【正文】 1 49 吸附等溫線與峰形狀 2022/2/4 色譜分析 1 50 傳統(tǒng)固定相 活性炭 (Activated Carbon)—— 非極性，分析永久性氣體 氧化鋁 (Alumina)—— 中等極性，分析氣體混合物 硅膠 (Silica Gel)—— 氫鍵型，分析小分子烷烴 分子篩 (Molecular Sieves)—— 強(qiáng)極性，永久性氣體 2022/2/4 色譜分析 1 51 活性炭分離氣體混合物 2022/2/4 色譜分析 1 52 氧化鋁分離汽油 2022/2/4 色譜分析 1 53 分子篩分離永久性氣體 2022/2/4 色譜分析 1 54 針對(duì)各自的固有弱點(diǎn)而展開： 結(jié)構(gòu)改性 —— 主要為擴(kuò)大表面毛細(xì)孔徑，使其比較均勻 化學(xué)改性 —— 除去表面的活性基團(tuán) (OH等 ) 氧化鋁用不同濃度的 KF改性作用不同 (填或擴(kuò) )。 碳分子篩 (TDX系列等 )：是高分子產(chǎn)品，對(duì) CH2保留強(qiáng)。 高分子多孔小球 (Porapak, Chropmosorb等 ): 既是吸附劑又是載體，效果好。 2 氣液填充色譜柱 在惰性固體表面涂漬高沸點(diǎn)有機(jī)化合物，以其特殊的性質(zhì)進(jìn)行分離。 2)惰性好 ：能附著固定液且不和樣品反應(yīng)。 品種 特點(diǎn) 承載固定液 用途 機(jī)械特性 比表面 催化性能 紅色 好 大 4 m2 / g 強(qiáng) 多 可達(dá)40% 分析非極性樣品 白色 差 小 1 m2 / g 弱 少 可達(dá)20% 分析極性樣品 2022/2/4 色譜分析 1 65 2) 載體 吸附作用 載體表面具有硅醇（ SiOH）和硅醚（ SiOSi）結(jié)構(gòu)，且有少量金屬（如鐵、鋁）氧化物（特別是紅色載體），故表面存在著氫鍵和酸堿活性作用點(diǎn)，是引起載體吸附甚至化學(xué)反應(yīng)或催化反應(yīng)的根本原因。此法可拓展應(yīng)用于特殊基團(tuán)的引入 釉化 ：目的是堵塞載體表面的微孔和改變表面性質(zhì) 加脫活劑 ：用表面活性劑飽和 (鍵合 )載體表面的吸附中心。 3) 玻璃微球：表面積小，滲透性好 ，但柱效低 。 硬質(zhì)玻璃組成的小球（其成分隨原料不同而異） 主 要 成 份 為SiO2 含量占90% 以上 一般為聚四氟乙烯或聚三氟氯乙烯 催化性能 有 小 小 很小 最高使用溫度 硅烷化 ﹤ 350℃ 一般 ﹥ 500℃ 250℃ ≥500℃ ﹤ 180℃ 涂漬固定液的難易 易 易 易 難 用途 通用載體 低固定液，能在較低溫度下分離沸點(diǎn)較高的化合物 與玻璃球使用相同，溫度上限高。 作用力大的保留值大，留柱時(shí)間長(zhǎng)，后出峰。其實(shí)是 “ 超分子化學(xué) ” 理論的不同表述而已。 由于分子中存在著各種集團(tuán)，不同分子間的集團(tuán)在電子性質(zhì)及空間因素上各有不同。當(dāng)它們不相適應(yīng)時(shí)，雖有集團(tuán)存在亦無這種加強(qiáng)作用。提出了選擇性分子間引力理論，或稱 “ 集團(tuán)結(jié)構(gòu)適應(yīng)理論 ” 。39。將這些數(shù)據(jù)按一定的規(guī)律歸類，并命名為特征常數(shù)。 2022/2/4 色譜分析 1 78 1) 評(píng)價(jià)物及意義 羅氏 作用情況 符號(hào) 麥?zhǔn)? 苯 電子給予體 X 苯 乙醇 質(zhì)子給予體 Y 丁醇 丁酮 定向偶極力 Z 戊酮 2 硝基甲烷 電子接受體 U 硝基丙烷 吡啶 質(zhì)子接受體 S 吡啶 2022/2/4 色譜分析 1 79 2) 兩種評(píng)價(jià)體系的差異 羅氏評(píng)價(jià)物：在測(cè)定時(shí)需要用到氣態(tài)烴類化合物，操作麻煩。 色譜手冊(cè)上有該參數(shù)，有按 5種評(píng)價(jià)物數(shù)值的大小排列的，也有以五項(xiàng)指標(biāo)值之和（或平均值）排列的。 2) 選擇替代品 (常數(shù)基本相同的便可替代 )。 4) 判斷出峰順序 (常數(shù)值大的后出峰，且兩數(shù)值之比大于 ，可認(rèn)為能很好分離 )。 2022/2/4 色譜分析 1 82 固定相的優(yōu)選 固定相眾多，實(shí)驗(yàn)室不可能也沒必要配全。 再適當(dāng)膠聯(lián)聚合，進(jìn)一步提高性能，尤其是對(duì)毛細(xì)管柱。 引入特殊基團(tuán)可提高柱選擇性 (類似于具有選擇作用的螯合樹脂 )。 混合模式： 混合涂 混合裝 單柱串聯(lián) 前兩法的效果基本相近，較另一法好。 可改變的因素有：液載比、載體粒度、裝填長(zhǎng)度。 2022/2/4 色譜分析 1 89 4) 固定液選用原則 “ 相似相溶原則 ” 被分離樣品為非極性物質(zhì)，一般選用非極性固定液。 被分離樣品為極性物質(zhì)（或易被極化物質(zhì)）和非極性物質(zhì)的混合物，一般也選用極性固定液 2022/2/4 色譜分析 1 90 4) 固定液選用原則 被分離的樣品若為形成氫鍵的物質(zhì)，一般選擇極性或氫鍵型固定液 被分離樣品為具有酸性和堿性（吡啶類）的極性物質(zhì)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重拖尾，一般選用極性固定液，并加酸性或堿性減尾劑 2022/2/4 色譜分析 1 91 4) 固定液選用原則 被分離樣品為異構(gòu)體，一般選用強(qiáng)極性或有特殊作用力的固定液 被分離樣品為不同族的混合物，視具體情況而定，或用單一固定液，或用混合物固定液。 如商品鄰苯二甲酸酯和磷酸二甲酯中混有酸性化合物 ， 聚酯和聚乙二醇等往往含有低聚物 。 目前常用固定液精制的方法有精密分餾和氣相色譜分離純化兩種 ， 后法簡(jiǎn)便 、 快速 ， 得到的固定液純度可達(dá) %以上 ， 但需用制備色譜儀 ， 前法在實(shí)驗(yàn)室就可進(jìn)行 。 該限制溫度即謂最高使用溫度 ， 它應(yīng)比相應(yīng)固定液的沸點(diǎn)低大約 150～ 200℃ 。 有的固定液使用溫度有一個(gè) “ 下限 ” ， 即最低使用溫度 。 如二甲基硅橡膠最低使用溫度為100－ 125℃ 、 阿匹松 L的最低使用溫度為 75℃ 、 六環(huán)聚苯醚的最低使用溫度為 75℃ 等等 。 當(dāng)選好固定液后 ， 還需要確定固定液與載體的量比 (液載比 ， 3:100到 10:100)。 稱取一定量固定液溶解在適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中 (必要時(shí)可回流 )， 然后加入一定量經(jīng)過處理和篩分過的載體 ， 在適當(dāng)溫度下輕輕拍打燒杯 ， 待其中所有溶劑完全揮發(fā)后即涂漬完畢 。 老化操作通常在較低的載氣流速 、 略高于操作柱溫 ， 但又不超地固定液的最高使用溫度的條件下 ， 加熱十幾個(gè)小時(shí) ， 然后接入正常氣路 ， 直至記錄器上的基線平直 ， 就可進(jìn)行分析 。 柱子使用前都需進(jìn)行試漏和清洗 。 柱的 清洗 與柱材有關(guān)：一般有堿洗 、 水洗 、有機(jī)溶劑洗 。 要注意的是 ， 敲打不能過重 ， 以免載體碎裂；對(duì)涂漬低沸點(diǎn)固定液的固定相不宜用泵抽法；裝填要均勻 ，不要太松或太緊 。 2022/2/4 色譜分析 1 99 柱故障的診斷與排除 (1. 多出峰 ) 有兩種類型的附加峰 1. 即使不進(jìn)樣也會(huì)出現(xiàn)的峰 (鬼峰 ) ， 并且在色譜分析過程中也會(huì)出現(xiàn)在真實(shí)的峰之中 2. 由樣品產(chǎn)生的附加峰 2022/2/4 色譜分析 1 100 鬼峰 ? 柱頭污染 ? 烘焙色譜柱，然后做空運(yùn)行（無樣品） ? 進(jìn)樣墊流失 ?使用高質(zhì)量的產(chǎn)品 ? 進(jìn)樣口污染 ? 殘留在進(jìn)樣口或襯管中的物質(zhì) ? 載氣不純 ?使用高純度的載氣及高質(zhì)量的氣體凈化器，并定期更換 ? 載氣中雜質(zhì)與固定相發(fā)生反應(yīng) ? 若使用分離 /無分流進(jìn)樣口 ?進(jìn)樣口底部的密封墊可能會(huì)與樣品反應(yīng) ?使用精制進(jìn)口密封墊 2022/2/4 色譜分析 1 101 樣品產(chǎn)生的附加峰 ? 即使進(jìn)純樣，也會(huì)出現(xiàn)附加峰 ? 做一次空運(yùn)行 ? 如果這些峰還存在，不是由樣品產(chǎn)生的，按照前面介紹的方法檢查 ?進(jìn)樣口溫度過熱，可以導(dǎo)致樣品組分的降解 ?每次將進(jìn)樣口降低 20℃ ， 觀察峰是否仍出現(xiàn) ? 襯管與樣品起反應(yīng) ?使用脫活的襯管 ?襯管內(nèi)填充物有活性 ?更換襯管內(nèi)填充物或使用無填充物的襯管 2022/2/4 色譜分析 1 102 樣品產(chǎn)生的附加峰 ?樣品在進(jìn)樣口停留的時(shí)間太長(zhǎng) ? 增加柱流速 ?樣品組分穩(wěn)定性差 ? 盡可能降低進(jìn)樣口溫度 ? 使用脈沖式無分流或脈沖式分流進(jìn)樣 2022/2/4 色譜分析 1 103 柱故障的診斷與排除 (2. 丟失峰 ) ?進(jìn)樣口溫度太低 ? 高沸點(diǎn)的化合物不能很快地氣化 ? 增加進(jìn)樣口溫度 ?進(jìn)樣口溫度太高 ? 許多揮發(fā)性的組分在進(jìn)樣口降解 ? 降低進(jìn)樣口溫度 ?進(jìn)樣口被污染 ? 進(jìn)樣口的污染物與樣品發(fā)生反應(yīng) ? 清洗進(jìn)樣口，更換襯管和進(jìn)樣墊 ?襯管有活性 ? 使用脫活的襯管 色譜圖中沒有出現(xiàn)你希望得到的樣品組分峰 2022/2/4 色譜分析 1 104 柱故障的診斷與排除 ?柱過載 ? 將樣品稀釋 10倍重新進(jìn)樣 ?使用較厚液膜但固定液相同的色譜柱 ?減少進(jìn)樣量 ? 小體積進(jìn)樣 ? 增加分流比 ?可能是幾個(gè)未分離的色譜峰 ? 將柱溫降低 20℃ 再進(jìn)樣 ?局部的分離可以顯示其它額外的樣品組分 峰型不好 2022/2/4 色譜分析 1 105 柱故障的診斷與排除 ?使用較長(zhǎng)的色譜柱 ?試一試不同選擇性或不同極性的柱子 ? 如將 HP1換成 HP5 ? 如將 HP5換成 HP35或 HP50+ ? 例如半揮發(fā)性的苯甲酸（色譜性能不好） 峰型不好 2022/2/4 色譜分析 1 106 柱故障的診斷與排除 峰型很差 ?合并的峰（未分離的峰） ?將柱溫降低 2030℃ ?在進(jìn)樣口的底部安裝柱子的地方安裝 絕緣帽 ?將進(jìn)樣口溫度增加 2030℃ ?檢查樣品與溶劑的選擇是否正確 ?對(duì)極性的化合物使用極性的溶劑 峰頂分叉（雙肩峰） 106 2022/2/4 色譜分析 1 107 柱故障的診斷與排除 峰型很差 檢測(cè)器過載 減少進(jìn)樣量或?qū)悠废♂?10倍 或者使用較大的分流比 稀釋樣品可以達(dá)到較好的效果 峰頂分叉（雙肩峰） 107 2022/2/4 色譜分析 1 108 色譜柱安裝位置引起的問題 ?色譜柱到檢測(cè)器安裝位置不正確 。如流動(dòng)相中鹽類的存在會(huì)使鍵合相柱的性能衰退；以 SiO2為基質(zhì)的固定相 ， 過程隨溫度和 pH(8)增加而加速 。 對(duì)于填裝了粒度為 10μm以下的固定相的柱子 ，尤其如此 。 是否會(huì)由于柱外效應(yīng) ， 使分析柱的柱效明顯下降 ？ 2022/2/4 色譜分析 1 112 液相色譜柱的保養(yǎng) 1． 柱易被極細(xì)的顆粒堵塞 ， 因此必須將流動(dòng)相仔細(xì)地蒸餾 、 過濾 。 水往往是一個(gè)重要的污染源 。 防止細(xì)菌生長(zhǎng)的辦法是加入抑制劑 ， 如 %NaNO3。 2022/2/4 色譜分析 1 113 液相色譜柱的保養(yǎng) 2． 在恒定壓力下 ， 發(fā)現(xiàn)流量減少 ， 柱子可能部分堵塞 。 堵塞后需要仔細(xì)拆洗 ， 清除堵塞物 ， 但必須防止較強(qiáng)的機(jī)械震動(dòng) ， 防止用熱手接觸柱子 ，以擾動(dòng)柱內(nèi)的固定相層 ， 使柱效發(fā)生變化 。 實(shí)際操作壓力過高 ， 易使入口的固定相層下沉 ，形成一個(gè)空穴 。在空穴中加入新的勻漿或玻璃微珠 ， 也無法恢復(fù)到原來的柱效 。 2022/2/4 色譜分析 1 115 液相色譜柱的保養(yǎng) 5． 要防止反沖 （ 流動(dòng)相逆向流動(dòng) ） ， 否則使固定相層位移 ， 柱效下降 。 應(yīng)該將柱子保存在以下 pH范圍內(nèi)的水溶液流動(dòng)相中： 2pH。 7． 一定要防止柱子干涸 ， 特別是硬膠柱 。 連續(xù)注射含有強(qiáng)滯留 (不被洗脫 )組分的樣品 ， 將使柱效下降 ， 保留值改變 ， 選擇性變壞 ， 柱壽命縮短 。 衛(wèi)柱較短 (5~10cm)， 固定相與分析柱類似 。 實(shí)驗(yàn)表明 ， 只要衛(wèi)柱與高效 、 小粒度分析柱聯(lián)用 ， 除了使 k’為零的組分的塔板數(shù)大大減少外 ， 對(duì) k’值較大的組分 ， 其柱效下降很少 。相對(duì)來說 ， 進(jìn)樣方法較為簡(jiǎn)單 ， 但兩個(gè)效應(yīng)是不可忽視的 。 樣品到達(dá)柱中心 ， 不是呈一個(gè)濃度高度集中的規(guī)則的 “ 點(diǎn) ” ， 而是以不均勻的輻射方式分散在整個(gè)柱子的入口處 。 在柱壁區(qū)的譜帶展寬尤為嚴(yán)重 ， 且峰形不對(duì)稱 ，甚至發(fā)生畸變 ， 柱效明顯下降 。 2022/2/4 色譜分析 1 119 1. 壁效應(yīng) 2022/2/4 色譜分析 1 120 2. 無限直徑效應(yīng) 為了消除壁效應(yīng) ， 可采用點(diǎn)進(jìn)樣 （ 或稱中心進(jìn)樣 ） 技術(shù) ， 將樣品導(dǎo)入柱頭中心 ， 而流動(dòng)相直接穿過整個(gè)柱入口截面 。 只要柱徑足夠大 ，加之組分在液體流動(dòng)相中的徑向展寬 （ 從圓心沿半徑向圓周的擴(kuò)散 ） 相當(dāng)慢 ， 使組分在擴(kuò)散到管壁之前就已流出柱子 。 2022/2/4 色譜分析 1 121 2. 無限直徑效應(yīng) 毛細(xì)管氣相色譜分析