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一文讀懂丨氣相色譜儀(GC)

時間:2025-11-21瀏覽:685次

 色譜法,又稱層析法或色層法,是利用物質溶解性和吸附性等特性的物理化學分離方法,分離原理是根據(jù)混合物中各組分在流動相和固定相之間作用的差異作為分離依據(jù)。


以氣體作為流動相的色譜法稱為氣相色譜法(Gas Chromatography,簡稱GC),氣相色譜是機械化程度很高的色譜方法,廣泛應用于小分子量復雜組分物質的定量分析


*流動相:攜帶樣品流過整個系統(tǒng)的流體,也稱作載氣。固定相:靜止不動的相,色譜柱中的擔體、固定液、填料。

一、氣相色譜儀構成

氣相色譜儀主要由氣路系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測及溫控系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)組成。

氣相色譜儀構成

二、氣相色譜儀分類

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氣相色譜儀類別

a.氫火焰離子化檢測器(FID)用于微量有機物分析;
b.熱導檢測器(TCD)用于常量、半微量分析,有機、無機物均有響應;
c.電子捕獲檢測器(ECD)用于有機氯農藥殘留分析
d.火焰光度檢測器(FPD)用于有機磷、硫化物的微量分析;
e.氮磷檢測器(NPD)用于有機磷、含氮化合物的微量分析;
f.催化燃燒檢測器(CCD)用于對可燃性氣體及化合物的微量分析;
g.光離子化檢測器(PID)用于對有毒有害物質的痕量分析色譜檢測器分類;


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氣相色譜儀分類

a.按原理可分為光學檢測器(如,紫外、熒光、示差折光、蒸發(fā)光散射)、熱學檢測器(如,吸附熱)、電化學檢測器(如,極譜、庫侖、安培)、電學檢測器(電導、介電常數(shù)、壓電石英頻率)、放射性檢測器(閃爍計數(shù)、電子捕獲、氦離子化)以及氫火焰離子化檢測器。
b.按測量性質可分為通用型和專屬型(又稱選擇性)。通用型檢測器測量的是一般物質均具有的性質,它對溶劑和溶質組分均有反應,如示差折光、蒸發(fā)光散射檢測器。通用型的靈敏度一般比專屬型的低。專屬型檢測器只能檢測某些組分的某一性質,如紫外、熒光檢測器,它們只對有紫外吸收或熒光發(fā)射的組分有響應。
c.按檢測方式分為濃度型和質量型。濃度型檢測器的響應與流動相中組分的濃度有關,質量型檢測器的響應與單位時間內通過檢測器的組分的量有關。
d.檢測器還可分為破壞樣品和不破壞樣品的兩種

氣相色譜儀構成

                 氣相色譜儀靈敏度

三、氣相色譜儀優(yōu)缺點

  • 氣相色譜儀的優(yōu)點

a.分離效率高,分析速度快

b.樣品用量少和檢測靈敏度高

c.選擇性好

d.應用范圍廣


  • 氣相色譜儀的缺點:

在對組分直接進行定性分析時,必須用已知物或已知數(shù)據(jù)與相應的色譜峰進行對比,或與其他方法(如質譜、光譜)聯(lián)用,才能獲得直接肯定的結果。在定量分析時,常需要用已知物純樣品對檢測后輸出的信號進行校正。


四、氣相色譜儀應用

環(huán)境分析 大氣污染物分析、水分析、土壤分析、固體廢棄物分析
食品分析 農藥殘留分析、香精香料分析、添加劑分析、脂肪酸甲酯分析、食品包裝材料分析
農藥殘留物分析 有機氯農藥殘留分析、有機磷農藥殘留分析、殺蟲劑殘留分析、除草劑殘留分析等
精細化工分析 添加劑分析、催化劑分析、原材料分析、產品質量控制
藥物和臨床分析 雌三醇分析、兒茶酚胺代謝產物分析、尿中孕二醇和孕三醇分析、血漿中睪丸激素分析、血液中乙醇/麻醉劑及氨基酸衍生物分析
石油和石油化工分析 油氣田勘探中的化學分析、原油分析、煉廠氣分析、模擬蒸餾、油料分析、單質烴分析、含硫/含氮/含氧化合物分析、汽油添加劑分析、脂肪烴分析、芳烴分析
聚合物分析 單體分析、添加劑分析、共聚物組成分析、聚合物結構表征/聚合物中的雜質分析、熱穩(wěn)定性研究
合成工業(yè) 方法研究、質量監(jiān)控、過程分析


五、氣相色譜儀檢測標準
-GB/T 30431-2020 實驗室氣相色譜儀
-GB/T 9722-2023 化學試劑氣相色譜法通則
-GB/T 11890-1989水質苯系物的測定 氣相色譜法
-GB/T 13192-1991水質有機磷農藥的測定氣相色譜法
-GB/T 14552-2003水、土中有機磷農藥測定氣相色譜法
-GB/T 14553-2003糧食、水果和蔬菜中有機磷農藥測定氣相色譜法
-GB/T 13610-2020天然氣的組成分析氣相色譜法
六、氣相色譜儀分析流程

氣相色譜儀的載氣由高壓鋼瓶中流出,經減壓閥降到氣相色譜儀所需壓力后,通過凈化干燥管使載氣凈化,再經穩(wěn)壓閥和流量計后,以穩(wěn)定的壓力、恒定的速度流經氣化室后與已完成氣化的樣品進行混合,將樣品氣體輸送至色譜柱中進行分離。分離后的各組分先后流入檢測器中進行檢測。

氣相色譜儀構成

  • 氣相色譜儀檢測的因素影響:

1.載氣
2.進樣口
3.色譜柱
4.檢測器


檢測器將待測組分的濃度或質量變化轉化為電信號,經放大后在記錄儀上記錄下來,便可得到色譜流出曲線。根據(jù)色譜流出曲線上的保留時間,可以進行定性分析,根據(jù)峰面積或峰高的大小,可以進行定量分析。

 

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