文 献 综 述

色谱学是一种研究化学分离与分析的技术学科，最适用于复杂混合物的分离，可以应用在食品科学、化学、化工、生物学、医学、药物研究、卫生、地质学等领域。作为一门新兴的分析化学分支学科，色谱学在化工领域里起到了举足轻重的作用。在我们在对化工产品生产中产生的目标产物其进行提纯前有必要知道粗品中的每个组分及其含量，所以分析检测在化工领域已经成为一个很重要的环节，尽管它不是最主要的，作为一种辅助手段，其作用已经越来越明显。

随着色谱技术不断发展，其在化工上的应用也日益普遍。色谱学分为液相色谱和气相色谱。其中，气相色谱应用广泛。气相色谱是一种相当成熟且应用广泛的复杂混合物的分离分析方法，它主要是利用混合物的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。

色谱柱分为填充柱和毛细管色谱柱，因为毛细管柱内没有固体填料，气阻比填充柱小得多，故可采用较长的柱管和较小的柱内径，以及较高的载气流速,所以毛细管柱比填充柱有更高的分离效率。

毛细管色谱柱用玻璃和石英制成，其固定相涂在毛细管内壁，或使某些固定相通过化学反应键合在内壁的，称为开管柱；将固定相先装入玻璃和石英管内，再拉制成毛细管的，称为毛细管填充柱。毛细管色谱柱的出现是气相色谱发展中的一个重要的里程碑，它使GC在分离效率和分析速度两方面都大大提高。1957年Golay^[1,2]发明了毛细管柱，奠定了毛细管气相色谱法的理论基础。70年代初期，通过世界各国色谱工作者的努力，采用了对玻璃毛细管的内壁进行各种处理的方法，如Novotny采用了气态HCI法腐蚀软质玻璃内壁；Halasz发明的涂载体开管柱（SCOT）；Schieke提出了用氟醚处理玻璃管内壁生成氧化硅状层开管柱，加上其他一些处理措施的成功，使得玻璃毛细管的柱效、惰性以及柱稳定性都有了很大的提高和改善，使得其获得了新的生命力^[3,4]。而在1979年石英弹性毛细管柱问世，开辟了毛细色谱的大发展时期。采用拉制光导纤维的技术拉制出石英弹性毛细管柱具有惰性的内表面，且本身又具有弹性便于连接。这一特性使其能够取代玻璃毛细管柱真正投入到实际的应用中去。经过几十年的曲折发展,毛细管气相色谱无论在理论，仪器，方法等方面都已经进入了十分成熟的阶段。由于毛细管具有柱效高,色谱流出的峰宽小，化学惰性好,热稳定性好的优点，从而使痕量的极性组分能以尖锐的色谱峰流出，提高了分离度，同时也降低了最小检出量。柱内涂渍固定液原位诱发交联固化固定相技术的发展，使柱流失进一步减少，提高和改善了高灵敏度检测器的稳定性和信噪比，加上现在不分流,冷柱头进样和程序升温汽等先进技术的采用，允许注入大量样品和稀溶液.这些都导致现代毛细管柱气相色谱用于痕量组分的测定成为现实,并都得到了广泛的应用,其最低检出量比填充柱要低1～2个数量级。

我国毛细管色谱的研究始于1959年，大连化物所先用一塑料绳为色谱柱，称为带色谱，进行了一些初步的理论、技术研究工作。近年来大连化物所的玻璃键合相毛细管、石化院的交联石英毛细管、南京工业大学秦金平的酸、碱专用柱和异构体专用柱（如分离二甲苯体系）的相继出现^[5,6]，以及Li P等把单纤维毛细管柱用于气相色谱分离^[7]，使气相色谱法有了一个新的领域，有着超厚层液体固定相的毛细管柱^[8]，表明毛细管色谱技术得到了广泛的应用。

由于毛细管色谱柱柱效很高，但对同分异构体要严格选用专用毛细管色谱柱，分离非极性物质（如烃类），一般选用非极性色谱柱，如OV-1，SE-30，OV-101，SE-52，SE-54；分离中等极性的样品，可选用OV-17，OV-1701，XE-60，OV-225，OV-210；分离极性物质，可选用PEG-20M，DEGS，OV-275；而碱改性的PEG-20M毛细管色谱柱可分离碱类和胺类物质的分离。而本课题着重了解研究分析极性组分（芳烃）的PEG-20M。

对于PEG-20M的制作有静态和动态两种方法。静态法：将固定液以合适的溶剂配制成涂渍溶液装进储液管,储液管放进加压容器,待涂渍的毛细管垂直插入储液管的溶液中,通入氮气加压使涂渍液慢慢压进毛细管柱,溶液要充满整根毛细管柱,柱的一端经严格排除气泡后用封胶封口,置于恒温箱,开口端连接到真空系统减压除去溶剂,最后在毛细管内壁留下一层均匀的固定液。动态法：动态法涂渍液的浓度是10%-60%，涂柱时在涂柱装置上将涂渍液压入柱,液塞长度一般是柱长的20%.然后将毛细管柱抽出液面,调节氮气压力使液塞以一定速度均匀向前移动,待液塞全部离开柱后继续通入氮气吹干溶剂,留下一层固定液膜在柱内壁,为了防止固定液全部离开柱的瞬间产生爆冲影响膜厚的均匀性,在毛细管柱后接一段缓冲柱.我们通常用静态法制作，因为静态法制柱重复性好,柱效高,表面张力大，而且可以控制膜厚；虽然动态法制作的PEG-20M膜厚不理想，但要制作适用于碱类和胺类的物质分离就要用到该法。

当然研制是为了应用，PEG-20M的应用也十分广泛：采用低压气质联用仪分析环境中恒量苯、甲苯、乙苯和二甲苯异构体^[9] ，碱性PEG-20M毛细管色谱柱对甲基苯胺同分异构体的分离^[10]，PEG-20M毛细管柱测定污水中的苯系物, 用PEG-20M做毛细管色谱柱固定相测定高纯对二甲苯中的杂质等等。对一般的样品不需要严格选柱，备用三种极性的柱子就能解决大部分问题,如氧化铝毛细管色谱柱，对低碳烃的保留性能，对C1～C5低碳烃具有较强的分离能力，具有良好的选择性、柱惰性和较高的柱容量，常用于检测液化石油气^[11] ；在聚乙二醇20M(Carbowax 20M)做固定相的毛细管色谱柱上，同时建立高纯对二甲苯中烃类杂质分析方法和C8芳烃中的微量对二乙基苯和对二乙基苯中的微量C8 芳烃分析方法进行分析测试，能够同时满足各自分析方法，分离度好，准确度高，重复性好等要求，较好地满足了芳烃装置生产分析需求。对于一些同分异构体难分离组分，可以采用特殊的固定液包括有机皂土，液晶，环糊精等来制备特殊专用柱来进行分离^[12-14]。毛细管气相色谱法 (CGC) ^[15,16]高分离效能的毛细管分离复杂组分的气相色谱技术，具有分析速度快、分辨率高、分析范围宽等特点，可以分析极其复杂的混合物。

PEG-20M高效毛细管色谱柱的研制和应用课题用途广泛，研究意义大，对于化工产品的检测有很大的帮助。