2023年气液色谱法,分离原理(四篇)

气液色谱法,分离原理篇二

高效液相色谱法中离子对色谱法、离子交换色谱法及离子色谱法原理的研究及应用

1308102-06余胜

摘 要：本文主要讨论正相离子对色谱法、反相离子对色谱法、离子交换色谱发及离子色谱

法的原理，以及在应用上的特征与区别。

关键词：正相离子对色谱法；反相离子对色谱法；离子交换色谱法；离子色谱法

高效液相色谱法是20世纪70年代发展起来的一项高效、快速的分离技术。液相色谱法是指流动相为液体的色谱技术。在经典的液体柱色谱法的基础上引入气相色谱法的理论，在技术上采用高压泵、高效固定相和高灵敏度检测器，实现了分析速度快，分离效率高和操作自动化。他可分为离子对色谱法、离子交换色谱法及离子色谱法等，其应用非常广泛。且具有高压、高速、高效以及高灵敏度等这几个突出的特点。

1.离子对色谱法

离子对色谱法是将一种(或多种)与溶质分子电荷相反的离子(称为对离子或反离子)加到流动相或固定相中，使其与溶质离子结合形成疏水型离子对化合物，从而控制溶质离子的保留行为。用于阴离子的对离子是烷基铵类，如氢氧化四丁基胺等；用于阳离子的对离子是烷基磺酸类，如己烷磺酸钠等。

近年来有，贺霞,史朝晖等[1]通过用反相离子对色谱法测定了复方维生素片中的维生素b1、维生素b2、维生素b 6这3种水溶性维生素含量，他们以己烷磺酸钠作为离子对试剂，采用diamonsilc18(250mm×4.6mm,5µm)柱，同时测定这三种维生素，具有好的相关性，此种方法可用于这三种物质含量的测定及质量控制研究。

随后有李小兵，王勇军等[2]用离子对色谱法检测阿德福韦酯中降解产物的含量。采用welch materials xb-c8 柱(250 mm ×4.6 mm,5µ m)，以0.05 mol ·l-1 的磷酸氢二钾和0．01 mol ·l-1四丁基硫酸氢铵缓冲溶液(磷酸调ph至3.0)乙-腈(65:35)为流动相。成功将阿德福韦酯主峰与临近杂质峰可达到基线分离，且主要降解产物阿德福韦、阿德福韦单特戊酸甲酯及9-(2-二乙氧基膦酰甲氧基乙基)腺嘌呤分离度度均在2.0以上。故正相离子对色谱法适用于阿德福韦酯的有关物质检查及质量控制。

2.离子交换色谱法

离子交换色谱法是基于离子交换树脂上可解离的离子与流动相中具有相同电荷的溶质进行可逆交换，根据这些离子对交换剂具有不同的亲和力而将它们分离。凡是在溶剂中能够解离的物质通常都可以用离子色谱法进行分离。被分析物质解离后产生的离子与树脂带相同电荷的离子(反离子)进行交换而达到平衡。不管对于阳离子交换亦或是阴离子交换，若其分配系数d值越大，表示溶质的离子与离子交换剂的相互作用能力越强,亲和力高，在柱中的保留值也就愈大。据报道，李雪辉，段红丽等[3]通过用离子交换色谱法检测离子液体中的阴离子。他们利用离子色谱仪，建立了阴离子的分析方法，此法可用于分析离子液体样品中杂阴离子及监控离子液体合成中反应与纯化过程。

3.离子色谱法

离子色谱法是在离子交换色谱法的基础上发展起来的液相色谱法，且迅速的发展成为水溶液中阴离子分析的最佳方法。此法利用离子交换树脂为固定相，电解质溶液为流动相。通常以电导检测器为通用检测器，为消除流动相中强电解质背景离子对电导检测器的干扰，设置了抑制柱。经典双柱型离子色谱仪，式样组分在分离柱和抑制柱上的原理与离子交换色谱法相同。离子色谱法是离子型化合物的阴离子分析的唯一快速、灵敏(µg·l-1级)和准确的多组分分析的方法。张建平，黄朝章等[4]通过离子色谱法以氢氧化钾为洗脱液、阴离子交换柱分离、电导检测器检测，同时测定了烟草中的硝酸盐和亚硝酸盐。然而黎涛等[5]用离子色谱法测定脱硫石膏粉中硫酸钙含量。通过测定硫酸根的含量，来换算成硫酸钙的质量分数。且此实验的重复性好，灵敏度高。

4.结论

离子对色谱法在对于有机酸、有机碱的分离分析中对于离子交换色谱具有优越性。而离子交换色谱法选择性较好。离子色谱法对于离子型化合物阴离子的分析具有其他分析方法无可比拟的优越性。参考文献

[1]贺霞,史朝晖,刘慧,张小岭,闫笑笑,周晓星,王东凯.反相离子对色谱法测定复方维生素片中

3种水溶性维生素的含量[j].中国新药杂志.2012(22):2697-2700.[2]李小兵,王勇军,蒋飞英,朱峰,毛白杨,陈再新.离子对色谱法检测阿德福韦酯中降解产物的含量[j].药物分析杂志.2013(06):192-194.[3]李雪辉,段红丽,潘锦添,王乐夫.离子交换色谱法检测离子液体中阴离子[j].分析化学.2006(s1):1007-1011.[4]张建平,黄朝章,邓其馨,苏明亮,谢卫,许寒春,刘泽春,吴清辉.离子色谱法同时测定烟草中的硝酸盐与亚硝酸盐[j].中国烟草学报.2013(06):25-33.[5]黎涛,于亮,宋文吉,张建军,冯自平.离子色谱法测定脱硫石膏粉中硫酸钙含量[j].理化检验(化学分册).2014(01):89-

气液色谱法,分离原理篇三

1.基本概念

固定液相对极性，麦氏常数，程序升温，噪声，漂移，分流比，检测器灵敏度，检测限等。2．基本理论

（1）差速迁移：在色谱分析中，分配系数不同是组分分离的前提条件。气相色谱法中，载气种类少，可选余地小，要改变组分之间分配系数的或大小或比例，主要通过选择合适的固定液。

（2）gc中的速率理论：速率理论是从色谱动力学的角度阐述影响柱效的因素，以van deemter方程式表示，在填充柱中，速率方程为：

h=a+b/u+cu =2λdp+ 2gdg/u+ 在开管柱中，a＝0，此时速率方程为：

h=b/u+cgu+clu =u +

最小板高对应的载气线速度称为最佳线速度，为了减少分析时间，常用的最佳实用线速度大于最佳线速度。在学习速率理论时，应熟悉速率方程式中各项和各符号的含义，即这些因素是如何影响柱效的，从而理解分离条件的选择。

（3）色谱柱分填充柱及毛细管柱两类，填充柱又分气-固色谱柱及气-液色谱柱。固定液按极性分类可分成非极性、中等极性、极性以及氢键型固定液。固定液的选择按相似性原则。常用硅藻土载体分为红色载体和白色载体，红色载体常用于涂渍非极性固定液，白色载体常用于涂渍极性固定液。硅藻土载体常需进行钝化，其目的是为了减小载体表面的活性。载体钝化的方法有酸洗（aw）、碱洗（bw）和硅烷化，这些钝化方法分别除去碱性氧化物（主要是氧化铁）、酸性氧化物（氧化铝）和覆盖硅羟基。

毛细管柱可分为涂壁毛细管柱（wcot）、载体涂层毛细管柱（scot）、多孔层毛细管柱（plot）和填充毛细管柱。

检测器分浓度型及质量型两类。氢焰检测器是质量型检测器，具有灵敏度高，检测限小，死体积小等优点。热导检测器是浓度型检测器，组分与载气的热导率有差别即能检测。电子捕获检测器也是一种浓度型检测器，检测含有强电负性基团的物质，具有高选择性和高灵敏度。

为保护检测器和色谱柱，开气相色谱仪时，必须先开载气，后开电源，加热。关机时，先关电源，最后关载气。

（4）柱温的选择原则为：在使最难分离的组分有尽可能好的分离度的前提下，要尽可能采用较低的柱温，但以保留时间适宜及不拖尾为度。对宽沸程样品，采用程序升温方式。

（5）定性与定量：定性方法有已知物对照法，相对保留值，保留指数，利用化学方法配合，两谱联用定性。定量方法常用归一化法和内标法，在没有校正因子情况下，使用内标对比法较好。3．基本计算

固定液的相对极性

分离方程式 r=

相对重量校正因子= 归一化法 ci%=

外标法 mi =

内标法 mi=fiai ms=fsas mi= ci%=

内标对比法

气液色谱法,分离原理篇四

气相色谱法实验

实验目的1.了解气相色谱仪的各部件的功能。2.加深理解气相色谱的原理和应用。3.掌握气相色谱分析的一般实验方法。4.学会使用 fid 气相色谱对未知物进行分析。

实验原理

1.气相色谱法基本原理气相色谱的流动向为惰性气体，气-固色谱法中以表面积大且具有一定活性的吸附剂作为固定相。当多组分的混合样品进入色谱柱后，由于吸附剂对每个组分的吸附力不同，经过一定时间后，各组分在色谱柱中的运行速度也就不同。吸附力弱的组分容易被解吸下来，最先离开色谱柱进入检测器，而吸附力最强的组分最不容易被解吸下来，因此最后离开色谱柱。如此，各组分得以在色谱柱中彼此分离，顺序进入检测器中被检测、记录下来。气相色谱仪器框图如图 1 所示：

图 1.气相色谱仪器框图 仪器均由以下五个系统组成：

气路、进样、分离、温度控制、检测和记录系统。

2.气相色谱法定性和定量分析原理在这种吸附色谱中常用流出曲线来描述样品中各组分的浓度。也就是说，让分离后的各组分谱带的浓度变化输入换能装置中，转变成电信号的变化。然后将电信号的变化输入记录器记录下来，便得到如图 2 的曲线。它表示组分进入检测器后，检测器所给出的信号随时间变化的规律。它是柱内组分分离结果的反映，是研究色谱分离过程机理的依据，也是定性和定量的依据。

图 2.典型的色谱流动曲线 d 的原理

本次试验所用的为氢火焰离子化检测器(fid)，它是以氢气和空气燃烧的火焰作为能源，利用含碳有机物在火焰中燃烧产生离子，在外加的电场作用下，使离子形成离子流，根据离子流产生的电信号强度，检测被色谱柱分离出的组分。

三．实验试剂和仪器

(1)试剂：甲醇、异丙醇、异丁醇(2)仪器：气相色谱仪带氢火焰离子化检测器(gc-2014 气相色谱仪)；

氢-空发生器(sph-300 氢气发生器)、氮气钢瓶；

色谱柱；

微量注射器。

四． 实验步骤

打开稳定电源。

打开 n 2 钢瓶（减压阀），以 n 2 为载气，开始通气，检漏；调整柱前压约为 0.12mpa。

调节总流量为适当值(根据刻度的流量表测得)。

调节分流阀使分流流量为实验所需的流量。

打开空气、氮气开关阀，调节空气、氮气流量为适当值。

根据实验需要设置柱温、进样温度和 fid 检测器温度。本实验柱温的初始温度恒温。气化室及检测器温度设定，一般比柱温高 50~100℃。

打开色谱工作站，设定相关参数。

待仪器稳定后，进样分析，注意进样量，1µ l 左右。

峰记录与处理，微机化后自动获得积分面积、高、保留时间等数据。

实验结束后首先调节柱温到室温，调节氢气、空气流量为零，随后关闭氢-空发生器，待柱温降到室温后关闭色谱仪，最后将氮气钢瓶关闭。

五．数据记录和处理

用气相色谱法对未知混合物进行气相色谱测定，可得其色谱图如图 3 所示：

图 3.未知混合物的气相色谱图 peak# area height 2 2.341 2386957 1627752 3 2.622 1451103 937144.9 将未知物与标准溶液对照，发现未知混合物的色谱图与异丙醇和异丁醇的气相色谱图标准溶液相吻合，第一个峰：停留时间 2.341 与异丙醇接近，第二个峰停留时间 2.622，与异丁醇接近。可推断该混合物为异丙醇和异丁醇的混合物。

2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 min0.000.250.500.751.001.251.501.752.002.25 uv(x1,000,000)

chromatogram2.341/23869572.622/14511032.833/7671

(1)异丙醇

图 4.异丙醇的气相色谱图 peak# area height 2 2.359 5673681 3509001(2)异丁醇

图 5.异丁醇的气象色谱图 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.0min0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0uv(x1,000,000)chromatogram2.359/56736812.632/24012.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.0 3.1 min0.000.250.500.751.001.251.501.752.002.252.50uv(x1,000,000)chromatogram2.631/28921902.837/15612

peak# area height 2 2.631 2892190 1790486

六． 思考与讨论

1.在气相色谱仪中有单气路和双气路之分，二者各有什么特点？答：气相色谱仪中有单气路和双气路之分一般是指热导检测器，热导检测器正常工作的时候，需要一路气做比较气，常称作为参比气，另外一路气做样品，这样两路气同时有阀件独立提供，两路气体在调节和使用时互不干扰，是并联方式的气路，这就是双气路。但在工作中，由于成本，气路复杂性，样品的复杂性等等众多原因，在使用中，常常会将两路气体的流动串联成单路流动，只有一路阀件控制两路气，这样的作法，结果是损失了一些 s 值，但很多用户所测含量是百分含量或者是千分含量，这样对结果就没有影响了。

2.在分析有机物时常采用氢火焰离子化检测器，这是为什么？答：氢火焰离子化检测器有很多优点：灵敏度很高，比热导检测器的灵敏度高约 103倍；检出限低，可达 10-12 g·s-1 ；火焰离子化检测器能检测大多数含碳有机化合物；死体积小，响应速度快，线性范围也宽，可达 106以上；而且结构不复杂，操作简单，是目前应用最广泛的色谱检测器之一。

3.在色谱分析中，经常会出现色谱峰不对称的现象，除了进样量的影响之外，还有什么其他影响因素？答：色谱峰的不对称性来源于色谱过程本身，也有些来源于仪器。造成峰不对称的原因有以下几个：

不完全分离：歪曲的峰形有时实际上是因为未分离的其他溶质组分峰的叠加造成的。

缓慢的动力学过程：包括溶质在固定相中为空隙中的扩散，溶质与表面能量分布不均匀的固定相的相互作用；对液相色谱来说，还有在溶剂化不充分的键合固定相表面传质缓慢的影响。动力学过程造成的不对称可以通过梯度洗脱予以改善。

化学反应：如溶质在柱内发生化学反应，会形成拖尾峰或宽得不正常的峰。