30 第五节气相色谱分析法的应用.ppt

第1页：气相色谱应用技术

第九章 气相色谱分析法 第五节 气相色谱应用技术

• 裂解气相色谱技术与应用
• 顶空气相色谱技术与应用

第2页：裂解气相色谱的原理与应用

裂解气相色谱的原理与应用

• 裂解气相色谱（，PyGC）——热裂解和气相色谱两种技术的结合
• 一些分子量较大、结构复杂、难挥发、难溶解的物质的分析鉴定方法
• 如：聚合物分析
• 热裂解：在热能作用下，物质发生的化学降解过程
• 热裂解+气相色谱+质谱（红外、核磁）技术——研究高分子化合物的有力工具
• 在高分子、生物医学、环境科学、考古学、地球化学、矿物燃料、炸药等领域有广泛应用

第3页：基本原理及方法

基本原理

在一定条件下，高分子及非挥发性有机化合物遵循一定的裂解规律，即特定的样品能够产生特征的裂解产物及产物分布，采用气相色谱分析、鉴定裂解产物，据此可对原样品进行表征

方法

样品置于裂解器中，在严格控制的条件下，快速加热，使之迅速分解成为可挥发的小分子产物，然后直接将裂解产物送入色谱柱中进行分离，获得定性定量数据

第4页：基本原理及方法特点

基本原理及方法特点

• 分离效率高(色谱法自身的特点)
• 灵敏度高(色谱法自身的特点)
• 分析速度快快速裂解、快速分析；不丢失信息
• 信息量大裂解条件与裂解产物关系；样品组成与裂解产物；裂解机理和反应动力学研究
• 适合于各种形态样品粘稠液体、粉末、纤维及弹性体、固化树脂、涂料、硫化橡胶、塑料等
• 简单、易行

第5页：流程载气裂解器六通阀气化室色谱柱

GC检测器数据处理质谱仪数据处理压力表。

第6页：对裂解器的要求

对裂解器的要求

• 裂解反应控制裂解温度的精确控制(裂解温度不同，裂解产物不同)；可重复进行
• 裂解温度范围可调不同物质需要不同的裂解温度；400-1500°C
• 裂解器与接口的体积小减小死体积；防止色谱峰变宽
• 对裂解反应无催化反应防止歧化反应和二次反应

第7页：裂解器

裂解器

• 管式炉裂解器外壁加热的圆管，简单，易于控制。死体积大，二次反应突出
• 热丝裂解器样品放置在加热丝的螺旋管中
• 居里点裂解器利用电磁感应加热；铁磁性材料置于高频电场中，吸收射频能量迅速升温，达到居里点温度时，变为顺磁质，不再吸收能量，温度稳定在该点；样品放置在铁磁性材料制成的加热元件上。不同组成的铁磁质合金具有不同居里点温度
• 激光裂解器

第8页：顶空气相色谱的技术与应用

顶空气相色谱的技术与应用

• ——对液体或固体试样中的挥发性成分进行气相色谱分析的技术
• 试样置于密闭的恒温系统中，气-液（气-固）两相达到热力学平衡时，测定气相组成
• 两种方式
• 静态法：恒温密闭系统，平衡时，测定气相组成
• 动态法：吹扫-捕集法，采用吸附剂吸附，加热解吸

第9页：理论依据

理论依据

• 当顶空瓶中样品上面的蒸气压相当低时，峰面积Ai的大小与样品上面的气相中挥发性组分i的蒸气压pi
• 成正比：Ai=fipifi为校正因子，在真实体系中，蒸气分压通常用下式表示：pi=poiγixipoi为气相中组分i的摩尔分数
• xi为样品中组分i的摩尔分数
• γi为组分i的活度系数
• Ai=fipi=fiγixipoi
• 当系统平衡时：Ai=fipi=kixi通过顶空分析，可确定试样中的含量

第10页：理论依据应用

理论依据应用

• 1：在职业病和法庭分析中，经常要测定体液等中的苯、甲苯、二甲苯等有毒成分，采用顶空分析是一种有效、方便、快速的方法
• 司法部司法鉴定科学技术学院制订了分析水、尿、血中苯类化合物的静态顶空分析方法
• 方法：5mL青霉素小瓶，取1mL试样（水、尿、血），加入0.4内标物和约1g硫酸铵至饱和，加盖密封，置于80°C的恒温器中30min，取0.6mL顶空的气样色谱分析
• 色谱柱：2m×2mm
• 80-100目
• 固定液PEG20M
• 柱温：110°C，以10°C/min程序升温到110°C

第11页：应用

应用

• 2：分析血样中的酒精是顶空气相色谱应用最广泛的方法，可检查汽车司机是否酒后驾车
• 方法：样品平衡温度50°C
• 平衡时间30min
• 色谱柱：30m×0.53mm
• 石英毛细管柱
• 固定液：聚二甲苯硅氧烷

第12页：应用（续）

应用（续）

• 3：固体样品（塑料、食品等）的顶空分析
• 塑料食品包装袋中的甲苯残留量的测定
• 方法：将塑料食品包装袋剪成30mm10mm装入100mL玻璃注射器，在80°C预热20min，用空气稀释为100mL，恒温10min后进样分析
• 色谱柱：500mm×3mm，填充柱，80-100目
• 固定液：20%的PEG20M
• 柱温：80°C
• 最小检测浓度为0.031mg/m2.

第13页：气相色谱分析法内容选择

气相色谱分析法内容选择

• 气相色谱仪
• 气相色谱固定相及其选择
• 气相色谱检测器
• 分离与操作条件选择
• 气相色谱分析法的应用
• 毛细管色谱法