摘 要

利用热导检测器（TCD）的原理，将改装后的气相色谱仪与PEG-20M毛细管色谱柱联用，对线速度和尾吹流量等影响因素进行研究。使用氦气作为载气，选择乙醇、硝基苯、苯酚、苯胺和乙酸丁酯这些样品作为试样，来测量联用系统的最佳线速度，之后再使用正庚烷来测定这个联用系统适合的尾吹流量、信号的响应以及桥流与响应值之间的联系。由实验得到结果是：最佳载气线速度是15~18 cm/s，适合的尾吹流量为13~14 mL/min，并且得到了响应值和桥流的三次方成正比。对于乙醇与水体系，氢火焰检测器（FID）的在测定时响度小或是没有响度，应用该联用系统能够完成对乙醇中水含量的检测。

关键词：TCD，PEG-20M毛细管柱；最佳线速度；色谱条件；水；乙醇

Research and Application of PEG-20M Capillary Chromatographic column-TCD System

Abstract

A simple and efficient method, using the principle thermal conductivity detector (TCD), the modified GC3900 and PEG-20M capillary were used to study influence factors of such the make-up follow rate and carrier gas velocity. Helium are usually employed as the carrier gas, nitrobenzene, phenol, aniline, butyl and n-butanol have been used as test sample to determinate the optimal linear velocity. The n-heptane has been used to study the effect of tail flow rate on column and signal, and the relationship between bridge and response value. As results show that the optimal carrier gas velocity were ranging from 15 to 18 cm/s and the appropriate make-up flow were ranging 13~14 mL/min. Response value is shown to be proportional to the third bridge current that also has been verified. On the basis of this, this combined system have potential application in detector of ethanol and water with no respond to the minimum substance for hydrogen flame ionization detector.

Key words: PEG-20M capillary chromatographic column; TCD; Optimal velocity; Chromatographic column condition; Water ;Ethanol

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 色谱分析法 1

1.1.1 色谱法的发展概况 1

1.1.2 气相色谱法 1

1.2 填充柱和毛细管色谱柱的概述 2

1.2.1 填充柱的特点 2

1.2.2 毛细管柱的特点 2

1.3 PEG-20M毛细管柱与TCD的联用 4

1.3.1 TCD检测器的特点 4

1.3.2 PEG-20M毛细管色谱柱的特点 4

1.3.3 PEG-20M毛细管色谱柱与TCD联用的现状 5

1.4 本课题的研究意义 6

第二章 理论部分 7

2.1 色谱柱的选择 7

2.2 毛细管气相色谱柱性能评价 8

2.2.2 分离度(Resolution) 8

2.2.1 塔板理论(Plate Theory) 8

2.2.3 拖尾因子(TF) 8

2.2.4 液膜厚度(d_f) 9

2.2.5 容量因子(k’) 9

2.2.6 定性与定量 9

2.3 毛细管气相色谱的操作条件 10

2.3.1 温度的选择 10

2.3.2 载气的选择 11

2.3.3 分流比 11

第三章 实验部分 12

3.1 试剂和材料 12

3.2 PEG-20M毛细管色谱柱的制作 12

3.2.1 PEG-20M毛细色谱柱的静态涂渍法制作流程 12

3.2.2 色谱柱制作流程中重点 13

3.3 实验流程 13

3.3.1 GC3900T色谱仪的改装 13

3.3.2 不同种类试剂最佳线速度的测定 14

3.3.3 尾吹流量的确定 14

3.3.4 响应值与桥流的关系测定 15

第四章 实验数据处理 16

4.1 不同种类试剂最佳线速度的测定 16

4.2 尾吹流量的确定 16

4.3 响应值与桥流的关系测定 17

4.4 实际样品的测定 17

第五章 讨论与结论 19

5.1 讨论 19

5.2 结论 19

参考文献 20

致谢 23

第一章 文献综述

1.1 色谱分析法

1.1.1 色谱法的发展概况

色谱分析法是构成分析化学的重要部分，色谱分析法是科学研究中不可或缺的一部分，其特点是：高选择性、高灵敏度、高分离效率以及分析速度快。色谱分析法应用于诸多领域，而且发展十分的迅速，从刚出现到现在不过一个多世纪，就已经在分析检测方面有着不可替代的地位了^[1]。

色谱学作为分析化学中一门新兴的分支学科，在化工领域里有着不可或缺的地位。我们在对化工产品生产中产生的目标产物进行提纯前有必要知道粗品中每个组分及其含量，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，但是其作用已经越来越明显。

由于色谱技术的不断向前进步，化工上应用色谱作为分析手段也日益增多。色谱法起源于1903年，俄国植物学家Tswett^[2]在用石油醚提取叶绿素的实验中提出了色谱分析法中的专用名词chromatography；在1931年，在完成对胡萝卜素的分离时，色谱才开始得以应用；在1935年，Holmes和Adams成功研制出离子交换色谱法； 1941年诺贝尔奖获得者Martin和Synge创立的液-液分配法和1944年Consden、Gordon和Martin创造的纸色谱法将色谱法发展成一门分析方法。由于这些色谱技术的进步，色谱法得到了进一步的发展， 1952年James和Martin^[3]共同提出了气—液色谱法，并发明了世界上第一台气相色谱检测器。到了1958年，Golay^[4]开创了毛细管柱的理论，毛细管气相色谱法于1959年被提出。到20世纪60年代，由于对分析特征和分析能力要求的提升，推出了GC-MS(气相色谱-质谱联用法)，并且成为石油化工分析等行业重要的分析手段。由于色谱研究不断发展，中外科学家对研究成果进行了总结，在1962年前后，使色谱分析发展成为一门独立的学科——色谱学。

1.1.2 气相色谱法