气化,不适用于大部分沸点高和热不稳定的化合物,对于腐蚀性能和反应性能较强的物质更难于分析。大约有15%~20%的有机物能用气相色谱法进行分析。
气路系统、进样系统、分离系统、检测系统、温控系统、记录系统。
试样首先充满定量管,切入后,载气携带定量管中的试样气体进入分离柱;不同规格的微量注射器,填充柱色谱常用10μL;毛细管色谱常用1μL;新型仪器带有全自动液体进样器,清洗、润冲、取样、进样、换样等过程自动完成,一次可放置数十个试样。
样品在汽化室内气化,蒸气大部分经分流管道放空,只有极小一部分被载气导入色谱柱;样品直接注入色谱的汽化室,经过挥发后全部引入色谱柱。
填充柱(2~6mm直径,1~5m长),毛细管柱(0.1~0.5mm直径,几十米长)。
气化室、色谱柱恒温箱、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温度;
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,通用型——对所有物质均有响应;专属型——对特定物质有高灵敏响应;
(3)氢焰检测器具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速、死体积小、线性范围宽等特点;(4)比热导检测器的灵敏度高出近3个数量级,检测下限可达10-12g·g-1;
是一种对含硫、磷化合物具有高选择性的检测器。含硫、磷化合物在富氢火焰中燃烧被打成有机碎片,发出不同波长的特征光谱。
一般为固体吸附剂,常用的有活性炭,硅胶,氧化铝和分子筛。主要用于惰性气体、H2、O2、N2、CO、CO2和CH4等一般气体和低沸点物质。
化学和物理惰性,即,与样品组分不起化学反应,无吸附作用或吸附很弱;
在使用温度下是液体,具有较低的挥发性;具有良好的热稳定性;对要分离的各组分应具有合适的分配系数;化学稳定性好,不与样品组分、载气、载体发生任何化学反应。
非极性固定液、中等极性固定液、强极性固定液、氢键型固定液。
主要是一些饱和烷烃和甲基硅油,它们与待测物质分子之间的作用力以色散力为主。组分按沸点由低到高顺序流出,若样品中兼有极性和非极性组分,则同沸点的极性组分先出峰。常用的固定液有角鲨烷(异三十烷)、阿皮松等。。。适用于非极性和弱极性化合物的分析。
由较大的烷基和少量的极性基团或可以诱导极化的基团组成,它们与待测物质分子间的作用力以色散力和诱导力为主,组分基本上按沸点顺序出峰,同沸点的非极性组分先出峰。常用的固定液有邻苯二甲酸二壬酯、聚酯等,适用于弱极性和中等极性化合物的分析。
含有较强的极性基团,它们与待测物质分子间作用力以静电力和诱导力为主,组分按极性由小到大的顺序出峰。常用的固定液有氧二丙腈等,适用于极性化合物的分析。
是强极性固定液中特殊的一类,与待测物质分子间作用力以氢键力为主,组分依形成氢键的难易程度出峰,不易形成氢键的组分先出峰。常用的固定液有聚乙二醇、三乙醇胺等,适用于分析含F、N、O等的化合物。
各组分间沸点是主要差别——非极性固定液;极性为主要差别——极性固定液。对于难分离的复杂样品,可选用两种或两种以上固定液。
既可作为固体固定相,也可作为载体,又称高分子多孔微球。物质在其表面既存在吸附作用,又存在溶解作用。(2)对非极性及极性物质无有害的吸附活性,拖尾现象小,极性组分也能出对称峰;(4)机械强度和耐腐蚀性较好,系均匀球形,在填充柱色谱中均匀性、重现性好,有助于减少涡流扩散。
(1)首先应使柱温控制在固定液的最高使用温度(超过该温度固定液易流失)和最低使用温度(低于此温度固定液以固体形式存在)范围之内。(2)提高柱温,可以改善传质阻力,有利于提高柱效,缩短分析时间,但降低了容量因子和选择性,不利于分离。一般的原则是:在使最难分离的组分尽可能分离的前提下,尽量采用较低的柱温,但以保留时间适宜,峰形不拖尾为度。(3)柱温一般选择在接近或略低于组分平均沸点时的温度。
固定液在载体上的涂渍量,一般指的是固定液与担体的百分比,填充柱的配比通常在5%~25%之间。配比越低,担体上形成的液膜越薄,传质阻力越小,柱效越高,分析速度也越快。配比较低时,固定相的负载量低,允许的进样量较小。分析工作中通常倾向于使用较低的配比。
进样量应控制在柱容量允许范围及检测器线性检测范围之内,进样要求动作快、时间短,汽化室一般较柱温高30~70°C。
减小组分在柱中的涡流扩散和传质阻力,可降低塔板高度。
(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。
将固定液直接涂敷在管内壁上。柱制作相对简单,但柱制备的重现性差、寿命短。在管壁上涂敷一层多孔性吸附剂固体微粒,构成毛细管气固色谱。将非常细的担体微粒粘接在管壁上,再涂固定液。柱效较涂壁毛细管柱高。将固定液通过化学反应键合在管壁上或交联在一起。使柱效和柱寿命进一步提高。