小涡流扩散项的影响 便于填充 提高柱效 载体粒度应当均匀 3 载体有很好的表面状况 即比表面合适 孔径适度 孔径分布要窄 4 热稳定件好 机械强度较高并有较好的授润性 固定液 1固定液的极性 固定液大多为高沸点的有机物 到目前为止 气相色谱固定液有数百种 固定液的极性与固定液本身的化学组成有关 但它和化学上极性的概念不尽相同 固定液的极性是固定液与被分离组分分子之间相互作用力 程度 总的标志 组分在色谱柱中滞留是组分分子与固定液分子相互作用的结果 从微观上讲 分子间相互作用力有范德华力 定向力 诱导力 色散力 和氢键作用力等 定向力 两个偶极矩分别为 1和 2的分子间作用力 诱导力 带电粒子与中性分子相互作用时 诱导出一个偶极矩 电荷与这个诱导偶极矩之间的作用力 色散力 由分子中电子振动产生 认识固定液的极性可以从固定液本身的化学组成 如含有的官能团 入手 这是按 相似相溶 原理选择固定液的依据 2优选固定液 3固定液的选择 相似相溶 的原理即选择与被分离组分极性相似的固定液 键合固定相和手性固定相 化学 键合固定相 bondedstationaryphase 是用化学反应在载体表面键合上特定基团的固定相 和 涂渍 相比较 键合固定相的热稳定性和化学稳定性大大提高 而且键合的固定液往往以单分子层存在 液相传质阻力小 柱效高 适于快速分析 键合固定相往往以硅胶为基质 利用硅胶表面的硅醇基进行有机反应 从而引入特定基团 手性固定相 chiralstationaryphase 又称光学活性 旋光性 固定相 是一类能直接分离对映异构体的具有光学活性的固定相 气相色谱检测器 检测器 detector 是能检测色谱柱流出组分及这些组分量的变化的器件 其功能是将经色谱分离的组分的物质信号转化为易于测量的电信号 故也称为 换能器 日前已有几十种检测器问世 其中最常用的是热导检测器 TCD 和火焰离子化检测器 FID 普及型的仪器大都配有这两种检测器 此外 电子俘获检测器 ECD 和火焰光度检测器 FPD 也用得比较多 目前气相色谱仪广泛使用的是微分型检测器 微分型检测器 differentialdetector 的响应值取决于组分的瞬时量 微分型检测器按原理又分为浓度敏感型和质量 流量 敏感型两类 浓度敏感型检测器 concentrationsensitivedetector 的响应值取决于组分的浓度 而质量 流量 敏感型检测器 mass flowrate detector的响应值取决于组分的质量流量 TCD和ECD属于浓度敏感型检测器 而FID属于质量 流量 敏感型检测器 检测器的性能 1灵敏度 灵敏度 sensitivity S 为通过检测器的物质量变化 Q时响应信号的变化率 2 基线 噪声和漂移 3线性范围 4检测限和最小进样量 随单位体积的载气或在单位时间内进入检测器的组分所产生的信号等于基线噪声2倍时的量称为检测限 detectability mg mL 1 物理意义是每毫升载气中含有恰好能产生2倍于噪音信号的溶质毫克数 g s 1 物理意义是每秒通过的溶质克数 恰好产生2倍于噪音的信号 产生2倍噪声