氣相色譜儀的原理和操作基礎（氣相色譜知識4）

南京華璧科學儀器有限公司

1）氣相色譜儀原理

氣相色譜是對氣體物質(zhì)或可以在一定溫度下轉化為氣體的物質(zhì)進行檢測分析。由于物質(zhì)的物性不同，其試樣中各組份在氣相和固定液液相間的分配系數(shù)不同，當汽化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運行時，組份就在其中的兩相間進行反復多次分配，由于固定相對各組份的吸附或溶解能力不同， 雖然載氣流速相同，各組份在色譜柱中的運行速度就不同，經(jīng)過一定時間的流動后，便彼此分離，按順序離開色譜柱進入檢測器，產(chǎn)生的訊號經(jīng)放大后，在記錄器上描繪出各組份的色譜峰。 根據(jù)出峰位置，確定組分的名稱，根據(jù)峰面積確定濃度大小。

2）氣相色譜儀操作基礎

對一個混合試樣成功地分離，是氣相色譜法完成定性及定量分析的前提和基礎。衡量氣相色譜分離好壞的程度可用分離度R表示。而其中氣相色譜分離條件的選擇至為關鍵。主要涉及以下幾個方面：

2.1）載氣對柱效的影響

載氣對柱效的影響主要表現(xiàn)在組分在載氣中的擴散系數(shù)Dm（g）上，它與載氣分子量的平方根成反比，即同一組分在分子量較大的載氣中有較小的Dm（g） 。根據(jù)速率方程可知：

a）渦流擴散項與載氣流速無關；

b）當載氣流速u小時，分子擴散項對柱效的影響是主要的，因此選用分子量較大的載氣，如N2、Ar，可使組分的擴散系數(shù)Dm（g）較小，從而減小分子擴散的影響，提高柱效；

c）當載氣流速u較大時，傳質(zhì)阻力項對柱效的影響起主導作用，因此選用分子量較小的氣體，如H2、He作載氣可以減小氣相傳質(zhì)阻力，提高柱效。

2.2）載氣流速（u）對柱效的影響

從速率方程可知，分子擴散項與流速成反比，傳質(zhì)阻力項與流速成正比，所以要使理論塔板高度Hzui小，柱效zui高，必有一*流速。在實際分析中，為了縮短分析時間，選用的載氣流速稍高于*流速。

2.3）固定液的配比（又稱為液擔比）

從速率方程式可知，固定液的配比主要影響Csu，降低df，可使Csu減小從而提高柱效。但固定液用量太少，易存在活性中心，致使峰形拖尾；且會引起柱容量下降，進樣量減少。在填充柱色譜中，液擔比一般為5％～25％。

2.4）色譜柱溫的選擇

柱溫是影響氣相色譜分離的重要參數(shù)之一，主要影響來自于K、k、Dm（g）、Ds（l）；從而直接影響分離效能和分析速度。柱溫與R和t密切相關。提高t，可以改善Cu，有利于提R，縮短t。但是提高柱溫又會增加B/u 導致R降低，r21變小。但降低t又會使分析時間增長。

在實際分析中應兼顧這幾方面因素，選擇原則是在是在難分離物質(zhì)對能得到良好的分離，分析時間適宜且峰形不托尾的前提下，盡可能采用較低的柱溫。同時，選用的柱溫不能高于色譜柱中固定液的zui高使用溫度（通常低20-50℃）。 對于沸程寬的多組分混合物可采用“程序升溫法”，可以使混合物中低沸點和高沸點的組分都能獲得良好的分離。

2.5）氣化溫度的選擇

氣化溫度的選擇主要取決于待測試樣的揮發(fā)性、沸點范圍。穩(wěn)定性等因素。氣化溫度一般選在組分的沸點或稍高于其沸點，以保證試樣*氣化。對于熱穩(wěn)定性較差的試樣，氣化溫度不能過高，以防試樣分解。

2.6）色譜柱長和內(nèi)徑的選擇

能使待測組分達到預期的分離效果，盡可能使用較短的色譜柱。一般常用的填充柱為l～3m。填充色譜柱內(nèi)徑為3～4mm。

2.7）進樣時間和進樣量的選擇

a）進樣迅速（塞子狀）以防止色譜峰擴張。

b）進樣量要適當：在檢測器靈敏度允許下，盡可能少的進樣量：液體樣0.1～10ul，氣體試樣為0.1～10ml。

2.8）燃氣和助燃氣的比例

在氣相色譜分析中，燃氣和助燃氣的比例會嚴重的影響組分的分離，一般兩者的比例為1:8~1:15。

而真正實現(xiàn)對-個混合試樣成功地分離，色譜條件的選擇中zui為關鍵的是色譜柱的選擇、柱溫的選擇、載氣的選擇及其流速的確定、燃氣和助燃氣的比例等。