色谱分离操作条件的选择资料课件

第七章

色谱分析法一、色谱柱及使用条件的选择二、载气种类和流速的选择三、其它操作条件的选择第四节

色谱分离操作条件的选择2023/10/14第七章

色谱分析法一、色谱柱及使用条件的选择第四节

色1一、色谱柱及使用条件的选择1.固定相的选择

气－液色谱，应根据“相似相溶”的原则①分离非极性组分时，通常选用非极性固定相。各组分按沸点顺序出峰，低沸点组分先出峰。②分离极性组分时，一般选用极性固定液。各组分按极性大小顺序流出色谱柱，极性小的先出峰。③分离非极性和极性的（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，极性的（或易被极化的）组分后出峰。2023/10/14一、色谱柱及使用条件的选择1.固定相的选择2023/102④醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物的分离，通常选择极性或氢键性的固定液。⑤组成复杂、较难分离的试样，通常使用特殊固定液，或混合固定相。2023/10/14④醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物的分离，32.固定液配比（涂渍量）的选择

配比：固定液在担体上的涂渍量，一般指的是固定液与担体的百分比，配比通常在5%～25%之间。

配比越低，担体上形成的液膜越薄，传质阻力越小，柱效越高，分析速度也越快。配比较低时，固定相的负载量低，允许的进样量较小。分析工作中通常倾向于使用较低的配比。2023/10/142.固定液配比（涂渍量）的选择配比：固定液在担体上43.柱长和柱内径的选择

增加柱长对提高分离度有利（分离度R正比于柱长L2），但组分的保留时间tR

↑，且柱阻力↑，不便操作。柱长的选用原则是在能满足分离目的的前提下，尽可能选用较短的柱，有利于缩短分析时间。填充色谱柱的柱长通常为1~3米，内径3~4厘米。2023/10/143.柱长和柱内径的选择增加柱长对提高分离度5柱材质固定相内径膜厚长度4.毛细管柱选择的要点2023/10/14柱材质4.毛细管柱选择的要点2023/10/96不锈钢和熔融石英共同点：良好的惰性和自由度不锈钢的优势：良好的耐磨性和抗刮伤特性，可以缠绕为更小的尺寸，卓越的温度适应性。熔融石英的优势：易于和保护柱连接，易于确认毛细柱内的高沸点污染物。柱材质2023/10/14不锈钢和熔融石英柱材质2023/10/97内径选择的基本原则：★0.10mm口径柱适用于快速气相色谱分析。★0.25mm口径柱具有较高的柱效，用于标准的GC/MS应用和分流/不分流分析。★0.32mm口径柱中等柱效，多用于不分流进样。★0.53mm口径柱，可以替代填充柱，适合于痕量分析。增加色谱柱的内径，可以增加分离的样品量，但由于纵向扩散路径的增加，会使柱效降低。柱内径2023/10/14内径选择的基本原则：柱内径2023/10/98

较小的内径可以获得更好的分离度，或者在更短的时间内获得同样的分离度柱内径对分离度的影响2023/10/14较小的内径可以获得更好的分离度，或者在更短的时间9膜厚选择的基本原则：★增加膜厚可以提高分离度和加强保留，厚些的液膜可以有效降低过载拖尾峰和其他化合物的共流出。★如果样品的浓度范围很宽，就需要更厚的液膜，反之，如果目标组分的分离足够，并且没有共流出的问题，就可以使用比较薄的液膜，对于挥发性有机物来说，厚液膜更为合适。★液膜厚度的改变将直接影响化合物的流出温度。膜越厚，保留越强，流出温度相应也越高。★标准膜厚(0.25~0.5µm)：最广泛的应用，对于流出达到300℃的大多数样品分析效果良好。★薄液膜(0.1~0.2µm)：适合石化分析，甘油三酯等高沸点的物质。★厚液膜(1~5µm)：适合于流出温度在100~200℃之间的低沸点化合物液膜厚度2023/10/14膜厚选择的基本原则：液膜厚度2023/10/910液膜厚度对分离度的影响2023/10/14液膜厚度对分离度的影响2023/10/911长度选择的基本原则：★色谱柱越长，柱效越高。★选择可以满足分离度要求的最短的柱子。★如果即使是最长规格的色谱柱依然无法满足分离度的要求，请考虑更换固定相或膜厚。★分离度和柱长的平方根成正比，两倍的柱长只能增加40％的分离度。★标准柱(25~30m)：标准柱长，满足大部分应用。★短柱(5~15m)：通常用于10个组份以下简单样品的快速分析。★长柱(50m以上)：复杂样品分析。色谱柱柱长2023/10/14长度选择的基本原则：色谱柱柱长2023/10/912

恒温分析：保留时间由柱长决定，柱长加倍分析时间也加倍。程升分析：保留时间主要取决于柱温，分离度的提升和恒温分析类似，但分析时间只是略有增加。由于分离度正比于柱长的平方根，所以增加柱长对分离是有利的。但增加柱长会使各组分的保留时间增加，延长分析时间。因此，在满足一定分离度的条件下，应尽可能使用较短的柱子。柱长对分析时间的影响2023/10/14恒温分析：保留时间由柱长决定，柱长加倍分析时间也加倍。柱135.柱温的确定

(1)首先应使柱温控制在固定液的最高使用温度（超过该温度固定液易流失）和最低使用温度（低于此温度固定液以固体形式存在）范围之内。(2)柱温升高，分离度下降，色谱峰变窄变高。柱温↑，被测组分的挥发度↑，即被测组分在气相中的浓度↑，K↓，tR↓，低沸点组份峰易产生重叠。(3)柱温↓，分离度↑，分析时间↑。对于难分离物质对，降低柱温虽然可在一定程度内使分离得到改善，但是不可能使之完全分离，这是由于两组分的相对保留值增大的同时，两组分的峰宽也在增加，当后者的增加速度大于前者时，两峰的交叠更为严重。2023/10/145.柱温的确定(1)首先应使柱温控制在固定液的最高使14柱温的确定

(4)柱温一般选择在接近或略低于组分平均沸点时的温度。(5)组分复杂，沸程宽的试样，采用程序升温。程序升温2023/10/14柱温的确定(4)柱温一般选择在接近或略低于组分平均沸点时的15二、载气种类和流速的选择1.载气种类的选择

载气种类的选择应考虑三个方面：载气对柱效的影响、检测器要求及载气性质。

(1)载气摩尔质量大，可抑制试样的纵向扩散，提高柱效。

(2)载气流速较大时，传质阻力项起主要作用，采用较小摩尔质量的载气（如H2，He），可减小传质阻力，提高柱效。

(3)热导检测器需要使用热导系数较大的氢气有利于提高检测灵敏度。在氢焰检测器中，氮气仍是首选目标。(4)在载气选择时，还应综合考虑载气的安全性、经济性及来源是否广泛等因素。2023/10/14二、载气种类和流速的选择1.载气种类的选择2023/10162.载气流速的选择

作图求最佳流速。实际流速稍大于最佳流速，缩短时间。2023/10/142.载气流速的选择作图求最佳流速。2023/17

三、其它操作条件的选择1.进样方式和进样量的选择

液体试样采用色谱微量进样器进样，规格有1μL，5μL，10μL等。进样量应控制在柱容量允许范围及检测器线性检测范围之内。进样要求动作快、时间短。气体试样应采气体进样阀进样。2023/10/14三、其它操作条件的选择1.进样方式和进样量的选择2023182.气化温度的选择

色谱仪进样口下端有一气化器，液体试样进样后，在此瞬间气化;气化温度一般较柱温高30~70℃防止气化温度太高造成试样分解。2023/10/142.气化温度的选择2023/10/