第二节气相色谱柱1

1、1第二节第二节 气相色谱柱气相色谱柱一、有关柱的术语一、有关柱的术语二、气相色谱柱类型二、气相色谱柱类型三、气相色谱固定相三、气相色谱固定相四、填充柱和毛细管柱的制备四、填充柱和毛细管柱的制备2一、有关柱的术语一、有关柱的术语 1、柱容量（又称柱负荷，不影响柱效能情况下的最、柱容量（又称柱负荷，不影响柱效能情况下的最大进样量）大进样量） 2、柱寿命（获得按规定分离要求的使用时间）、柱寿命（获得按规定分离要求的使用时间） 3、柱填料：气固色谱中为固体吸附剂、柱填料：气固色谱中为固体吸附剂 气液色谱中为惰性载体和固定液气液色谱中为惰性载体和固定液 4、固定液、固定液 5、固定相和键合固定相、固定相

2、和键合固定相 36、载体（又称担体）、载体（又称担体） 为多孔性固体颗粒，起支持固定液的作用。为多孔性固体颗粒，起支持固定液的作用。 在填充柱中有硅藻土、卤化碳、玻璃微球等在填充柱中有硅藻土、卤化碳、玻璃微球等 毛细管柱：管内壁毛细管柱：管内壁 7、液相载荷量：单位载体表面所能承受固定、液相载荷量：单位载体表面所能承受固定 液的量。液的量。 8、比表面、密度和目数（载体的技术参数）、比表面、密度和目数（载体的技术参数） 9、固定液流失、固定液流失4二、气相色谱柱类型二、气相色谱柱类型1、填充柱：、填充柱： 材质：玻璃管：硬质玻璃、石英玻璃；材质：玻璃管：硬质玻璃、石英玻璃； 金属管：不锈钢为主

3、、铜管、镍管金属管：不锈钢为主、铜管、镍管 塑料管：聚四氟乙烯管，分析强腐塑料管：聚四氟乙烯管，分析强腐 蚀性气体用；蚀性气体用； 内径：内径：24mm； 长度：长度：24m； 填料粒径：填料粒径：0.20.4mm 形状：螺旋形、形状：螺旋形、U形。形。 52、微填充柱、微填充柱由于该种柱子在样品容量、相比、分辨率由于该种柱子在样品容量、相比、分辨率等的优越性，越来越被重视。等的优越性，越来越被重视。 内径：内径：0.31mm； 长度：长度：115m； 填充粒径：填充粒径：0.0070.3mm；3、毛细管柱（又称开管柱、空心毛细管柱）、毛细管柱（又称开管柱、空心毛细管柱） 材质：熔融石英管、不

4、锈钢管；材质：熔融石英管、不锈钢管； 内径：内径：0.20.5； 长度：长度：5100m； 液膜厚度：液膜厚度：0.15m。 6 3、预柱（又称前置柱，指预分离或预处理柱）、预柱（又称前置柱，指预分离或预处理柱） 4、参比柱（双气路中用）、参比柱（双气路中用） 5、复合柱（采用多种固定液的柱子）、复合柱（采用多种固定液的柱子）7三、气相色谱固定相三、气相色谱固定相1、气固色谱柱填料：固体吸附剂、气固色谱柱填料：固体吸附剂 主要用于分析永久性气体和低沸点化合物。主要用于分析永久性气体和低沸点化合物。 1）分子筛：）分子筛：5 A（Ca-Al-Si氧化物氧化物) 13X（Na-Al-Si氧化物氧化

5、物) 2）炭分子筛、石墨炭黑等：分析）炭分子筛、石墨炭黑等：分析C1C3烃类等。烃类等。 3）硅胶如）硅胶如Chromsil等，可用于分析痕量硫化等，可用于分析痕量硫化 4）氧化铝：分离烃类，对不饱和烃异构体如）氧化铝：分离烃类，对不饱和烃异构体如C4有独特的分离能力。有独特的分离能力。 85）高分子多孔微球：）高分子多孔微球： 二乙烯基苯与另一种芳烯（如苯乙烯等）形成二乙烯基苯与另一种芳烯（如苯乙烯等）形成的共聚物。的共聚物。 具有特殊的表面孔径结构、大的表面积、一定具有特殊的表面孔径结构、大的表面积、一定的机械强度。的机械强度。 国产的国产的GDX系列、国外的系列、国外的Centure系列

6、、系列、PLOT系列等都属于此类固定相。系列等都属于此类固定相。 9高分子多孔微球的特点：高分子多孔微球的特点： 1）使峰的拖尾现象降低到最低程度；）使峰的拖尾现象降低到最低程度； 2）与羟基化合物亲和力极小，因此水、）与羟基化合物亲和力极小，因此水、醇类化合物大大提前流出色谱柱；醇类化合物大大提前流出色谱柱； 3）活泼气体如）活泼气体如Non 、 HCN、NH3、SO2、COS等可很快流出，而且彼此分开。等可很快流出，而且彼此分开。 6）几种固体吸附剂联合使用）几种固体吸附剂联合使用10例：氧、氮等的分离例：氧、氮等的分离 混和柱的使用混和柱的使用112、气液色谱中的柱填料、气液色谱中的柱填

7、料1）载体）载体 a) 对载体的要求对载体的要求 (1)适宜的比表面，以便于承受所给定的固定液量。适宜的比表面，以便于承受所给定的固定液量。 (2)合适的表面能，以利于固定液牢固地附着在载体合适的表面能，以利于固定液牢固地附着在载体表面上。表面上。 (3)合理的孔结构，以利于样品在气液两相中进行快合理的孔结构，以利于样品在气液两相中进行快速质交换。速质交换。 12(4) 较好的惰性，以免样品发生反应或对样品发较好的惰性，以免样品发生反应或对样品发生不可逆吸附。生不可逆吸附。(5) 较高的机械强度，以减少在制备和装柱过程较高的机械强度，以减少在制备和装柱过程中的破碎现象。中的破碎现象。(6) 较

8、好的热稳定性，以免在工作温度下发生变较好的热稳定性，以免在工作温度下发生变质现象。质现象。(7) 颗粒大小均匀、形状规则，以利于提高柱效。颗粒大小均匀、形状规则，以利于提高柱效。13 b) 常用气液色谱的载体常用气液色谱的载体（1）硅藻土载体：）硅藻土载体： 红色：天然硅藻土红色：天然硅藻土900煅烧而成。煅烧而成。 白色：加白色：加2 2碳酸钠，碳酸钠，900煅烧而成。煅烧而成。 （2 2）玻璃微球载体：分析高沸点化合物使用。）玻璃微球载体：分析高沸点化合物使用。 （3）卤化碳载体：分析极性和腐蚀性化合物）卤化碳载体：分析极性和腐蚀性化合物（水、酸、胺等）使用。（水、酸、胺等）使用。 为了使

9、载体表面惰性更好，往往要进行酸为了使载体表面惰性更好，往往要进行酸洗、碱洗、硅烷化等处理。洗、碱洗、硅烷化等处理。142）固定液）固定液a) 对固定液的要求对固定液的要求 （1）选择性好）选择性好 （5）热稳定性高）热稳定性高 （2）极性范围广）极性范围广 （6）附着力强）附着力强 （3）化学稳定性佳）化学稳定性佳 （7）蒸汽压低）蒸汽压低（4）液态粘度小）液态粘度小 15b) 常用固定液常用固定液（1）烃类）烃类 （5）聚硅氧烷）聚硅氧烷（2）醇类）醇类 （6）胺类）胺类（3）腈类）腈类 （7）金属化合物）金属化合物（4）酯类）酯类 （8）其他：液晶、有机皂土）其他：液晶、有机皂土 （9）聚

10、硅氧烷：）聚硅氧烷：SE系列、系列、OV系列、系列、DC系列、系列、 XE系列系列 聚硅氧烷又有通用型固定液之称。聚硅氧烷又有通用型固定液之称。特点：特点： 温度范围宽；温度范围宽； 粘度小；粘度小； 热稳定性高；热稳定性高； 蒸气压低，流失少；蒸气压低，流失少； 柱率高。柱率高。163、 固定液的选择固定液的选择3）利用罗尔塞系统）利用罗尔塞系统/麦克雷诺兹常数系统麦克雷诺兹常数系统4）利用特殊选择性的固定相）利用特殊选择性的固定相5）利用混和固定相）利用混和固定相6）利用同一根柱子完成多种样品分析）利用同一根柱子完成多种样品分析171） 根据根据“相似相溶相似相溶”的原则来选择固定相的原则

11、来选择固定相 a）分离非极性组分，通常选用非极性固定相，）分离非极性组分，通常选用非极性固定相，各组分按沸点顺序出峰。各组分按沸点顺序出峰。 b）分离极性组分，通常选用极性固定相，各组）分离极性组分，通常选用极性固定相，各组分按极性大小顺序流出。分按极性大小顺序流出。 c）分离非极性和极性（或易被极化）的混合物，）分离非极性和极性（或易被极化）的混合物，一般选用极性固定液。此时，非极性组分先出峰，一般选用极性固定液。此时，非极性组分先出峰，极性（或易被极化）的后出峰。极性（或易被极化）的后出峰。 d）醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物）醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物的分离，通常选择

12、极性或氢键性的固定液。的分离，通常选择极性或氢键性的固定液。 e）组成复杂、较难分离的试样，通常使用特殊）组成复杂、较难分离的试样，通常使用特殊的固定液，或混和固定相。的固定液，或混和固定相。182）利用优选固定相）利用优选固定相利里（利里（Leary）等人用）等人用“最相邻技术最相邻技术”优选固定优选固定相相式中式中 IAi组分组分i在固定相在固定相A与在角鲨烷上保留指数之差值与在角鲨烷上保留指数之差值 IBi组分组分i在固定相在固定相B与在角鲨烷上保留指数之差值与在角鲨烷上保留指数之差值 IAi组分组分i在固定相在固定相A上之保留指数上之保留指数 IBi组分组分i在固定相在固定相B上之保留

13、指数上之保留指数 DAB固定相固定相A和和B间的距离间的距离 DAB值相近，固定相性质相似，优选出值相近，固定相性质相似，优选出12种种19优选固定相名称优选固定相名称204、固定液与载体的配比：固定液在担体上的涂、固定液与载体的配比：固定液在担体上的涂渍量，一般指的是固定液与载体的百分比，配比渍量，一般指的是固定液与载体的百分比，配比通常在通常在525之间。之间。5、毛细管柱的涂渍量：、毛细管柱的涂渍量：0.15m21四、填充柱和毛细管柱的制备四、填充柱和毛细管柱的制备（一）填充柱的制备（一）填充柱的制备1.准备工作准备工作（1）选择好适当的柱子、柱填料）选择好适当的柱子、柱填料（2）计算柱

14、的容量、柱长、内径）计算柱的容量、柱长、内径（3）计算出填料的用量：填料的密度（单位体积重量）、）计算出填料的用量：填料的密度（单位体积重量）、柱容量柱容量（4）如是气相色谱，计算出固定液的用量，载体的用量、）如是气相色谱，计算出固定液的用量，载体的用量、载体的比表面、固定液的百分含量载体的比表面、固定液的百分含量222.固定液的涂布固定液的涂布溶剂溶解固定液溶剂溶解固定液将烘烤过的载体倒入固定液溶液中将烘烤过的载体倒入固定液溶液中轻轻摇晃，使溶剂挥发尽轻轻摇晃，使溶剂挥发尽涂布好的固定相放入烘箱中烘烤涂布好的固定相放入烘箱中烘烤233.固定相装柱固定相装柱 柱一端塞上玻璃棉，并接真空泵柱一端塞上玻璃棉，并接真空泵 另一端接漏斗，将填料慢慢喂入其中。另一端接漏斗，将填料慢慢喂入其中。 填充要求：填料颗粒不破碎，填得均匀紧实。填充要求：填料颗粒不破碎，填得均匀紧实。4.柱子老化柱子老化24（二）毛细管的制备（二）毛细管的制备1