色谱分离操作条件的选择资料课件.ppt

1、2022-12-16第第第第第第七七七七七七章章章章章章色谱分析法色谱分析法色谱分析法色谱分析法色谱分析法色谱分析法一、一、一、一、一、一、色谱柱及使色谱柱及使色谱柱及使色谱柱及使色谱柱及使色谱柱及使用条件的选择用条件的选择用条件的选择用条件的选择用条件的选择用条件的选择二、二、二、二、二、二、载气种类和流载气种类和流载气种类和流载气种类和流载气种类和流载气种类和流速的选择速的选择速的选择速的选择速的选择速的选择三、三、三、三、三、三、其它操作条件其它操作条件其它操作条件其它操作条件其它操作条件其它操作条件的选择的选择的选择的选择的选择的选择第四节第四节第四节第四节第四节第四节 色谱分离操作条

2、色谱分离操作条色谱分离操作条色谱分离操作条色谱分离操作条色谱分离操作条件的选择件的选择件的选择件的选择件的选择件的选择2022-12-16一、一、一、一、一、一、色谱柱及使用条件的选择色谱柱及使用条件的选择色谱柱及使用条件的选择色谱柱及使用条件的选择色谱柱及使用条件的选择色谱柱及使用条件的选择1.1.固定相的选择固定相的选择 气液色谱，应根据“相似相溶”的原则 分离非极性组分时分离非极性组分时，通常选用非极性固定相。各组分按沸点顺序出峰，低沸点组分先出峰。分离极性组分时分离极性组分时，一般选用极性固定液。各组分按极性大小顺序流出色谱柱，极性小的先出峰。分离非极性和极性的（或易被极化的）混合物分

3、离非极性和极性的（或易被极化的）混合物，一般选用极性固定液。此时，非极性组分先出峰，极性的（或易被极化的）组分后出峰。2022-12-16 醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物的分离合物的分离，通常选择极性或氢键性的固定液。组成复杂、较难分离的试样组成复杂、较难分离的试样，通常使用特殊固定液，或混合固定相。2022-12-162.2.2.2.2.2.固定液配比（涂渍量）的选择固定液配比（涂渍量）的选择固定液配比（涂渍量）的选择固定液配比（涂渍量）的选择固定液配比（涂渍量）的选择固定液配比（涂渍量）的选择 配比：配比：固定液在担体上的涂渍量，一般指的是固定液与

4、固定液在担体上的涂渍量，一般指的是固定液与担体的百分比，配比通常在担体的百分比，配比通常在5%5%25%25%之间。之间。配比越低，担体上形成的液膜越薄，传质阻力越小，柱配比越低，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。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。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。分析工作中通常倾向于使用较低的配比。2022-12-16 3.3.3.3.3.3.柱长和柱内径的选择柱长和柱内径的选择柱长和柱内径的选择柱长和柱内径的选择柱长和柱内径的选择柱长和柱内径的选择 增加柱长对

5、提高分离度有利（分离度增加柱长对提高分离度有利（分离度R正比于柱长正比于柱长L2），但组分的保留时间，但组分的保留时间tR ，且柱阻力，且柱阻力，不便操作。，不便操作。柱长的选用原则是在能满足分离目的的前提下，尽可能柱长的选用原则是在能满足分离目的的前提下，尽可能选用较短的柱，有利于缩短分析时间。选用较短的柱，有利于缩短分析时间。填充色谱柱的柱长通常为填充色谱柱的柱长通常为13米，内径米，内径34厘米。厘米。2022-12-16l l l 柱材质柱材质柱材质 l l l 固定相固定相固定相l l l 内径内径内径l l l 膜厚膜厚膜厚l l l 长度长度长度4.毛细管柱选择的要点毛细管柱选择

6、的要点2022-12-16不锈钢和熔融石英不锈钢和熔融石英不锈钢和熔融石英共同点：良好的惰性和自由度共同点：良好的惰性和自由度共同点：良好的惰性和自由度不锈钢的优势：不锈钢的优势：不锈钢的优势：不锈钢的优势：不锈钢的优势：不锈钢的优势：良好的耐磨性和抗刮伤特性，可以良好的耐磨性和抗刮伤特性，可以良好的耐磨性和抗刮伤特性，可以缠绕为更小的尺寸，卓越的温度适应性。缠绕为更小的尺寸，卓越的温度适应性。缠绕为更小的尺寸，卓越的温度适应性。熔融石英的优势：熔融石英的优势：熔融石英的优势：熔融石英的优势：熔融石英的优势：熔融石英的优势：易于和保护柱连接，易于确认毛易于和保护柱连接，易于确认毛易于和保护柱连

7、接，易于确认毛细柱内的高沸点污染物。细柱内的高沸点污染物。细柱内的高沸点污染物。柱材质柱材质2022-12-16内径选择的基本原则：内径选择的基本原则：内径选择的基本原则：0.10mm0.10mm0.10mm口径柱适用于快速气相色谱分析。口径柱适用于快速气相色谱分析。口径柱适用于快速气相色谱分析。0.25mm0.25mm0.25mm口径柱具有较高的柱效，用于标准的口径柱具有较高的柱效，用于标准的口径柱具有较高的柱效，用于标准的 GC/MSGC/MSGC/MS应用和分流应用和分流应用和分流/不分流分析。不分流分析。不分流分析。0.32mm0.32mm0.32mm口径柱中等柱效，多用于不分流进样。

8、口径柱中等柱效，多用于不分流进样。口径柱中等柱效，多用于不分流进样。0.53mm0.53mm0.53mm口径柱，可以替代填充柱，适合于痕量分析。口径柱，可以替代填充柱，适合于痕量分析。口径柱，可以替代填充柱，适合于痕量分析。增加色谱柱的内径，可以增加分离的样品量，但由增加色谱柱的内径，可以增加分离的样品量，但由增加色谱柱的内径，可以增加分离的样品量，但由于纵向扩散路径的增加，会使柱效降低。于纵向扩散路径的增加，会使柱效降低。于纵向扩散路径的增加，会使柱效降低。柱内径柱内径2022-12-16 较小的内径可以获得更好的分离度，或较小的内径可以获得更好的分离度，或较小的内径可以获得更好的分离度，或

9、者在更短的时间内获得同样的分离度者在更短的时间内获得同样的分离度者在更短的时间内获得同样的分离度柱内径对分离度的影响柱内径对分离度的影响2022-12-16膜厚选择的基本原则：膜厚选择的基本原则：膜厚选择的基本原则：增加膜厚可以提高分离度和加强保留增加膜厚可以提高分离度和加强保留增加膜厚可以提高分离度和加强保留，厚些的液膜可以有效，厚些的液膜可以有效，厚些的液膜可以有效降低过载拖尾峰和其他化合物的共流出。降低过载拖尾峰和其他化合物的共流出。降低过载拖尾峰和其他化合物的共流出。如果样品的浓度范围很宽，就需要更厚的液膜如果样品的浓度范围很宽，就需要更厚的液膜如果样品的浓度范围很宽，就需要更厚的液膜

10、，反之，如果，反之，如果，反之，如果目标组分的分离足够，并且没有共流出的问题，就可以使用目标组分的分离足够，并且没有共流出的问题，就可以使用目标组分的分离足够，并且没有共流出的问题，就可以使用比较薄的液膜，对于挥发性有机物来说，厚液膜更为合适。比较薄的液膜，对于挥发性有机物来说，厚液膜更为合适。比较薄的液膜，对于挥发性有机物来说，厚液膜更为合适。液膜厚度的改变将直接影响化合物的流出温度液膜厚度的改变将直接影响化合物的流出温度液膜厚度的改变将直接影响化合物的流出温度。膜越厚，保。膜越厚，保。膜越厚，保留越强，流出温度相应也越高。留越强，流出温度相应也越高。留越强，流出温度相应也越高。标准膜厚标准

11、膜厚标准膜厚(0.250.5(0.250.5(0.250.5 m)m)m)：最广泛的应用最广泛的应用最广泛的应用，对于流出达到，对于流出达到，对于流出达到300300300的大多数样品分析效果良好。的大多数样品分析效果良好。的大多数样品分析效果良好。薄液膜薄液膜薄液膜(0.10.2(0.10.2(0.10.2 m)m)m)：适合石化分析，甘油三酯等高沸点的物适合石化分析，甘油三酯等高沸点的物适合石化分析，甘油三酯等高沸点的物质。质。质。厚液膜厚液膜厚液膜(15(15(15 m)m)m)：适合于流出温度在适合于流出温度在适合于流出温度在100200100200100200之间的低沸点之间的低沸点

12、之间的低沸点化合物化合物化合物液膜厚度液膜厚度2022-12-16液膜厚度对分离度的影响2022-12-16长度选择的基本原则长度选择的基本原则长度选择的基本原则长度选择的基本原则长度选择的基本原则长度选择的基本原则：色谱柱越长，柱效越高。色谱柱越长，柱效越高。色谱柱越长，柱效越高。选择可以满足分离度要求的最短的柱子。选择可以满足分离度要求的最短的柱子。选择可以满足分离度要求的最短的柱子。如果即使是最长规格的色谱柱依然无法满足分离度的如果即使是最长规格的色谱柱依然无法满足分离度的如果即使是最长规格的色谱柱依然无法满足分离度的要求，请考虑更换固定相或膜厚。要求，请考虑更换固定相或膜厚。要求，请考

13、虑更换固定相或膜厚。分离度和柱长的平方根成正比，两倍的柱长只能增加分离度和柱长的平方根成正比，两倍的柱长只能增加分离度和柱长的平方根成正比，两倍的柱长只能增加404040的分离度。的分离度。的分离度。标准柱标准柱标准柱(2530m)(2530m)(2530m)：标准柱长，满足大部分应用。标准柱长，满足大部分应用。标准柱长，满足大部分应用。短柱短柱短柱(515m)(515m)(515m)：通常用于通常用于通常用于101010个组份以下简单样品的快速个组份以下简单样品的快速个组份以下简单样品的快速分析。分析。分析。长柱长柱长柱(50m(50m(50m以上以上以上)：复杂样品分析。：复杂样品分析。：

14、复杂样品分析。色谱柱柱长色谱柱柱长2022-12-16 恒温分析恒温分析恒温分析恒温分析恒温分析恒温分析 ：保留时间由柱长决定，柱长加倍分析时间也加倍。：保留时间由柱长决定，柱长加倍分析时间也加倍。：保留时间由柱长决定，柱长加倍分析时间也加倍。：保留时间由柱长决定，柱长加倍分析时间也加倍。：保留时间由柱长决定，柱长加倍分析时间也加倍。：保留时间由柱长决定，柱长加倍分析时间也加倍。程升分析：程升分析：程升分析：程升分析：程升分析：程升分析：保留时间主要取决于柱温，分离度的提升和恒温分析类似，保留时间主要取决于柱温，分离度的提升和恒温分析类似，保留时间主要取决于柱温，分离度的提升和恒温分析类似，保

15、留时间主要取决于柱温，分离度的提升和恒温分析类似，保留时间主要取决于柱温，分离度的提升和恒温分析类似，保留时间主要取决于柱温，分离度的提升和恒温分析类似，但分析时间只是略有增加。但分析时间只是略有增加。但分析时间只是略有增加。但分析时间只是略有增加。但分析时间只是略有增加。但分析时间只是略有增加。由于分离度正比于柱长的平方根，所以增加柱长对分离是有利的。但由于分离度正比于柱长的平方根，所以增加柱长对分离是有利的。但由于分离度正比于柱长的平方根，所以增加柱长对分离是有利的。但由于分离度正比于柱长的平方根，所以增加柱长对分离是有利的。但由于分离度正比于柱长的平方根，所以增加柱长对分离是有利的。但由

16、于分离度正比于柱长的平方根，所以增加柱长对分离是有利的。但增加柱长会使各组分的保留时间增加，延长分析时间。因此，在满足一增加柱长会使各组分的保留时间增加，延长分析时间。因此，在满足一增加柱长会使各组分的保留时间增加，延长分析时间。因此，在满足一增加柱长会使各组分的保留时间增加，延长分析时间。因此，在满足一增加柱长会使各组分的保留时间增加，延长分析时间。因此，在满足一增加柱长会使各组分的保留时间增加，延长分析时间。因此，在满足一定分离度的条件下，应尽可能使用较短的柱子。定分离度的条件下，应尽可能使用较短的柱子。定分离度的条件下，应尽可能使用较短的柱子。定分离度的条件下，应尽可能使用较短的柱子。定

17、分离度的条件下，应尽可能使用较短的柱子。定分离度的条件下，应尽可能使用较短的柱子。柱长对分析时间的影响柱长对分析时间的影响2022-12-165.5.5.5.5.5.柱温的确定柱温的确定柱温的确定柱温的确定柱温的确定柱温的确定 (1)(1)首先应使柱温控制在固定液的最高使用温度（超过该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。固体形式存在）范围之内。(2)(2)柱温升高，分离度下降，色谱峰变窄变高。柱温柱温升高，分离度下降，色谱峰变窄变高。柱温，被测组分的挥发度被

18、测组分的挥发度，即被测组分在气相中的浓度，即被测组分在气相中的浓度，K K，t tR R，低沸点组份峰易产生重叠。，低沸点组份峰易产生重叠。(3)(3)柱温柱温，分离度，分离度，分析时间，分析时间。对于难分离物质对，。对于难分离物质对，降低柱温虽然可在一定程度内使分离得到改善，但是不可能降低柱温虽然可在一定程度内使分离得到改善，但是不可能使之完全分离，这是由于两组分的相对保留值增大的同时，使之完全分离，这是由于两组分的相对保留值增大的同时，两组分的峰宽也在增加，当后者的增加速度大于前者时，两两组分的峰宽也在增加，当后者的增加速度大于前者时，两峰的交叠更为严重。峰的交叠更为严重。2022-12-

19、16柱温的确定柱温的确定柱温的确定柱温的确定柱温的确定柱温的确定(4)(4)柱温一般选择在接近或略低于组分平均沸点时的温度。柱温一般选择在接近或略低于组分平均沸点时的温度。(5)(5)组分复杂，沸程宽的试样，采用程序升温。组分复杂，沸程宽的试样，采用程序升温。程程程程程程序序序序序序升升升升升升温温温温温温2022-12-16二、二、二、二、二、二、载气种类和流速的选择载气种类和流速的选择载气种类和流速的选择载气种类和流速的选择载气种类和流速的选择载气种类和流速的选择1.1.载气种类的选择载气种类的选择 载气种类的选择应考虑载气种类的选择应考虑三个方面三个方面：载气对柱效的影响、：载气对柱效的

20、影响、检测器要求及载气性质。检测器要求及载气性质。(1)(1)载气摩尔质量大，可抑制试样的纵向扩散，提高柱效。载气摩尔质量大，可抑制试样的纵向扩散，提高柱效。(2)(2)载气流速较大时，传质阻力项起主要作用，采用较小摩载气流速较大时，传质阻力项起主要作用，采用较小摩尔质量的载气尔质量的载气（如（如H2，He），可减小传质阻力，提高柱效。可减小传质阻力，提高柱效。(3)(3)热导检测器需要使用热导系数较大的氢气有利于提高检热导检测器需要使用热导系数较大的氢气有利于提高检测灵敏度。在氢焰检测器中，氮气仍是首选目标。测灵敏度。在氢焰检测器中，氮气仍是首选目标。(4)(4)在载气选择时，还应综合考虑载

21、气的安全性、经济性及在载气选择时，还应综合考虑载气的安全性、经济性及来源是否广泛等因素。来源是否广泛等因素。2022-12-162.2.2.2.2.2.载气流速的选择载气流速的选择载气流速的选择载气流速的选择载气流速的选择载气流速的选择 作图求最佳流速。作图求最佳流速。实际流速稍大于最佳流速，缩短时间。实际流速稍大于最佳流速，缩短时间。2022-12-16 三、三、三、三、三、三、其它操作条件的选择其它操作条件的选择其它操作条件的选择其它操作条件的选择其它操作条件的选择其它操作条件的选择1.1.进样方式和进样量的选择进样方式和进样量的选择 液体试样采用色谱微量进样器进样，规格有液体试样采用色谱

22、微量进样器进样，规格有1L，5L，10L等。等。进样量应控制在柱容量允许范围及检测器线性检测范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。围之内。进样要求动作快、时间短。气体试样应采气体进样阀进样。气体试样应采气体进样阀进样。2022-12-162.2.2.2.2.2.气化温度的选择气化温度的选择气化温度的选择气化温度的选择气化温度的选择气化温度的选择 色谱仪进样口下端有一气化器，液体试样进样后，在色谱仪进样口下端有一气化器，液体试样进样后，在此瞬间气化此瞬间气化;气化温度一般较柱温高气化温度一般较柱温高3070 防止气化温度太高造成试样分解。防止气化温度太高造成试样分解。请选择内容：请选择内容：第一节第一节 色谱法概述色谱法概述第二节第二节 气相色谱仪气相色谱仪第三节第三节 色谱理论基础色谱理论基础第四节第四节 气相色谱操作条件选择气相色谱操作条件选择第五节第五节 色谱定性、定量方法色谱定性、定量方法第六节第六节 毛细管色谱毛细管色谱第七节第七节 液相色谱法液相色谱法第八节第八节 离子色谱法离子色谱法第九节第九节 高效毛细管电泳高效毛细管电泳第十节第十节 薄层色谱与纸色谱法薄层色谱与纸色谱法结束结束结束结束结束结束