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实验室分析仪器--气相色谱液体固定相-载体

2022.1.26

液体固定相由固定液与载体制成。填充柱用的载体是固体颗粒,空心管柱则是其管柱的内壁。

载体
载体的作用是使固定液均匀地涂敷于其表面,以创建流动相和固定相间合适的气液界面。载体最基本的要求如下。


颗粒大小:30~200μm,粒度分布窄,如(100±15)μm。
颗粒形状:粒度均匀、形状规则(球形较好)。
孔径:孔径分布均匀,孔结构利于组分传质,大小以0.2~2μm为主。
表面:比表面应足够大以负荷较多的固定液,一般在0.5~3m2/g。B、Al、Fe、Ca、Mg等应基本不存在,只有Si-o-Si桥、SiOH基或转变的SiOH基(如si-o-siC链接)存在。

润湿性:载体容易润湿,当涂极性固定液时,表面应该是亲水性的,而涂非极性固定相时,表面应是疏水性的。

稳定性:化学惰性、机械和热稳定性好,在筛分、涂渍、填充时不应粉碎,材料在300℃时应是热稳定的。
浸渍率:材料应允许低(2%~3%,质量分数)或高(20%,质量分数)的浸渍。

惰性:材料应是惰性的以避免固体载体对保留的贡献。


硅藻土仍是气相色谱法最佳的载体,特殊情况时才使用氟化物、玻璃微球作载体



1、硅藻土类载体
硅藻土主要由二氧化硅(90%)组成,其余为金属氧化物和水。这些金属氧化物(AlFe、Mg、Ca、Na、K等)是影响表面惰性的主要原因。
将硅藻土与一定量黏合剂在900℃左右煅烧,粉碎成颗粒就得到红色的硅藻土载体。表面积接近4m2/g,填充密度0.47g/cm3最大涂渍量为30%(质量分数)。适于分析烃和低极性物质,但不适于极性样品的分析。


若是添加碳酸钠在900℃以上煅烧,则得到白色的硅藻土载体。此种载体易碎,比表面积接近1m2/g,填充密度0.3g/cm3,最大涂渍量为25%(质量分数)白色硅藻土比红色的具有较低的吸附性能,可用于分析极性化合物。红色硅藻土有相当于6倍白色硅藻土的单位体积的表面积。


上述方法制得的载体都有吸附性和催化性能,这是由于载体表面上无机杂质生成的酸性或碱性活性基团和表面上硅醇基团所致,在使用时要作进一步处理,如用酸洗除去载体表面上铁等金属氧化物,碱洗除去表面Al2O3等酸性杂质,用硅烷试剂将硅醇基团进行硅烷化反应,用脱活剂(如胺、氨基醇、甲酰胺、小量极性液相等)饱和(键合)载体表面的吸附中心,用釉化方法堵塞载体表面的微孔,改变载体的表面性质,以利于色谱分离。白色硅藻土载体的惰性比红色载体好,惰性程度按未处理、酸处理、酸及硅烷化处理的载体依次变好。


2、氟化合物类载体和有机载体
这类载体主要是聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯两个品种,用于分析强极性或反应性化合物。这些载体比较软,带静电,容易成团,或黏到柱壁上。使用前将载体冷却到0℃或用塑料管可避免这种现象。


3、玻璃微球载体
玻璃微球一般认为是惰性的,但吸附作用仍然不能被忽视。由于低的比表面积,固定液的最大涂渍量在0.05%~0.5%。所以,进样量应该比通常小以避免超载。



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