气相色谱的固定相是决定分离是否可能的关键材料.研制出适应面广的高效能的新型固定相,以解决错综复杂的分离对象。
随着工农业生产和科学技术的不断发展,环境保护事业的发展,迫切要求建立准确、快速、简便的痕量和超微量杂质分析的方法,因而对固定相也提出了新的要求。
常用的固定相有两大类:一类是气固色谱所用的吸附剂,另一类则是气液色谱所用的载体加固定液,至于聚合物固定相则可看作介于两者之间的一种固定相.以这两大类固定相为基础,使气相色谱又分成气固色谱和气液色谱两个分支,其主要特征如表1-7。
表1-7气液色谱与气固色谱比较
气固色谱 | 气液色谱 | |
固定相 | 吸附剂 | 惰性固体上涂固定液 |
分离作用 | 吸附 | 溶解 |
分配等温线 | 非线性,对极性化合物常引起严重拖尾 |
线性较好,峰形较对称,对极性化合物拖尾有时来自载体或管壁壁的吸附作用 |
最高使用温度 | 无固定相流失现象使用温度可达300℃,甚至更高 | 使用温度一般不能超过250℃,常有固定液流失现象,这对微量杂质测定、获得稳定的柱性能很不利;在制备色谱中,会引起沾污较好 |
重现性 | 差 | 较好 |
对保留值的影响 |
柱分配比大,流出时间长,保留值随进样量稍有变化 | 柱分配比小,流出时间短,进样量在一定范围内保留值不变 |
传质速率 | 快,适于快速分析 | 慢,不适于快速分析 |
催化中毒及再生 | 对试样有催化作用,易中毒,对载气纯度要求高,但中毒后易再生 | 对试样一般无催化作用,不易中毒,对载气纯度要求一般,但沾污后不易再生、活化 |
发展方向 | 对吸附剂加以物理化学处理,可改善其表面不均匀性,从而改善其选择性和柱效率 | 关键在于克服固定液的挥发流失.近来发展的载体与固定液的化学结合固定相,克服了流失,提高了传质速率 |
从表1-7中可以看到,气固色谱的主要缺点在于固定相的品种少,不便于互相调配使用,以及表面结构和表面性质上的不均匀性;但其选择性高,传质速率快,无挥发性等优点则异常突出.气液色谱固定相的主要缺点则在于固定液的挥发,分解,使其不适于微量杂质的分析;而且传质速率慢,也不适于快速分析.从气相色谱发展的过程来看,气固色谱比气液色谱早诞生约十年;但自气液色谱诞生后,气相色谱才得到极其迅速的发展.今天气液色谱应用范围已比气固色谱广泛得多,这是由于固定液种类多,且易于互相调配使用,适于分离各种不同类型化合物.但另一方面,由于固定液的热稳定性差,即有流失现象这个根本弱点,难以适应痕量分析的要求,近年来不少色谱工作者又寄希望于气固色谱,各种新型吸附剂、改性吸附剂应运而生.例如各种均匀表面的粗孔吸附剂,由高聚物碳化所得新型碳吸附剂(俗称碳分子筛)等在分离上有显著的优点;至于交联高聚物固定相(如GDX等)业已显示出许多十分重要的特点,它的作用机制尚未探索清楚,不能简单地归类于吸附剂,而是介于气固色谱和气液色谱之间的一种固定相。
为了克服固定液的流失,改善传质速率,近来发展了使载体和固定液间形成稳定的化学结合而成的固定相,是一个很重要的发展,至于可控表面载体的出现对改善气液色谱的柱效率方面也有很大意义,但还不能根本改善固定液的流失问题。
为了将气液色谱和气固色谐的优点结合起来,有人在吸附剂表面上涂以少量固定液(一般少于2%),这样,既保留了吸附剂的特点,又由于少量的固定液附着在活性中心上,减少了吸附剂表面的不均匀性和固定液的挥发性.有人称之为气液固色谱,但这种方法改善的程度是有限的。
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