填充柱气相色谱仪使用方法介绍.doc

填充柱气相色谱仪的应用色谱柱又称分离柱, 是填充了色谱填料的内部抛光不锈钢柱管或塑料柱管。色谱柱是实现分离的核心部件, 要求色谱柱的柱效高、柱容量大和性能稳定。分析型色谱柱的内径通常在4 ? 8mm , 柱长通常在 50 ? 250mm 。液相色谱填充柱内径通常在 3 ? 5mm , 典型的柱内径是 4mm 。气相色谱中所用毛细管柱的内径一般小于 1mm 。微型柱是内径在 1mm 左右的填充型色谱柱, 通常用于高灵敏的微量成分分离。因为气相色谱的载气种类少, 分离选择性主要依靠选择固定相。色谱峰能否分离, 首先取决于固定相, 迄今已有数百上千种气相色谱固定相, 常用的不过十几种。第一节气- 固色谱固定相- 固体固定相气—固色谱法广泛应用于永久气体和低沸点烃类的分析。常用的固定相种类有非极性的活性炭,弱极性的氧化铝,极性的分子筛,氢键型硅胶等。气- 固色谱与气- 液色谱相比, 有许多特点及不同之处, 见表 5-1 。气固色谱适合于分析永久气体, 气态烃; 热稳定性好, 柱温上限高; 一般情况下, 吸附等温线不成线性, 峰不对称;由于固定相表面结构不均匀, 所以重现性不好。表 5-1 气- 固色谱与气- 液色谱的比较气- 液色谱气—固色谱 1 分配系数小,保留时间短吸附系数大,保留时间长 2 色谱峰对称色谱峰常常不对称 3 保留值重现性好, 吸附剂间差异大, 保留值及分离性能不稳定 4 固定液一般无催化性高温下吸附剂有催化性 5 可用于高沸点化合物的分离适用于永久气体和低沸点烃类的分离 6 品种多,选择余地大品种少,选择余地不大 7 高温下固定液易流失较高柱温下不易流失吸附等温线气—固色谱法遵循了气体在吸附剂表面上的吸附规律。气体在吸附剂表面上的吸附平衡可用“吸附等温线”来描述。吸附等温线是在一定温度下气体在吸附剂表面上的浓度随气体在气相中的变化规律。就是在一定温度下达吸附平衡时气体在吸附剂表面上的吸附量。(1 )线性吸附等温线如图 5-1 的( A )所示,被测组分在吸附剂上的浓度( Cs )与它在气相上的浓度(Cm) 之比是常数,这就是线性吸附等温线,所对应的色谱峰是对称的高斯峰。(2 )朗格缪尔吸附等温线(向下弯曲的吸附等温线) 朗格缪尔吸附等温线如图 5-1 的( B )所示,它的特点是当气相中被吸附物质的浓度高于M时, 吸附剂上的吸附量不随气相中物质浓度的增加而增加,即 Cs/Cm 不成常数, 所对应的色谱峰是不对称的“拖尾峰”。(3 )向上弯的吸附等温线这种吸附等温线如图 5-1 的( C )所示,它的特点是当气相中被吸附物质的浓度高于 M 时, 吸附剂上的吸附的量随气相中物质浓度的增加而急剧增加, 吸附等温线与其对应的色谱峰是不对称的“伸舌峰”。图 5-1 三类吸附等温线与其对应的色谱峰( Cs :物质在固定相上的浓度、 Cm :物质在流动相上的浓度) 一、吸附剂虽然吸附剂的种类很多,但是在气固色谱中作为固定相的却不多,一般仅限于活性炭、石墨化炭黑、碳多孔小球、硅胶、氧化铝, 分子筛等。由于吸附剂的性能与制备、活化条件等有很大关系, 所以, 不同来源的同种吸附剂, 甚至于同一来源的非同批产品, 其色谱分离效能均不重复。(一) 活性炭-- 非极性。有较大的比表面积,吸附性较强。可用于惰性气体、永久气体, 气态烃的分析等分析。由于活性炭表面活性大而不均匀, 会造成色谱峰拖尾, 现在很少使用权了。(二) 石墨化炭黑( Cabopack 系列): 非极性。为克服活性炭的缺点, 把炭黑进行高温处理,如加热到 3000 ℃, 表面均匀、使活性点大为减少。所以大大改善了色谱峰形,提高了分析重现性。据有关研究认为石墨化炭黑的表面没有官能团, 没有π键, 它的吸附性主要靠色散力起作用,因而石墨化炭黑的极性比角鲨烷还小。(三) 碳分子筛(碳多孔小球; TDX 系列) -- 非极性。是用偏聚氯乙稀小球进行热裂解, 得到固体多孔状的炭。碳多孔小球的国外商品名为 Carbosieve ,国内叫 TDX ,具体牌号有 TDX-01 、 TDX-02 。碳多孔小球特点是非极性很强, 表面活性点少, 疏水性强, 可使水峰在甲烷前或后洗脱出; 柱效高; 耐腐蚀、耐辐射; 寿命长。 TDX 可用于分析 H 2、、O 2、N 2、 CO、 CO 2、 CH 4、C 2H 2、C 2H 4、C 2H 6 、以及 C 3的烃类和 SO 2 等气体的分析;氮肥厂的半水煤气分析;金属热处理气氛的分析;低碳烃中水分的分析等。图 5-1 是碳分子筛分离含硫化合物的色谱图。图中各峰的组分依次是 1. 空气; 2. 硫化氢; 3. 氧硫化碳; 4. 三氧化硫; 5. 甲基硫醇; 6. 二硫化碳。图 5-2 碳分子筛分离含硫化合物(四) 活性氧化铝-- 有较大的极性。热稳