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固定相方面的發(fā)展


一個(gè)平凡的化學(xué)人 / 2018-07-24

    氣相色譜的固定相是決定分離是否可能的關(guān)鍵材料.研制出適應(yīng)面廣的高效能的新型固定相,以解決錯(cuò)綜復(fù)雜的分離對(duì)象。

    隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,環(huán)境保護(hù)事業(yè)的發(fā)展,迫切要求建立準(zhǔn)確、快速、簡(jiǎn)便的痕量和超微量雜質(zhì)分析的方法,因而對(duì)固定相也提出了新的要求。

    常用的固定相有兩大類:一類是氣固色譜所用的吸附劑,另一類則是氣液色譜所用的載體加固定液,至于聚合物固定相則可看作介于兩者之間的一種固定相.以這兩大類固定相為基礎(chǔ),使氣相色譜又分成氣固色譜和氣液色譜兩個(gè)分支,其主要特征如表1-7。

                                          表1-7氣液色譜與氣固色譜比較

 

  色譜 氣液色譜
固定相 吸附劑 惰性固體上涂固定液
分離作用 吸附 溶解
分配等溫線 非線性,對(duì)極性化合物常引起嚴(yán)重拖尾

線性較好,峰形較對(duì)稱,對(duì)極性化合物拖尾有時(shí)來自載體或管壁壁的吸附作用

最高使用溫度 無固定相流失現(xiàn)象使用溫度可達(dá)300℃,甚至更高 使用溫度一般不能超過250℃,常有固定液流失現(xiàn)象,這對(duì)微量雜質(zhì)測(cè)定、獲得穩(wěn)定的柱性能很不利;在制備色譜中,會(huì)引起沾污較好
重現(xiàn)性 較好

對(duì)保留值的影響

柱分配比大,流出時(shí)間長(zhǎng),保留值隨進(jìn)樣量稍有變化 柱分配比小,流出時(shí)間短,進(jìn)樣量在一定范圍內(nèi)保留值不變
傳質(zhì)速率 快,適于快速分析 慢,不適于快速分析
催化中毒及再生 對(duì)試樣有催化作用,易中毒,對(duì)載氣純度要求高,但中毒后易再生 對(duì)試樣一般無催化作用,不易中毒,對(duì)載氣純度要求一般,但沾污后不易再生、活化
發(fā)展方向 對(duì)吸附劑加以物理化學(xué)處理,可改善其表面不均勻性,從而改善其選擇性和柱效率 關(guān)鍵在于克服固定液的揮發(fā)流失.近來發(fā)展的載體與固定液的化學(xué)結(jié)合固定相,克服了流失,提高了傳質(zhì)速率

    從表1-7中可以看到,氣固色譜的主要缺點(diǎn)在于固定相的品種少,不便于互相調(diào)配使用,以及表面結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)上的不均勻性;但其選擇性高,傳質(zhì)速率快,無揮發(fā)性等優(yōu)點(diǎn)則異常突出.氣液色譜固定相的主要缺點(diǎn)則在于固定液的揮發(fā),分解,使其不適于微量雜質(zhì)的分析;而且傳質(zhì)速率慢,也不適于快速分析.從氣相色譜發(fā)展的過程來看,氣固色譜比氣液色譜早誕生約十年;但自氣液色譜誕生后,氣相色譜才得到極其迅速的發(fā)展.今天氣液色譜應(yīng)用范圍已比氣固色譜廣泛得多,這是由于固定液種類多,且易于互相調(diào)配使用,適于分離各種不同類型化合物.但另一方面,由于固定液的熱穩(wěn)定性差,即有流失現(xiàn)象這個(gè)根本弱點(diǎn),難以適應(yīng)痕量分析的要求,近年來不少色譜工作者又寄希望于氣固色譜,各種新型吸附劑、改性吸附劑應(yīng)運(yùn)而生.例如各種均勻表面的粗孔吸附劑,由高聚物碳化所得新型碳吸附劑(俗稱碳分子篩)等在分離上有顯著的優(yōu)點(diǎn);至于交聯(lián)高聚物固定相(如GDX等)業(yè)已顯示出許多十分重要的特點(diǎn),它的作用機(jī)制尚未探索清楚,不能簡(jiǎn)單地歸類于吸附劑,而是介于氣固色譜和氣液色譜之間的一種固定相。

    為了克服固定液的流失,改善傳質(zhì)速率,近來發(fā)展了使載體和固定液間形成穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)合而成的固定相,是一個(gè)很重要的發(fā)展,至于可控表面載體的出現(xiàn)對(duì)改善氣液色譜的柱效率方面也有很大意義,但還不能根本改善固定液的流失問題。

    為了將氣液色譜和氣固色諧的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來,有人在吸附劑表面上涂以少量固定液(一般少于2%),這樣,既保留了吸附劑的特點(diǎn),又由于少量的固定液附著在活性中心上,減少了吸附劑表面的不均勻性和固定液的揮發(fā)性.有人稱之為氣液固色譜,但這種方法改善的程度是有限的。

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