题目: 气相色谱法
教学目的与要求: 掌握
1 气相色谱仪器
2 毛细管色谱简介
3 进样系统
4 检测器
5 定性分析
6 定量分析
内容与时间分配: 1 气相色谱仪器
2 毛细管色谱简介
3 进样系统
4 检测器
5 定性分析
6 定量分析
重点与难点: 1、荧光的产生；
2、荧光光谱与激发光谱；
3、荧光与分子结构
4、影响因素
5、分析方法
教具准备: PPT
气相色谱法
1.概述
GC是以气体为流动相的柱色谱法
按固定相状态分为气固～：固体吸附剂
气液～：载体上涂渍液体的固定相
色谱柱种类填充柱色谱
毛细管柱色谱空心～
填充～
1.1气相色谱仪的一般流程
载气调至所需流速；气化室，色谱柱，检测器调至最佳工作状态；分析样品从进样器→
载气
气化室（气化）→色谱柱分离→检测器→记录仪→保留值：定性
A或h：定量
①气路系统
载气连续运行的密闭管路
气源（高压气瓶）→减压阀，压力表→净化器→气流调节器→流量计气化室→色谱柱→检测器→放空
②进样系统：使样品瞬间气化，进入色谱柱
进样装置
气化室
③分离系统：分离组分
色谱柱，柱室
④检测系统：将载气中组分的浓度或量转化成电信号
⑤温度控制系统
气化室，柱室，检测室控温
⑥数据处理系统
记录仪，积分仪或色谱工作站
1.2 GC的特点
①分离效能高（柱效高）
n=106
性质相似的组分也可分离，因气体粘度小，移动快，可以用长柱子分离
汽油有200多个组分，人尿300多个组分
②分析速度快
几分～几十分钟
③灵敏度高
检测限：10-12～10-14g
④应用广泛
分析气化温度在<450℃且不分解的物质，可分析20％的有机化合物
2仪器结构
2.1载气系统：H2、N2、He、Ar等
载气主要根据检测器特性决定
如：热导池～：H2、He（分子量小，热导系数大，粘度小）
载气流量控制：根据速率方程，选择最佳稳定流量
H=A+B/u+Cu
A ：涡流扩散项
B/u ：纵向扩散项
Cu ：传质阻力项
对上式求导：dH/du=-B/u 2+C=0
C B u =最佳 C B A H ⋅+=2最小
当u 较小时，B 项为色谱峰扩张的主要因素，此时应采用相对分子质量较大的载气（N 2，Ar ），使组分在载气中有较小的扩散系数。
当u 较大时，C 项为控制因素，宜采用相对分子量较小的载气（H 2、He ），此时组分在载气中有较大的扩散系数，可减小气相传质阻力，提高柱效。
对于填充柱：N 2：10～12cm ·s -1
H 2：15～20 cm ·s -1
2.2进样系统
2.2.1进样口结构与技术指标
①操作温度范围
最高气化温度350～420℃，常用250℃
②载气压力和流量设定范围
常见仪器载气压力范围：0～100psi
流量范围：0～200ml ·min -1
③死体积 0.2～1ml
气化室死体积小，样品初始谱带窄，柱外效应小，但死体积太小，会因样品气化后体积膨胀引起压力的剧烈波动，严重时会引起样品“倒灌”，反而增加柱外效应。
④惰性
气化室内壁应有足够惰性，不对样品发生吸附或化学反应或对样品分解起催化作用。所以，气化室不锈钢套管中要插入一个石英或玻璃管柱。
⑤隔垫吹扫功能
隔垫：硅橡胶材料→残留溶剂 低分子齐聚物 进入色谱柱，引起“鬼峰”
气化室高温使其部分降解
隔垫吹扫
隔垫排出物被排出
温度较气化温度低，防止隔垫老化
隔垫吹扫器出口
玻璃衬管
加热块
石英玻璃毛（此处为衬管中心，温度最高，样品气化，不会被吹扫气流失）
载气大部分进入衬管，起载气作用，一部分向上流动（1～3ml ·min -1），从隔垫下方流过，放空。
保护色谱柱→不挥发物质会滞留在衬管不进入色谱柱，积存产生“鬼峰”，所以
清洗，更换
硅烷化→脱活处理
衬管 一般衬管中填入少量硅烷化处理的石英玻璃毛。
→加快样品气化，避免颗粒物填塞色谱柱
衬管容积：至少等于样品溶剂气化后体积
气化后体积膨胀150～500倍
2.2.2进样
①注射器进样
气体
液体
a．注射速度快
b．取样应准确，重现
c．避免样品间干扰（洗针3次）
d．选择合适的注射器（10μl多用）
e．减少注射歧视（组分沸点不同，气化速度和针内残留不同）
方法：热针进样
溶剂冲洗：针内先吸一段溶剂，再吸样品
②液体
气体进样阀（定量管，RSD可达0.5%）
V气体=（102～103）V液体
③自动进样器（效率高，精度高，费用高）
④分流进样（毛细管气相色谱）减少进样量
防止柱污染
分流技术：小部分被载气带入色谱柱，大部分被放空
进入色谱柱部分：放空部分=分流比（一般1:10～1:200）
进样量<2μl（一般<0.5μl）
进样速度：越快越好防止不均匀气化
保持窄的初始谱带宽度
分流歧视：在一定分流比条件下，不同样品组分的实际分流比是不同的，从而选成进入色谱柱的样品组成不同于原来的样品组成，影响定量结果的准确度。
各组分在载气中的扩散速度不同
原因各组分极性不同，沸点不同，气化速度不同
分流比较大
解决方法快速气化，包括采用较高气化温度和选用合适的衬管
在样品浓度和柱容量允许情况下，分流比尽量小一些
⑤不分流进样：
提高灵敏度
消除分流歧视
低浓度样品，但由于溶剂效应会引起初始谱带变宽
⑥冷柱上进样：
样品直接注入处于室温活低于室温的色谱柱，逐步升高温度使组分依次气化通过色谱柱分离消除歧化效应
优点避免样品分解
准确度，精密度高
要求进样体积小，否则会超载
缺点操作复杂：对起始柱温、溶剂性质、进样速度有严格的要求，且要特殊
⑦程序升温气化进样（PTV）
将气体或液体样品，注入处于低温的进样口衬管内，按设定程序升高进样口温度
缺点：PTV进样口结构复杂，操作技术要求更高一些；价格贵一些。
