—气相色谱法学习教案课件.pptx

1、会计学1气相色谱法气相色谱法气相色谱气相色谱仪仪第1页/共25页 作用：作用：提供气密性好，流速、流量稳定的载气提供气密性好，流速、流量稳定的载气(流动相流动相)密度较小的载气：氢气，氦气密度较小的载气：氢气，氦气密度较大的载气：氮气，氩气密度较大的载气：氮气，氩气载气载气 主要部件：主要部件：净化器：提高载气纯度，净化剂有活性炭、硅胶和分子净化器：提高载气纯度，净化剂有活性炭、硅胶和分子筛等，除去水，氧等不利杂质筛等，除去水，氧等不利杂质稳流稳压装置：保持载气的流速恒定、压力恒定稳流稳压装置：保持载气的流速恒定、压力恒定载气钢瓶：提供高压载气载气钢瓶：提供高压载气第2页/共25页第3页/共2

2、5页旋转式六通阀旋转式六通阀 a)取样位（取样位（load）b)进样位（进样位（injection）第4页/共25页1.4 检测检测和记录系统和记录系统1.5 温度控制系统温度控制系统作用：作用：控制气化室、柱温箱和检测器三者温度控制气化室、柱温箱和检测器三者温度第5页/共25页气液色谱固定相：气液色谱固定相：气固色谱固定相：气固色谱固定相：气相色谱气相色谱固定液固定液载体载体吸附剂吸附剂聚合物聚合物2.1 固体固定相（固体吸附剂）固体固定相（固体吸附剂）第6页/共25页2.1 液体固定相（载体液体固定相（载体+固定液）固定液）（1）载体（担体）载体（担体）担体种类：担体种类：硅藻土型硅藻土型

3、n红色载体：强度好，表面存在吸附中心，不易涂极性固定液红色载体：强度好，表面存在吸附中心，不易涂极性固定液n白色载体：结构疏松，表面吸附性小，可与极性固定液配合适用白色载体：结构疏松，表面吸附性小，可与极性固定液配合适用，但强度较差，但强度较差担体预处理：担体预处理：n目的：除去表面活性，即表面钝化目的：除去表面活性，即表面钝化n方法：酸洗、碱洗（除去铁等金属氧化物杂质及表面氧化铝等酸性方法：酸洗、碱洗（除去铁等金属氧化物杂质及表面氧化铝等酸性基团）；硅烷化（消除氢键结合力）基团）；硅烷化（消除氢键结合力）第7页/共25页子，难于使组分分离。子，难于使组分分离。n具有高选择性具有高选择性对沸点

4、相同对沸点相同或相近的不同物质有尽可能高或相近的不同物质有尽可能高的分离能力的分离能力（2）固定液）固定液第8页/共25页固定液的分离特征：固定液的分离特征：Q:固定液为什么能牢固地附着在载体表面上，而不为流动相所带走？固定液为什么能牢固地附着在载体表面上，而不为流动相所带走？为什么样品中各组分通过色谱柱的时间不同？为什么样品中各组分通过色谱柱的时间不同？A:分子间的作用力。分子间的作用力。前者，取决于载体分子与固体分子间作用力的大前者，取决于载体分子与固体分子间作用力的大小；后者，则与组分、固定液分子相互作用力的不同有关。小；后者，则与组分、固定液分子相互作用力的不同有关。第9页/共25页固

5、定液特征常数：麦氏常数固定液特征常数：麦氏常数第10页/共25页2.3 聚合物聚合物可用作载体，也可直接用作固定相可用作载体，也可直接用作固定相共聚物共聚物GDX-101n较强极性：乙基苯乙烯、二乙较强极性：乙基苯乙烯、二乙烯基苯极性共聚物烯基苯极性共聚物Porapak-s第11页/共25页n比于单位时间内组分进入监测比于单位时间内组分进入监测器的质量，器的质量，氢焰离子化检测器氢焰离子化检测器（FID）和火焰光度检测器和火焰光度检测器（FPD）三、气相色谱检测器三、气相色谱检测器第12页/共25页原理：原理：根据各种物质和载气的导热系数不同进行检测的。载气与样品的导热系数相差越大，灵敏度越高

6、。根据各种物质和载气的导热系数不同进行检测的。载气与样品的导热系数相差越大，灵敏度越高。第13页/共25页n 桥路电流：桥路电流：电流增加，钨丝温度提高，钨丝与池体温差加大，电流增加，钨丝温度提高，钨丝与池体温差加大，气体容易将热量传出去，灵敏度提高气体容易将热量传出去，灵敏度提高n 载气：载气：载气与试样的热导系数相差越大，灵敏度越高载气与试样的热导系数相差越大，灵敏度越高n 池体温度：池体温度：降低池体的温度，使池体与钨丝的温差变大，可提降低池体的温度，使池体与钨丝的温差变大，可提高检测器的灵敏度。但检测器的温度应略高于柱温，以防组分在高检测器的灵敏度。但检测器的温度应略高于柱温，以防组分

7、在检测器内冷凝。检测器内冷凝。n 热敏元件的电阻值：热敏元件的电阻值：阻值高，电阻温度系数大的热敏元件，当阻值高，电阻温度系数大的热敏元件，当温度稍有变化，就能引起电阻明显变化，灵敏度高温度稍有变化，就能引起电阻明显变化，灵敏度高TCD特点特点n 优点：优点：结构简单，性能稳定，线性范围宽，结构简单，性能稳定，线性范围宽，对无机、有机物质都有响应，是通用监测器。对无机、有机物质都有响应，是通用监测器。n 缺点：缺点：热导池死体积较大，且灵敏度较低热导池死体积较大，且灵敏度较低第14页/共25页3.2 氢火焰离子化检测器（氢火焰离子化检测器（FID）操作条件操作条件 n 气体及流量：气体及流量：

8、载气：载气：N2 燃气：氢气，与燃气：氢气，与N2流量比为流量比为1:1-1:1.5 助燃气：空气，氢气与空气流量比为助燃气：空气，氢气与空气流量比为1:10n 极化电压：极化电压：100V-300VFID特点特点优点：灵敏度高，死体积小，响应快，稳定性好，是最常用的检测器。优点：灵敏度高，死体积小，响应快，稳定性好，是最常用的检测器。缺点：破坏样品，仅对含碳有机化合物有响应，对永久性气体、水、缺点：破坏样品，仅对含碳有机化合物有响应，对永久性气体、水、CO、CO2、CS2、NO、H2S等不产生信号或者信号很弱。等不产生信号或者信号很弱。第15页/共25页3.3 电子捕获检测器（电子捕获检测器

9、（ECD）3.4 火焰光度检测器（火焰光度检测器（FPD）FPD特点：特点：又叫硫磷检测器。它根据硫、磷化合物在富氢火焰中燃又叫硫磷检测器。它根据硫、磷化合物在富氢火焰中燃烧时，生成化学发光物质，并能发射出特征频率的光，记录这些特烧时，生成化学发光物质，并能发射出特征频率的光，记录这些特征光谱，即可检测硫、磷化合物。含硫、磷的有机化合物具有高选征光谱，即可检测硫、磷化合物。含硫、磷的有机化合物具有高选择性和高灵敏度择性和高灵敏度第16页/共25页检测器检测器热导池（热导池（TCD）氢火焰（氢火焰（FID）电子捕获电子捕获（ECD）火焰光度火焰光度（FPD）类型类型浓度浓度质量质量浓度浓度质量质

10、量灵敏度灵敏度低低高高高高 适用范围适用范围无机气体无机气体及有机物及有机物含碳化合含碳化合物物卤素、卤素、S、P、N、O等电负性等电负性元素元素含含S、P化化物的检测物的检测优点优点结构简单结构简单、性能稳、性能稳定、不破定、不破坏样品坏样品适于痕量适于痕量组分的分组分的分析析灵敏度高灵敏度高/缺点缺点/破坏样品，破坏样品，不易检测惰性不易检测惰性气体、空气、气体、空气、水、水、CO、CO2、CS2、NO、SO2和和H2S等等线性范围线性范围窄窄线性范围线性范围窄窄检测器种类及特性检测器种类及特性第17页/共25页灵敏度：灵敏度：也叫响应值或应答值，即单位浓度的物质通过检测器时所产也叫响应值

11、或应答值，即单位浓度的物质通过检测器时所产生的响应信号的大小生的响应信号的大小C1：记录仪灵敏度，记录仪灵敏度，mV.cm-1；C2：记录仪纸速，记录仪纸速，cm.min-1F0：流速，流速，mL.min-1；A：峰面积，峰面积，cm2；m：进样量，进样量，mg或或mL单位体积载气中含有单位质量（或体积）单位体积载气中含有单位质量（或体积）样品通过检测器所产生的信号大小样品通过检测器所产生的信号大小（单位（单位mV/mL.mg-1或或mV/mL.mL-1）每秒每秒1g物质通过检测器时所产生的信号大物质通过检测器时所产生的信号大小（单位小（单位mV/g.s-1）3.5 检测器的主要技术指标检测器

12、的主要技术指标浓度型检测器浓度型检测器102c AFSc m 质量型检测器质量型检测器1260c ASc m 第18页/共25页RN：检测器噪声，：检测器噪声，mVS：检测器灵敏度：检测器灵敏度3NRDS 线性范围：线性范围：试样量与信号之间保持线性关系的范围，用最大进样量与最小试样量与信号之间保持线性关系的范围，用最大进样量与最小检出线的比值来表示，越大，越有利于准确定量。检出线的比值来表示，越大，越有利于准确定量。第19页/共25页四、气相色谱操作条件的选择四、气相色谱操作条件的选择4.1 载气及其流速的选择载气及其流速的选择=BuC最最小小u小，小，B/u为主要影响因素，采用为主要影响因

13、素，采用N2、Ar等相对分子量较大的载气等相对分子量较大的载气u小，小，Cu为为主要影响因素，采用为为主要影响因素，采用H2、He等相对分子量较小的载气等相对分子量较小的载气流速：流速：BHACuu22BBCuCuBCuu=A+2HBC最最小小=BuC最最佳佳第20页/共25页4.2 柱温的选择柱温的选择样品沸点样品沸点/固定液配比固定液配比/%柱温柱温/气体、气态烃、气体、气态烃、低沸点样品低沸点样品1525室温或室温或501002001015701202003005101501803004003200230第21页/共25页左图：宽沸程试样在恒定柱左图：宽沸程试样在恒定柱温及程序升温时的分

14、离结果温及程序升温时的分离结果比较比较(a)柱温恒定为柱温恒定为450C(b)柱温恒定为柱温恒定为1200C(c)程序升温程序升温50C/min1-丙烷（丙烷（-420C）；）；2-丁烷（丁烷（-0.50C）；）；3-戊烷（戊烷（360C）；）；4-己烷（己烷（680C）；）；5-庚烷（庚烷（980C）；）；6-辛烷（辛烷（1260C）；）；7-溴仿（溴仿（150.50C）；）；8-间氯甲间氯甲苯（苯（161.60C）；）；9-间溴甲苯间溴甲苯（1830C）第22页/共25页4.3 载体和固定液含量的选择载体和固定液含量的选择（1）载体要求）载体要求n 载体表面多孔性；载体表面多孔性；n 颗粒

15、均匀；颗粒均匀；n 载体的粒度影响涡流扩散和传质阻力项。载体粒度的减小，柱效载体的粒度影响涡流扩散和传质阻力项。载体粒度的减小，柱效将明显提高，但粒度过细，阻力将明显增加，使柱压降增大，对操将明显提高，但粒度过细，阻力将明显增加，使柱压降增大，对操作带来不便。一般保持载体直径为柱内径的作带来不便。一般保持载体直径为柱内径的1/201/25，若柱内径为，若柱内径为36mm，载体通常选择，载体通常选择6080目目第23页/共25页4.4 柱长与柱径的选择柱长与柱径的选择n气化室温度：气化室温度：比柱温高比柱温高30700C，使样品完全气化但又不分解，使样品完全气化但又不分解n进样量：进样量：液体样品不超过液体样品不超过0.15 L，气体样品不超过，气体样品不超过0.110mL n进样方式：进样方式：进样速度快，在进样速度快，在1s以内。液体样品的进样：微量注射以内。液体样品的进样：微量注射器；气体样品的进样：进样阀器；气体样品的进样：进样阀4.5 进样条件的选择进样条件的选择第24页/共25页