第五章毛细管气相色谱讲课.ppt

第三、四、五章作业 1、何谓浓度型检测器和质量型检测器？气相色谱仪常用的检测器分别属于哪一种类型？ 2、填充柱气相色谱仪使用的载体有哪几种？载体在使用前为什么要进行表面处理？ 3、毛细管色谱仪为什么要采用分流进样和尾吹技术？ 第五章 毛细管气相色谱 1956 年Golay正式提出了非填充柱（空心柱）的理论并制作出效率极高毛细管柱；次年发表了该研究论文。 50 年代后期，一些研究人员都制成了各类毛细管柱，经测定，一些毛细管的理论塔板数可达到300,000！ 然而，自毛细管柱发明以来，20多年都没有广泛应用，主要是因为： 1）柱容量小； 2）柱强度小； 3）样品引入及管与检测器的连结问题； 4）固定液涂渍的重现性不好； 5）寿命短； 6）柱易堵塞； 7）专利1977年才过期。 70 年代后期，以上问题大多得到解决，毛细管柱的应用越来越多。 1987 年，荷兰Chrompack Inter. Coporation制成了世界最长、理论塔板数最多的熔融石英毛细管柱(2100m长，内径0.32mm，内壁固定液厚度0.1?m，理论塔板数超过3,000,000)并被载入吉力斯世界记录。 二、 毛细管色谱柱的类型 毛细管气相色谱柱的内径一般小于1mm，可分为开管型和填充型两大类。 1. 填充型：先在玻璃管内填充疏松载体，再拉制成毛细管，最后再涂渍固定液。 2.开管型：按固定液涂渍方法不同，可分为 （1） 涂壁开管柱(Wall-coated open tubular, WCOT) ①管内壁经处理后，直接涂渍固定液； ②管内壁经处理后，将固定液引入到管壁，再经高温处理，使其交联(Cross-lined)至管壁——高效、耐高温、抗溶剂冲刷。 ③管内壁经处理后，将固定液以化学键合(Bonded)的方式引入到管壁或预先涂渍的硅胶上——高热稳定性。 (2) 载体涂渍开管柱(SCOT)： 管内壁经处理后，先涂载体，再涂固定液——液膜厚，因而柱容量大。 (3) 多孔层开管柱(Porous layer coated open tubular, PLOT) 管内壁涂渍一层多孔吸附剂颗粒，不涂固定液，实际上是毛细管气固色谱柱。 以上开管柱玻璃材料已被外涂聚酰亚胺保护层的熔融石英管(含金属氧化合物少、管壁更薄，因而不与待测物作用、柔韧性好、强度高、更易弯曲）所取代。 此外，现在也发展了一种大口径开管柱(Megabore colum, 0.53mm i.d.)，可容许更大样品量（类似于填充柱），尽管柱效低些，但仍大大高于填充柱 三、 毛细管柱的结构特点 （1） 不装填料阻力小，长度可达百米的毛细管柱，管径0.2mm。 （2）气流单途径通过柱子，消除了组分在柱中的涡流扩散 （3）固定液直接涂在管壁上，总柱内壁面积较大,涂层很薄，则气相和液相传质阻力大大降低。 （4）毛细管色谱柱柱效高达每米3000～4000块理论塔板，一支长度100米的毛细管柱，总的理论塔板数可达104～106。 四、毛细管气相色谱的优缺点 （1）分离效率高：比填充柱高10～100倍； （2）分析速度快：用毛细管色谱分析比用填充柱色谱速度 （3）色谱峰窄、峰形对称。较多采用程序升温方式； （4）灵敏度高，一般采用氢焰检测器。 （5）涡流扩散为零。 （6）柱容量小：进样量小（对单个组分而言，约0.5 ug 即达极限），需采用分流技术并使用更高灵敏度的检测器；这是毛细管柱最大的不足，尤其对痕量分析来说极为不利，而且宽沸程的样品在分流后会失真。近年来多采用柱容量较大的、不需分流的大口径毛细管柱，该种柱内径达0.53 mm, 液膜厚度约1 um（小口径柱为0.2-0.3 um） 五、毛细管柱与填充柱的比较 毛细管柱与填充柱分离一些硝基化合物的比较（a）填充柱1.5m，涂QF-1，恒温；（b）毛细管柱，21m，涂OV-101 第二节、结构和流程 毛细管柱内径很细，因而带来三个问题： （1）允许通过的载气流量很小。 （2）柱容量很小，允许的进样量小。需采用分流技术， （3）分流后，柱后流出的试样组分量少、流速慢。解决方法：灵敏度高的氢火焰检测器（FID），采用尾吹技术。 分流进样： 一般气相色谱仪的气化室体积为0.5～2.0mL，常用毛细管色谱柱的载气流速为0.5～2.0mL/min 如果载气以理想的层流方式流过气化室，并把样品冲洗到色谱柱中，那么需要0.25～4min，这样色谱峰会大大变宽，以至无法应用。此外现有的微量注射器也无法准确、重复地注入几个nL的样品。因此在毛细管色谱发展的初期就采用分流的办法解决上述问题。 分流进样的特点 a. 进样和气路系统易