仪器分析整理

1、2.气相色谱法的分类：®固定相的物态：气-固色谱法(GSC) 气-液色谱法(GLC)3. 柱的粗细和填充情况： 填充柱色谱法 毛细管柱色谱法® 分离机制：吸附色谱法 分配色谱法4.气相色谱法特点分离效能高高灵敏度高选择性简单、快速应用广泛5.1.气路系统 常用载气：氢气 氮气 氦气气源、净化干燥管（去除水蒸气、有机杂质）、载气流控制装置2.进样系统：液体进样器+气化室3.色谱柱系统色谱柱：色谱仪的核心部件。柱材质：不锈钢管或玻璃管，内径3-6毫米。长度可根据需要确定。柱填料：粒度为60-80或80-100目的色谱固定相。液-固色谱：固体吸附剂液-液色谱：担体+固定液柱制备对

2、柱效有较大影响，填料装填太紧，柱前压力大， 流速慢或将 柱堵死，反之空隙体积大，柱效低。4.检测和记录系统通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成；被色谱柱分离后的组分依次进入检测器，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， 给出色谱图；检测器：广普型对所有物质均有响应；专属型对特定物质有高灵敏响应；常用的检测器：热导检测器、氢火焰离子化检器；5.温度控制系统温度是色谱分离条件的重要选择参数； 气化室、分离室、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制 温度； 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；分离室：准确控制分 离需要的温度。当

3、试样 复杂时，分离室温度需 要按一定程序控制温度 变化，各组分在最佳温 度下分离；“相似相溶”，选择与试样性质相近的固定相。固定相由固定液和载体组成载体（担体） solid supporta. 对载体的要求：p比表面积大，孔径分布均匀； p 化学惰性，表面无吸附性或吸附性很弱，与被分离组份不 起反应； p 具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎； p 颗粒大小均匀、适度。一般常用6080目、80100目。b. 硅藻土型载体 红色载体： 孔径较小，表孔密集，比表面积较大，机械强度好。 常与非极性固定液配伍。缺点是表面存有活性吸附中心点。 白色载体： 煅烧前原料中加入了少量助溶剂（碳酸钠）。 颗

4、粒疏 松，孔径较大。比表面积较小，机械强度较差。但吸附性 显著减小，常与极性固定液配伍。2. 气-固色谱固定相 种类 (1)活性炭 有较大的比表面积，吸附性较强。 (2)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。 (3)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。(4)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）。除了广泛用于H2、O2、N2、 C

5、H4、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（GDX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) 载气（carrier gas） 氮气和氢气选择载气应与检测器匹配 TCD选H2，HeFID选N2检测器（detector）：将流出色谱柱的载气中被分离组分的浓度或质量的 变化转换为可测量的电信号变化的装置浓度型检测器： 测量的是载气中通过检测器组分浓度瞬间的变化，检测信 号值与组分的浓度成正比。热导检测器、电子捕获检测器； 质量型检测器： 测量的是载气中某组分进入检测

6、器的速度变化，即检测信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。FID； 通用型检测器： 对所有物质有响应，热导检测器； 选择型检测器： 对特定物质有高灵敏响应，电子俘获检测器；(3) 最低检测限（最小检测量）detectability噪声水平决定着能被检测到的浓度（或质量）从图中可以看出：如果要把信号从本底噪声中识别出来， 则组分的响应值就一定要高于 N 。 检测器响应值为2倍（3倍）噪声水平时的试样浓度（或质 量），被定义为最低检测限（或该物质的最小检测量热导检测器 thermal conductivity detector; TCD检测原理 利用被测组分与载气的热导率的差别来检测组分的

7、 浓度变化。使用注意事项： p 浓度型检测器，峰面积与载气流速成反比，一般用峰高定量 p 未通载气时不能加桥电流，关机时先切断桥电流再关载 气 p 灵敏度与载气和组分之间热导率的差值越大，灵敏度越 高 p 在灵敏度足够的情况下，尽量采取低桥电流 p 降低检测室温度可增加导热，提高灵敏度。但检测器温 度不得低于柱温载气的种类 检测灵敏度决定于l拉马达。 N2： lN 2 小，灵敏度低。 H2 : lH 2 > lN 2 ，灵敏度高，但不安全。 He：价格贵。3. 氢火焰离子化检测器 flame ionization detector, FID检测原理：有机物在氢焰的作用下， 化学电离而形成

8、离子流，借测 定离子流强度进行检测。n 灵敏度高，响应快，噪音小，线性范围宽 n 检测时样品被破坏，且一般只能测定含碳化合物氢焰检测器的结构 (1) 在发射极和收集极之间 加有一定的直流电压（100 300V）构成一个外加电场。 (2) 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，检测器灵敏度达到最佳。37使用注意事项： p FID中三种气体流量关系N2:H2=1:11:1.5，H2:空气=1:51:10质量型检测器，峰高与载气流速成正比，因此一般采用峰面积定4. 电子捕获检测器 electron capture

9、 detector, ECD 检测原理： 电负性物质捕获电子的能力，通过测定电子流进行检测。使用注意事项： p 浓度型检测器 p 应使用高纯度载气，一般采用高纯氮，并采用脱氧管等 净化装置除去其中的微量杂质 p 载气流速通常为40100ml/min p 检测器中含有放射源，注意安全，不可随意拆卸检测器 热导(TCD) 氢焰(FID) 电子捕获(ECD) 检测原理 热导率差异 化学电离产生 离子流电负性物质捕获电子 灵敏度 低 高 最高 破坏性 不破坏样品 破坏样品 破坏样品 专属性 通用型 含碳有机物 含卤素、硫、羰 基、氰基化合物 应用范围 气体、水分 有机物 农药、污染物检测器 检测对象

10、噪音 检测限 线性 适用载气TCD 通用 0.005-0.01mV 10-6-10-10mg/ml 104-105 H2、HeFID 含C、H化合物 10-14-5*10-14A <2*10-12mg/s 106-107 N2ECD 含电负性基团 10-11-10-12A 10-14mg/ml 102-105 N2TID 含P、N化合物 5*10-14A 10-12mg/s 104-105 N2、ArFPD 含S、P化合物 10-9-10-10A P:10-12mg/s S :5*10-11mg/s105 N2、He1.气象色谱导论H = A + B/u + CuA 涡流扩散项： edd

11、y diffusionA = 2 d p d p ：固定相的平均颗粒直径 ：固定相的填充不均匀因子，简称填充因子 packing factor采用均匀较细的粒径的载体，并且填充均匀，可以减小A空心毛细管 A=0(2)分子扩散项 molecular diffusion; B/uB = 2 D gD g ：组分在载气中的扩散系数：弯曲因子Dg与载气相对分子质量（M）的平方根成反比，随柱温（T） 升高而增大，随柱压（P）增大而减小 p采用相对分子质量较大的载气（如N2）、控制较低的柱温、 采用较高的载气流速，可以减小分子扩散，有利于提高柱效 p 载气相对分子质量大时，黏度大，柱压增大 p 载气线速度低时用分子量较大的氮气，较高时用氦气或氢气(3)传质阻抗项 mass transfer resistance; CuC g ：组分在气相和气液界面之间进行质量交换时的气相传质阻抗系数，可忽略不计 Cl ：组分在气液界面和液相之间进行质量交换时的气相传质阻抗系数U 为载气线速度 cm/sk 影响峰位n 影响峰宽窄影响两峰间距图18-11柱效(n)、分离因子 ()、容量因子(k)