气相色谱原理与技术化学化工学院二零零八年二月

气相色谱原理与技术

1、分离系统色谱柱

填充柱(2-6mm直径，1-6m长)毛细管柱(0.1-0.5mm直径, 几十米长)

packed column

capillary column

气相色谱原理与技术填充柱和毛细管柱

分离系统

气相色谱原理与技术固体固定相：固体吸附剂

分离系统

固定相

液体固定相：由担体和固定液组成

(1)固体固定相： 固体吸附剂，包括活性碳、硅胶、Al2O3、分子筛等； 用于H2、O2、N2、CO、CO2、C1-C4的分离；

气相色谱原理与技术(2)液体固定相

分离系统

担体

固定液

固定液的选择原则：相似相容

气相色谱原理与技术

分离系统

聚乙二醇6

气相色谱原理与技术

分离系统

(A)非极性组分分离——非极性固定液 ，组分出峰的 顺序由蒸汽压决定，沸点高保留时间长 (B)中等极性组分分离——中等极性固定相，沸点 与分子间力同时起作用 (C)强极性组分分离——强极性固定相，分子间力 起作用，按极性大小出峰 (D)极性+非极性组分分离——极性固定相

气相色谱原理与技术

分离系统

例如：苯和环己烷的色谱分离 苯 沸点 80.10C 环己烷 沸点 80.70C 采用非极性固定液 ，出峰顺序由蒸汽压决定，所以分不开； 但是苯容易极化 (1)用弱极性的邻苯二甲酸二辛酯 (2)用极性的聚乙二醇-400 (3)用 , ’氧二丙氰 tR(苯)/tR(环己烷) 1.5 3.9 6.3

气相色谱原理与技术

分离系统

固定液极性测量： 以丁二烯、正丁烷为分析对象，选 , ’-氧二丙氰 和角沙烷为固定液的色谱柱:

t R(丁二烯) q lg t R(正丁烷)求出 q ( , ’-氧二丙氰)、q (角沙烷)、q(x)

固定液的相对极性： X 100 100 P

q , ' q x q , ' q j9

气相色谱原理与技术当 q x = qj当 qx = q , ’

分离系统

Px = 0Px = 100

其它固定液的极性介于0-100之间0——————————100

+1

+2

+3

+4

+5

非——————————极性10

气相色谱原理与技术

控温系统

2、控温系统K是热力学常数，随温度变化。温度越高，K值越小，因 此保留时间越短，据此，可通过柱温调节分离程度。

气相色谱原理与技术

控温系统

恒温和程序升温对分离的影响

一般，柱温比平均沸点稍高 组分沸点分布宽，用程序升温

气相色谱原理与技术 3、检测器

检测器

作用：将色谱分离后的各组分的量转变成可测量的电信号 指标：灵敏度、线性范围、响应速度、结构、通用性

气相色谱原理与技术检测器分类

检测器

热导检测器，TCD (Thermal conductivity detector) 氢火焰离子化检测器，FID (Flame ionization detector) 电子

捕获检测器，ECD (Electron capture detector) 火焰光度检测器，FPD (Flame photometric detector) 原子发射检测器，AED (Atomic emission detector) GC-MS GC-FTIR ……

气相色谱原理与技术(1) 热导检测器，TCD

检测器

载气和样品气的导热系数不同产生响应 载气与样品气导热系数差别越大越好15

气相色谱原理与技术TCD的特点

检测器

The TCD is not as sensitive as other detectors but it is non-specific and non-destructive 通用性；灵敏度低16