气相填充色谱柱的制备
更新时间:2023-09-30 12:15:01 阅读量: 综合文库 文档下载
气相填充色谱柱的制备
一、
目的要求
1. 学习固定液的涂渍技术。
2. 掌握气-液填充色谱柱的制备方法。 3、了解和掌握色谱柱的老化技术。 二、方法原理
色谱柱是气相色谱分析仪的核心部分。填充色谱柱因其制备容易、性能稳定、柱容量大及使用方便等而广泛应用。一根高分离效能的色谱柱,不仅要选择合适的固定液和载体,而且还要使固定液在载体上薄而均匀地涂渍,均匀而紧密地填充到色谱柱中。所以,色谱柱的制备是色谱分析法应掌握的重要技术之一。气-液填充色谱柱制备步骤:
① 色谱柱的选择,可选用内径均匀、长度适当的玻璃管、不锈钢管或塑料管,一般填充柱内径 2 ~ 4mm,长 0.5 ~ 3 m,形状可为 U 型或螺旋型,螺旋型柱圈径应比内径大15 倍,才能获得较好的柱效;
② 固定相的制备包括载体和固定液的选择、用量计算及涂渍过程,即根据分析的要求,选择合适的载体种类和粒度、合适的固定液种类及与载体的质量比( 即液担比),并选择适当的方法将固定液均匀地涂渍在载体表面;
③ 固定相的填装是将制备好的固定相均匀而紧密地填充于色谱柱中,且避免载体破碎;
④ 色谱柱的老化是在色谱柱使用之前必须进行的处理过程,一则可除去色谱柱内剩余的溶剂、固定液的短链聚合物及其他较易挥发杂质,二则可使固定液更均匀地分布于载体,以提高柱效。 三、仪器与试剂
1. 共用仪器:气相色谱仪、氮气气体发生器、托盘天平3台、分析天平1台、简易抽滤器包括真空泵1个、旋转蒸发器、标准筛60-80目1个、烘箱1台、红外干燥箱1个、干燥器3个、恒温箱;滤纸3盒、玻璃棉1包、纱布 标签纸
2.各组仪器:不锈钢空柱1根(内径3mm,柱长1m)、400ml烧杯2个 50ml量筒1个 小漏斗1个 洗耳球1个 蒸发皿1个 玻璃棒2根
3.共用试剂(学生自己前往实验台称量):肥皂水 蒸馏水 自来水、盐酸(分析纯)、氢氧化钠(分析纯)、邻苯二甲酸二壬酯(色谱纯)
4.每组约需消耗6201红色硅藻土载体(60-80目)100g、乙醚20ml
5.实验前准备:100g/l的氢氧化钠热溶液,质量分数10%盐酸溶液 四、实验步骤
1. 柱的试漏与清洗:将柱出口堵死,进口接氮气,将柱管全部浸入水中,在高于操作压力下,以壁管没有气泡冒出为合格。不锈钢柱的清洗采用 100g/l的氢氧化钠热溶液(5% ~ 10% 的热 NaOH 溶液)浸泡管壁 10 分钟后,抽洗 4 ~ 5 次,用自来水冲洗至中性,再用蒸馏水冲洗 2 ~ 3 次,烘干备用。
2.固定相的制备: 一)DNP柱
选择 6201载体为担体, DNP 为固定液,液担比为: DNP∶ 6201担体 =10∶ 100。进行固定相的制备,具体操作如下:
(1)担体的准备,首先对 6201 红色载体进行筛分,取 80 ~ 100目的部分,于烘箱中 105 ℃ 烘 4 ~ 6 小时,以除去吸附于表面的水蒸气等。 (2)色谱柱所需载体的体积估算,据 V = Lπr2,其中 r为柱内半径(cm);L 为柱长(cm);V 为柱体积(mL),计算 2 m ×3 mm 不锈钢柱所需填充的载体体积,用量筒取 1.2 ~ 1.4 V 载体称其重量W(g),置于一烧杯中。 (3)称取载体质量10%( w/w)的DNP 于烧杯中,加入 约20(mL)的乙醚,使固定液溶解于溶剂中,溶剂用量以恰能完全浸没担体为宜。搅拌使固定液溶解。
(4)固定液的涂渍 在盛有固定液的烧杯中,慢慢加入已称量的载体,边加边轻摇,待载体全部加入后,溶液应恰能全部浸没载体。
(6)挥发溶剂 将烧杯放入通风橱中溶剂自然挥发,并随时轻摇,待近干后再将烧杯置于红外干燥箱中,烘干20-30min,最后再用60-80目筛子筛分。 二)甲胺柱
担体:60-80目6201红色硅藻土15克;
固定液:三乙醇胺:1.6克,十六醇:0.2克 氢氧化钾:0.02克;用甲醇溶解.其用量要能完全淹没担体.
固定液的涂渍:将担体倾入固定液中,混匀。在水浴上加热,除去溶剂。 注:要不定期搅拌,保证涂渍均匀。
在烘箱中加热除去残留的溶剂和保证涂渍更均匀:100℃,时间12小时; 三)水分测定固定液:
担体:GDX102担体 15克;
固定液:丙酮(用量能 浸泡担体);
固定液的涂渍:将担体倾入固定液中,混匀。在水浴上加热,除去溶剂。 注:要不定期搅拌,保证涂渍均匀。
在烘箱中加热除去残留的溶剂和保证涂渍更均匀:120℃,时间12小时。 3. 色谱柱的装填:为了使填充色谱柱具有良好柱效,在向柱中填装固定相时,应避免载体破碎,并填装均匀和紧密。填充操作多采用抽空装柱法,即将色谱柱出口端( 接检测器端)塞好石英棉,包上一层纱布后与真空泵的缓冲瓶连接,柱入口端(接气化室端)接上漏斗,先将固定相倒入漏斗中,启动真空泵,使漏斗中的固定相抽入到填充柱中,同时用木棒轻敲填充柱并转动,使固定相填充均匀紧密。色谱柱装满固定相后,停止抽空,取下色谱柱,在入口端塞上适量石英棉。
4. 色谱柱的老化:用气体流动法进行色谱柱的老化,即将色谱柱入口端与气相色谱仪气化室出口相连,出口端放空。此时,出口端应勿与检测器相连接,以免污染检测器(注意不要接反,否则固定相将在色谱柱中移动,使柱效发生变化)。通入载气(流速约为 20 mL/min)半小时,将系统中空气赶走,以防固定液被氧化。升高色谱柱温度,控制在 110 ℃经老化合格。 五、结果处理
记录色谱柱的制备条件,标记色谱柱(以下项目)并注明填充方向。 六、注意事项
1. 固定液一定要完全溶解于溶剂中,尤其对低配比固定液,因固定液含量少,仅能覆盖至载体表面,故在涂渍过程中,应保持适当的放置速度和一定的蒸发条件,以使载体与固定液接触均匀,使固定液均匀而牢固地分散在载体表面。
2. 柱老化过程中,色谱柱尾端应放空,以免污染检测器。特别注意上述老化色谱柱的接法,不适用于以氢气为载气柱的老化,否则氢气放空于色谱仪炉箱中易发生爆炸。
3. 色谱柱是气相色谱分析的核心。柱的涂渍效果和填充好坏直接影响柱效能,故要求涂渍均匀牢固,填充均匀紧密,且不能使担体破碎。 七、思考题
1. 如何根据分析目的,选择适宜的载体和固定液? 2. 色谱柱分离的简单原理是什么? 3. 老化温度如何选择?
4. 本实验采用的色谱柱老化法为什么仅适用于以 N2为载气柱的老化,而不适用于以 H2为载气柱的老化?
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