福建 气相色谱仪固定液载体的详细说明(附图).doc

第4节 固定液载体载体（Support或者Carrier），系指承载它物的物体；色谱载体（Chromatographic support）,以前曾称为色谱担体，系指承载（涂渍或者键合）固定液的固体物质，故又称固定液载体。在分配色谱中，为了使固定液与流动相间具有尽可能大的接触界面，通常是使固定液均匀地涂渍或者键合于多孔结构的惰性固体表面上，此惰性固体即为色谱载体。在气相色谱中除了毛细管柱利用管壁来涂渍或者键合固定液之外，所有色谱的柱填料均利用球形固体颗粒（色谱载体）来涂渍或者键合固定液。一、基本要求对于涂渍固定液而言，要求色谱载体比表面积大小适宜，以便于承受所给定的固定液量；对于键合固定液而言，则要求色谱载体表面有适宜的官能团，以便与固定液形成牢固的键合固定相。此外，对色谱载体还有如下的要求。1化学惰性较好色谱载体只要附着或键合固定液，而不与样品发生化学反应或对样品发生不可逆吸附。2孔穴结构合理 要求色谱载体中具有合理的孔穴结构，以利于样品组分在气液两相之间进行快速交换。3机械强度较高要求色谱载体具有较高的机械强度，以减少在制备柱填料和装柱过程中发生破碎现象。4热稳定性较高要求色谱载体具有较高的热稳定性，否则在工作温度下发生变质现象，造成分析干扰。5颗粒大小均匀从范第姆特方程看出，色谱载体颗粒大小均匀、形状规则，则有利于提高色谱柱效率。 须知，在现今所使用的色谱载体中，尚无一种能完全同时满足以上的要求；在实际工作中，应根据分析对象的特点，尽可能选择比较符合分析要求的色谱载体。 二、常用载体色谱载体可分为无机和有机两大类，前者包括硅藻土、玻璃、金属及其化合物等载体，后者主要是卤化碳载体（例如聚四氟乙烯）和其他有机高聚物载体；常用气相色谱载体种类及其物化性能参见表2-7。 （一）硅藻土载体硅藻土（Diatomaceous earth；或Diatomite；或Kieselguhr；），系由叫做硅藻的单细胞海藻的骨架所构成，外观为白色或浅黄色粉状硅质岩，其主要成分为蛋白石，常混有碳酸盐和粘土物质。硅藻土能吸附自身质量的1.54.0倍的水，是一种多孔状物质，其孔隙度约达90%，天然硅藻土孔穴直径为1m左右，比表面约202/g。硅藻土为最先使用的色谱载体，直到现在仍然是用得最多的一种载体；硅藻土载体有红色和白色两种。1红色硅藻土载体红色硅藻土载体（Pink diatomite support），系由天然硅藻土于900煅烧而成。煅烧时，硅藻土颗粒熔融，一部分变成晶态白硅石，矿物质变成氧化物或硅酸盐，其中铁变成氧化铁，故使煅烧后的硅藻土呈桃红色。国外的Chromosorb P和C-22，国产的6201和201型等属于红色硅藻土载体。红色硅藻土载体的比表面为4m2/g左右，其孔穴直径为0.51m，堆积密度为0.280.40g/mL，液相载荷量可达35%；机械强度较差，但比白色硅藻土载体好些。此类载体具有对固定液的附着性能好、热稳定性佳和比较惰性等优点。红色硅藻土载体大多用于分析非极性或弱极性化合物。2白色硅藻土载体 白色硅藻土载体（White diatomite support），系由天然硅藻土加入约2% 碳酸钠后于900煅烧而成。碳酸钠为助熔剂，在煅烧温度下碳酸钠使氧化态的铁变成了无色的铁硅酸钠络合物，故使煅烧后的硅藻土呈白色。国外的Chromosorb W和Celite 545，国内的上试101和102型以及大连催化剂厂的405型等属于白色硅藻土载体。白色硅藻土载体的比表面为1m2/g左右，孔穴直径为89m，堆积密度为0.210.40g/mL，液相载荷量可达25%；此类载体的机械强度比较差。白色硅藻土载体除了具有红色硅藻土载体的优点外，最显著的特点是惰性好，因此，无论是分析极性化合物还是非极性化合物样品，均可采用白色硅藻土载体。 （二）玻璃微珠载体玻璃微珠载体（Glass microbead support）,系以以玻璃为原料所制所的一种色谱载体。其比表面积较小，一般都小于1m2/g，经适当化学处理后表面层可得到孔径为1m左右的孔穴，堆积密度为1.5g/mL左右，液相载荷量一般小于1%；对固定液的附着性能差，未经处理者其惰性也欠佳。国外商品名称GLC100和GLC110系列等属玻璃微珠色谱载体，国内也有各种规格的玻璃微珠载体供应。此类载体具有热稳定性好、形状规则、大小均匀和机械强度高等优点。玻璃微珠载体因只能涂布少量固定液，故仅适于在分析高沸点化合物中使用。 （三）卤化碳载体卤化碳载体（Halogen carbon support）,又称氟载体，系由含卤素（如氟）的高聚物所制成的一种很规则的球形小颗粒，它是除硅藻土外用得比较多的一种载体。在卤化碳载体中使用比较广泛的是聚四氟乙烯载体，国外商品名称Fluoropak, Chromosorb T, Teflon等均属此类；国产701型也属此类载体。卤化碳载体的比表面积较小，一般都小于2m2/g，堆积密度为0.20.4g/mL，液相载荷量一般不超过5%。卤化碳载体对固定液的附着性能较差；聚四氟乙烯载体最高使用温度不超过200，聚三氟氯乙烯则不能超过160；卤化碳载体带有静电效应，给制备柱填料和装柱带来不便，故在制备柱填料时宜用塑料器皿和最好冷至10以下装柱。此类载体具有形状规则、大小均匀、耐腐蚀性好以及在允许温度范围内性能稳定和不易破碎等优点。卤化碳载体主要用于分析极性和腐蚀性化合物，例如：水、醇、酸、胺和卤化氢等。三、载体处理载体表面上往往存在着吸附中心和催化作用点。例如：硅醇基（-SiOH）、硅醚基（-SiOSi-）、金属及其氧化物等。因此，引起载体对样品发生吸附作用、化学反应或催化反应，造成峰形拖尾或出现假峰等。哪些样品组分峰容易拖尾呢？几乎所有的色谱峰都有点拖尾，拖尾的程度随着氢键形成能力的增加而增加，其拖尾程度可排列如下：烃 醚 酯 胺 醇 酸 二醇 肼 水 氨 拖尾也随着固定液用量的减少而增加，因为固定液可复盖载体上的某些活性点。为改善载体的表面性质，常用如下方法对载体作适当的处理。1酸洗酸洗（Acid wash，AW），系采用浓盐酸洗涤，以除去载体表面的铁等金属及其氧化物。2碱洗碱洗（Base wash，BW），系采用氢氧化钾-甲醇溶液洗涤，以除去载体表面上的氧化铝等酸性作用点。3硅烷化硅烷化（Silyation），系采用硅烷化试剂与载体表面的硅醇、硅醚基起反应，以除去载体表面的氢键结合能力，从而改进载体的性能；常用的硅烷化试剂有二甲基二氯硅烷和六甲基二硅胺烷等。3釉化釉化（Glazing）,用碳酸钠-碳酸钾水溶液浸泡，经适当熔融烧结后使载体表面形成一层玻璃化釉质，可达到改善表面结构之目的。4覆盖覆盖（Covering），系采用物理的方法给载体表面覆盖上一层适宜的物质，以改善表面性质。例如：载体表面涂敷聚四氟乙烯之后，可用于分析含强腐蚀性、强极性或活泼性组分的样品。说明：色谱载体现在可以不必自行处理，色谱试剂生产厂一般都有经上述各种方法处理过的色谱载体品种供应。表2-7 气相色谱载体常用种类名 称颜 色组 成 及 处 理生 产 厂 家白色硅藻土载体上试101 白 色硅藻土载体上海试剂一厂上试101酸洗白 色经盐酸处理的上试101上海试剂一厂上试101硅烷化白 色经HMDS硅烷化处理的上试101上海试剂一厂上试102白 色硅藻土载体上海试剂一厂上试102酸洗白 色经盐酸处理的上试102上海试剂一厂上试102硅烷化白 色经HMDS硅烷化处理的上试102上海试剂一厂上试303釉化白 色经B2O3釉化处理的上试101上海试剂一厂上试304釉化白 色经B2O3釉化处理的上试102上海试剂一厂405 白 色硅藻土载体大连催化剂厂Chromosorb A白 色硅藻土载体John-ManvilleChromosorb G白 色硅藻土载体John-ManvilleChromosorb R白 色硅藻土载体John-ManvilleChromosorb W白 色硅藻土载体John-ManvilleChromosorb W AW白 色经过酸洗的Chromosorb W John-ManvilleChromosorb W AW-DMCS白 色经过酸洗、DMCS硅烷化处理的Chromosorb W John-ManvilleChromosorb W AW-DMCS-HP白 色经酸洗、DMCS处理的Chromosorb W高效载体John-ManvilleChromosorb W HMDS白 色经过HMDS处理的Chromosorb W John-ManvilleChromosorb White白 色硅藻土载体May & Baker LtdGas Chrom A白 色经过酸洗的Celaton载体Applied science Laboratories IncGas Chrom CL白 色非酸洗的Celite载体同 上Gas Chrom CLA白 色经过酸洗的Gas Chrom CL 同 上 Gas Chrom CLH白 色经过HMDS硅烷化处理的Gas Chrom CLA 同 上Gas Chrom CLP白 色经过酸洗、碱洗的Celite硅藻土载体同 上Gas Chrom CLZ白 色经过酸洗、DMCS硅烷化处理的Celite载体同 上Gas Chrom P白 色经过碱-醇溶液处理的Gas Chrom A 同 上Gas Chrom Q白 色经过DMCS硅烷化处理的Gas Chrom P 同 上Gas Chrom S白 色非酸洗Celaton硅藻土载体同 上Gas Chrom Z白 色经过酸洗、DMCS硅烷化处理的Gas Chrom A 同 上Gas Pak F白 色表面涂全氟聚合物的硅藻土载体美 国红色硅藻土载体上试201红 色硅藻土载体上海试剂一厂上试201酸冼红 色经盐酸处理的上试201上海试剂一厂上试201硅烷化红 色经HMDS硅烷化处理的上试201上海试剂一厂上试202浅 红硅藻土载体上海试剂一厂上试202酸洗浅 红经盐酸处理的上试202上海试剂一厂上试301釉化红 色经B2O3釉化处理的上试201上海试剂一厂上试302釉化浅 红经B2O3釉化处理的上试202上海试剂一厂5701 红 色硅藻土载体中科院大连化物所6201 红 色硅藻土载体大连催化剂厂6201硅烷化 红 色经HMDS硅烷化处理的6201硅藻土载体大连催化剂厂6201釉化 红 色经釉化处理的6201硅藻土载体大连催化剂厂Chromosorb G AW粉 红经过酸洗的Chromosorb G John-ManvilleChromosorb G AW-DMCS粉 红经过酸洗、DMCS硅烷化处理的Chromosorb G John-ManvilleChromosorb P NAW红 色非酸洗硅藻土载体John-ManvilleChromosorb P AW红 色酸洗硅藻土载体John-ManvilleChromosorb P AW-DMCS红 色经过酸洗、DMCS硅烷化处理的硅藻土载体John-ManvilleChromosorb P AW-HMDS红 色过酸洗、HMDS硅烷化处理硅藻土载体经John-ManvilleGas Chrom R红 色非酸洗保温砖载体Applied science Laboratories IncGas Chrom RA红 色经过酸洗的Gas Chrom R 同 上