5毛细管气相色谱A.ppt

五 毛细管气相色谱 （Capillary Gas Chromatography） ;气相色谱的特点及其应用;★ 流动相：载气的主要作用是将样品带入色谱系统进行分离，对分离结果的影响相当有限 ★ 分离条件：选定载气后，改变色谱柱、柱温和载气流速等控制分离 ★ 检测器：FID对大部分有机化合物均有灵敏响，最小检测限可达ng级 ★ 技术难度：GC的条件参数优化相对比LC简单，分析成本更低 ★ 特殊应用：气固色谱在永久性气体和低分子碳氢化合物的分离分析方面仍是不可缺少的手段。 ;? 气相色谱原理;（1）溶液理论—Henry定律;Nm和Ns分别为单位体积内气体和固定液的摩尔数。根据气体定律： ;填充气液色谱柱; 气相色谱条件的选择;（1）色谱柱 不锈钢柱；但分析较为活泼的物质时多用玻璃柱。 内径2-3 mm的色谱柱；长度1-3 m。 ● 固定相的选择：相似相溶；固定液与溶质分子间的特殊作用力 ● 载体粒度 ● 涂渍量; GC中的流速表示： ● 柱前流量：阀、表 ● 柱后流量：泡沫流量计 ● 柱中平均线速度;（4）进样方式和汽化室温度 ● 进样方式：直接柱头进样；六通阀进样 ● 汽化室大小及温度：汽化室温度应足够高，保证样品瞬间气化。;2 毛细管气相色谱（高分辨气相色谱）; 毛细管柱 (capillary column), 又称为开管柱或空心柱。大量实验证实这类色谱柱的最大特点在于它的“空心性”， 而不是它的“细小性”。尽管色谱学家们曾多次强调采用这类色谱柱时，应使用正确的名称“开管柱”，但人们还是习惯把它称作毛细管柱。;① 常规毛细管柱 内径为0.1～0.3mm, 一般为0.25mm左右。按内壁的状态又可分为： A、??物理涂渍形式 l?壁涂层毛细管柱(wall coated open tubular column, WCOT)：把固定液涂在毛细管内壁上， 现在大部分毛细管柱是这种类型的。 l?多孔层毛细管柱(porous layer open tubular column, PLOT)：先在毛细管内壁上附着或沉积一层多孔固体， 然后再在多孔固体上涂以固定液。该技术增大了表面积，在不增加液膜厚度的情况下，加大涂渍量。这样，可提高进样量，有利于痕量分析。; 载体涂渍毛细管柱(support coated open tubular column, SCOT)：先在毛细管内壁上粘附一层载体， 如硅藻土载体， 在此载体上涂以固定液。应该说，SCOT是PLOT中的一种特殊形式。 虽然涂渍型毛细管柱的柱效较高， 但热稳定性和耐溶剂性较差。于是发展了固载化技术。;B 固载化形式 ;② 小内径毛细管柱 (Microbore column) 内径小于100?m，一般为50?m的弹性石英毛细管。在气相色谱中用这种毛细管进行快速分析。在毛细管超临界色谱中多用这类色谱柱。; 表1 填充柱和毛细管柱的比较 ;2） 速率方程;③ 传质项与填充柱相当, 而在Cm项则以r代替dp，且Cm一般比填充柱小。 ④ 除u外的实验参数都视为常数, 则： H = B/u ＋(Cs＋Cm)u ⑤ 最佳线速 : uopt =[B/( Cs＋Cm)]1/2 = (B/Cm)1/2 = C’Dm/ r ⑥ 最小塔板高度： Hmin = 2 (BCm)1/2 = r[(1＋6k＋11k2) / (3(1＋k)2)]1/2 = C’’r 总之，细半径毛细管柱有利于提高单位柱长和单位时间的柱效，是实现毛细管色谱高效和快速的重要手段。 这里仅说明单位柱长柱效的提高，还不是最重要的原因。;为什么填充柱不能像开管柱那样使用长柱子？;?????? 色谱柱柱压和流动相线速度的讨论;柱前压 Pi;3）毛细管色谱柱的特点;??③? 总柱效高 从单位柱长的柱效看, 毛细管柱和填充柱处于同一数量级, 但毛细管柱的长度比填充柱可长1~2个数量级, 因此其总柱效远高于填充柱，这样就大大提高分离复杂混合物的能力。 总之，毛细管柱渗透性大, 可采用长柱子和高载气流速缩分析技术，使其保持高柱效和快速分离。;4） 毛细管色谱柱的制备;毛细管气相色谱仪流程;压力-流量调节系统;1）??毛细管气相色谱仪;GC进样系统;;分流进样作用：毛细管柱的载气体积流量比填充柱低得多，将样品从气化室冲洗到色谱柱需要较长的时间，导致进样器内色谱区带严重扩张。此外，柱容量小，采用常规的进样方式，无法控制这样小的进样量。