一. 氣相色譜柱的分類
色譜柱是由柱管和固定相組成,按照拄管的粗細和固定相的填充方式分為(1)填充柱;(2)毛細管柱。
二. 填充柱氣相色譜固定相
在影響色譜柱分離效果的諸多因素中選擇適當的色譜固定相是關鍵。必須使待測各組分在選定的固定相上具有不同的吸附或分配,才能達到分離的目的。
(一)氣-液色譜(分配色譜)固定相
氣-液色譜的固定相是由高沸點物質固定液和惰性擔體組成。
1. 擔體(或載體)
是一種化學惰性的多孔固體顆粒,支持固定液,表面積大, 穩定性好(化學、熱),顆徑和孔徑分布均勻;有一定的機械強度,不易破碎。
(1)擔體的種類和性能:
硅藻土型:紅色硅藻土擔體—強度好,但表面存在活性中心,分離極性物質時色譜峰易拖尾;常用于分離非、弱極性物質。
白色硅藻土擔體—表面吸附性小,但強度差,常用于分離極性物質。
非硅藻土型擔體:
有氟擔體,適用于強極性和腐蝕性氣體的分析;玻璃微球,適合于高沸點物質的分析;高分子多孔微球既可以用作氣-固色譜的吸附劑,又可以用作氣-液色譜的擔體。
(2)擔體的預處理:除去其表面的活性中心,使之鈍化。
酸洗法(除去堿性活性基團);
堿洗法(除去酸性活性的基團);
硅烷化(消除氫鍵結合力);
釉化處理(使表面玻璃化、堵住微孔)等。
2.固定液——涂在擔體上作固定相的主成分
(l)對固定液的要求:
化學穩定性好:不與擔體、載氣和待測組分發生反應;
熱穩定性好:在操作溫度下呈液體狀態,蒸氣壓低,不易流失;
選擇性高:分配系數 K 差別大;
溶解性好:固定液對待測組分應有一定的溶解度。
(2)組分與固定液分子間的相互作用:
組分與固定液分子間相互作用力通常包括:靜電力、誘導力、色散力和氫鍵作用力。
在氣-液色譜中,只有當組分與固定液分子間的作用力大于組分分子間的作用力,組分才能在固定液中進行分配。選擇適宜的固定液使待側各組分與固定液之間的作用力有差異,才能達到彼此分離的目的。
(3)固定液的分類:固定液有四百余種,常用相對極性分類。
(a)規定強極性的b,b’-氧二丙腈的相對極性 P=100;
(b)規定非極性的角鯊烷(異三十烷)的相對極性 P=0;
(c)其它固定液與它們比較,測相對極性:選一物質對正丁烷—丁二烯分別測得它們在這兩種固定液及被測柱上的相對保留值 q:
(1)
則,被測固定液的相對極性 Px 為:
(2)
q1、q2、qx 分別為物質對正丁烷—丁二烯在氧二丙腈、異三十烷、被測柱上的相對保留值。
把 P= 0~100之間分為五級,20為一級,以“+”表示。+l、+2為弱極性;+3為中等極性;+4、+5為強極性。通常把非極性固定液的相對極性以“-”表之。如阿皮松L級別為“-”,是非極性固定液;鄰苯二甲酸壬酯級別為“+2”,是弱極性固定液。
(4)固定液的選擇:
一般是根據試樣的性質(極性和官能團),按照“相似相溶”的原則選擇適當的固定液。
具體可從以下幾方面考慮:
l)分離非極性混合物一般選用非極性固定液
組分和固定液分子間的作用力主要是色散力。
試樣中各組分按沸點由低到高的順序出峰。
常用的有:角鯊烷(異三十烷)、十六烷、硅油等;
2)分離中等極性混合物一般選用中等極性固定液
組分和固定液分子間的作用力主要是色散力和誘導力。
試樣中各組分按沸點由低到高的順序出峰。
3)分離極性組分選用極性固定液
組分和固定液分子間的作用力主要是定向力。
待測試樣中各組分按極性由小到大的順序出峰。
例如:用極性固定液聚乙二醇一20M分析乙醛和丙烯醛時,極性較小的乙醛先出峰。
4)分離非極性和極性(易極化)組分的混合物選用極性固定液:
非極性組分先流出,極性(或易被極化)的組分后出峰。
例如:采用中等極性的鄰苯二甲酸二壬酯作固定液,沸點相差極小的苯(沸點80.l℃)和環乙烷(沸點為80.8℃)可以定量分離,環己烷先出峰,若采用非極性固定液則很難使二者分離。
5)對于能形成氫鍵的組分選用強極性或氫鍵型的固定液
如:多元醇、腈醚、酚和胺等的分離,不易形成氫鍵的先出峰。
(二)氣-固(吸附)色譜固定相——固體吸附劑
1. 活性炭:非極性吸附劑,分析低碳烴和氣體及短鏈極性化合物。
2.氧化鋁:弱(中等)極性吸附劑,主要用于分析C1~ C4 烴類及其異構體。
3.硅 膠:強極性吸附劑,常用于分析硫化物:COS、H2S、SO2等。
4. 分子篩(人工合成的硅酸鹽):強極性吸附劑,用于在室溫條件下使H2,O2,N2,CH4,CO得到良好分離。
5. 高分子多孔微球:極性和非極性吸附劑,可分析極性的—多元醇、脂肪酸、腈類、胺類 或 非極性的—烴、醚、酮等;尤其適合分析有機物中的微量水。