一、石英毛細(xì)管柱與填充柱的區(qū)別 與填充柱相比,毛細(xì)管柱的特點(diǎn)為:
1.分離效能高
2.分析速度快 3.樣品用量少 可在幾十分鐘內(nèi)分離出包含幾百種化合物的汽油餾分,然而樣品用量?jī)H有數(shù)微克 在快速分析方面,可在幾秒鐘內(nèi)分離含十幾個(gè)組份的樣品。 其獨(dú)特的特點(diǎn)在于: 滲透性大,分析速度快 傳質(zhì)阻力小,可用長(zhǎng)柱,并得高的總柱效。 色譜動(dòng)力學(xué)認(rèn)為:填充柱可看作是一束長(zhǎng)毛細(xì)管的組合,其內(nèi)徑約等于粒子粒度,因其彎曲,多徑擴(kuò)散嚴(yán)重,故理論板數(shù)少。 毛細(xì)管柱完全沒有這些缺陷,故理論板數(shù)可高大106數(shù)量級(jí)。 用毛細(xì)管柱,有利于: 提高色譜分離能力, 加快色譜分析速度, 促進(jìn)色譜的應(yīng)用都是十分必要的:
二、石英毛細(xì)管色譜法的相關(guān)理論
1.在毛細(xì)管柱,柱內(nèi)只有一個(gè)流路,故多徑項(xiàng)2ldp為0,彎曲因子g=1,且用其液膜厚代替了填充柱中載體的顆粒直徑dp。
2.毛細(xì)管柱的最小理論板高 毛細(xì)管柱的H—U圖也是一個(gè)雙曲線,在U值是******值時(shí),H值最小。 式中Cg、C1的大小取決于分配系數(shù)及柱的幾何性(以相比β為代表),但一般毛細(xì)管柱液膜薄,β值較大,液相傳質(zhì)阻力C1項(xiàng)不起控制作用。 當(dāng)被測(cè)物質(zhì)的k﹥10時(shí),如果每米理論板數(shù)大于1000/d時(shí),則所用柱子的性能較好 表中為K值很大時(shí)******柱效(每米板數(shù))值,其值由H/L = 1000 / d 一般認(rèn)為直徑在0.1—0.7mm較好小于0.1mm,入口壓力增加,柱負(fù)荷減少 大于0.7mm,雖柱負(fù)荷增大,但柱效下降 目前流行0.53mm的大口徑管,不必分流。
3.載氣線速 從速率方程可知,最小板高時(shí)的******線速為: 如果Cl很小,則有: 可見,細(xì)管徑,輕載氣更適合于快速分析。
4.樣品容量 一根色譜柱的******允許進(jìn)樣量,約為一塊理論板的有效體積。 可見******允許進(jìn)樣量與柱半徑、柱長(zhǎng)、分配比成正比,與塔板數(shù)成反比 比較填充柱和毛細(xì)管柱的柱容量 一根長(zhǎng)20米,內(nèi)徑為0.25毫米的毛細(xì)管柱,一般可涂上6 mg的固定液,柱內(nèi)體積 而一根長(zhǎng)兩米,內(nèi)徑3毫米的不銹鋼填充柱,柱內(nèi)體積 按12:100的液載比,可涂上800mg固定液。 可見,一根2米長(zhǎng)的填充柱中固定液的含量是一根20米長(zhǎng)毛細(xì)管柱中固定液含量約150倍,故允許進(jìn)樣量也在一百倍以上。
5、柱效能 毛細(xì)管柱每米塔片數(shù)通常在2000-5000之間,長(zhǎng)20米的毛細(xì)管柱總柱效為4萬至10萬。 填充柱每米塔片數(shù)在1000-1500之間,長(zhǎng)2米的填充柱的柱效為2000-3000 所以毛細(xì)管柱的總柱效可以比填充柱高10-100倍。 根據(jù)上式,分離度正比于總塔片數(shù)N。即 毛細(xì)管柱色譜總效高,其分離效能也高。 如果柱效高,K值也大是最理想的,目前流行大孔厚膜毛細(xì)管柱可望具有這兩重性質(zhì)。
6、分析時(shí)間 根據(jù)公式,樣品的保留時(shí)間正比于柱長(zhǎng),在以氮為載氣時(shí),毛細(xì)管柱的線速可達(dá)16厘米/秒,而填充柱在4厘米/秒 毛細(xì)管柱可采用很高的載氣線速來縮短保留時(shí)間。且毛細(xì)管柱的K值比填充柱小,因此保留時(shí)間小。 故:毛細(xì)管柱上可實(shí)現(xiàn)快速分析。
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