第九章气相色分析法.ppt

第九章气相色谱分析法
一、裂解气相色谱技术与应用
application and technology of pyrolysis gas chromatograph
二、顶空气相色谱技术与应用
applications and technology of headspace gas chromatograph
第五节气相色谱应用技术
gas chromatographic analysis, GC
application technology of gas chromatograph
2018/10/18
一、裂解气相色谱的原理与应用application and technology of pyrolysis gas chromatograph
裂解气相色谱(pyrolysis gas chromatograph,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。
2018/10/18
1. 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。
2018/10/18
特点:
(1) 分离效率高(色谱法自身的特点)
(2) 灵敏度高(色谱法自身的特点)
(3) 分析速度快
快速裂解、快速分析;不丢失信息;
(4) 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
(5) 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;
(6) 简单、易行
2018/10/18
2. 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
2018/10/18
3. 对裂解器的要求
(1)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;
(2) 裂解温度范围可调
不同物质需要不同的裂解温度;
400-1500 C
(3)裂解器与接口的体积小
减小死体积;防止色谱峰变宽;
(4)对裂解反应无催化反应
防止歧化反应和二次反应;
2018/10/18
4. 裂解器
(1)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;
(2) 热丝裂解器
样品放置在加热丝的螺旋管中;
(3)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;
(3)激光裂解器
2018/10/18
二、顶空气相色谱的技术与应用applications and technology of headspace gas chromatograph
——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。
2018/10/18
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 =fi pi
fi为校正因子,在真实体系中,蒸气分压通常用下式表示:
pi = poiγixi
poi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 =fi pi= fiγixi poi
当系统平衡时:
Ai =fi pi= ki xi
通过顶空分析,可确定试样中的含量。
2018/10/18
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),