第16章16.1 气相色谱仪器

气相色谱分析

气路系统、进样系统、柱分离系统、温控系统、各类检测器 16.2 气相色谱固定相 气固色谱固定相(吸附剂)、气液色谱固定相(载体+固定液) 16.3 气相色谱分离分析条件

柱长、载气及其流速、填充颗粒、柱温、进样量及进样方式16.4 定性分析 保留时间、经验规律、保留指数、双柱定性、仪器联用定性 16.5 定量分析

校正因子、归一化法、外标法、内标法16.6 毛细管色谱简介 毛细管分类及特点

气相色谱过程：待测物样品被蒸发为气体并注入到色谱分离柱柱顶，以惰性气 体(指不与待测物反应的气体，只起运载蒸汽样品的作用，也称载气)将待测

物样品蒸汽带入柱内分离。其分离原理是基于待测物在气相和固定相之间的吸附 -脱附(气固色谱)和分配(气液色谱)来实现的。因此可将气相色谱分为 气固色谱和气液色谱。 气固色谱：利用不同物质在固体吸附剂上的物理吸附 - 解吸能力不同实现物质 的分离。由于活性(或极性)分子在这些吸附剂上的半永久性滞留 (吸附-脱附 过程为非线性的 ),导致色谱峰严重拖尾，因此气固色谱应用有限。只适于较 低分子量和低沸点气体组分的分离分析。 气液色谱：通常直接称之为气相色谱。它是利用待测物在气体流动相和固定在 惰性固体表面的液体固定相之间的分配原理实现分离。 1941 年， Martin 和 Synge(对液 -液分配色谱也做了巨大贡献 )提出气液分配色谱的概念。 11年后， 即1952年，Jones和Martin通过实验展示了该方法；3年后，即1955年，首台气

相色谱仪问世。1985年，估计有10万台仪器投入使用！如今呢？说不清了。

16.1 气相色谱仪器现在，有近百厂家、 提供数百种型号、价格 在 USD$1500~4000 的 气 相色谱仪。 过去几十年内，色 谱仪器得到了极大的发 展，这主要归于： 1970s——电子积分仪及 计算机数据处理装置的 发展； 1980s——计算机技术对 仪器各类参数的自动控 制。如柱温、流速、自 动进样等。

检测系统 气路系统

进样 系统

H2,N2或Ar

分离系统

随着这些技术的发展，仪器性价比大幅提高。其中， GC最重要的发展是开管柱的引 入，使含有数百种混合物样品得以分离！

一、气路系统(Carrier gas supply)

气路系统：获得纯净、流速稳定的载气。包括压力计、流量计及气体净化装置。 载气：要求化学惰性，不与有关物质反应。载气的选择除了要求考虑 对柱效的影响外，还要与分析对象和所用的检测器相配。

净化器：多为分子筛和活性碳管的串联，可除去水、氧气以及其它杂质。 压力表：多为两级压力指示：第一级，钢瓶压力(总是高于常压。

对填

充柱：10-50 psi;对开口毛细柱：1-25 psi);第二级，柱头压力指示； 流量计：在柱头前使用转子流量计(Rotometer),但不太准确。通常在 柱后，以皂膜流量计(Soap-bubble meter)测流速。许多现代仪 器装置有电子流量计，并以计算机控制其流速保持不变。

二、进样系统(Sample injection system)常以微量注射器 ( 穿过隔膜垫 )或六通阀将液体 样品注入气化室 (汽化室温度比样品中最易蒸的物 质的沸点高约 50oC),通常六通阀进样的重现性好

于注射器。进样要求：进样量或体积适宜；“塞子”式进样。 一般柱分离进样体积在十分之几至 20 L ,对毛细mL-1

管柱分离，体积约为~10-3 L,此时应采用分流进 样装置来实现。体积过大或进样过慢，将导致分 离变差(拖尾)。

六 通 阀

三、柱分离系统 柱分离系统是色谱分析的心脏部分。分离柱包括填充柱和开管柱(或称毛细 管柱)。柱材料包括金属、玻璃、融熔石英、Teflon等 填充柱：多为U形或螺旋形，内径2~4 mm,长1~3m,内填固定相； 开管柱：分为涂壁、多孔层和涂载体开管柱。内径0.1~0.5mm,长达几十至 100m。通常弯成直径10~30cm的螺旋状。开管柱因渗透性好、传质 快，因而分离效率高(n可达106)、分析速度快、样品用量小。过去是 填充柱占主要，但现在，这种情况正在迅速发生变化，除了一些特定

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从而使含有 N或 P的化合物产生更多的离子。产生离子的机理目前仍不清楚。 NPD的特点： 1)对含N、P 化合物的具有选择性：对 P 的响应是对N的响应的10倍，是 对C 原子的104-106 倍。 2)灵敏度高：与FID对P、N的检测灵敏度相比，NPD分别是FID的500倍 (对P);50倍(对N)。

6. 原子发射检测器(AED)元素特征谱线

Microwave

同时监测15种甚 至更多元素谱线

He

化合物分解-原子化-激发

一个化合物的 扫描光谱图