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技術(shù)文章
福建氣相色譜儀柱填料制備之物理涂漬法
點(diǎn)擊次數(shù):1226 發(fā)布時(shí)間:2014-11-12
南京科捷分析儀器有限公司是專業(yè)研究、開發(fā)、制造和銷售色譜儀(氣相色譜儀、安捷倫氣相色譜儀、液相色譜儀、安捷倫液相色譜儀)、氣相色譜儀配套產(chǎn)品(頂空進(jìn)樣器)、高純氣體分析設(shè)備、色譜配件、色譜試劑以及其他分析儀器的高科技企業(yè)。
物理涂漬法(Physicalcoatingmethod),系指利用色譜固定液與載體表面分子間的親和力,把固定液附著到載體表面上的方法。
物理涂漬法具有簡(jiǎn)單易行的優(yōu)點(diǎn),故其應(yīng)用比較普遍;其缺點(diǎn)是固定液與載體之間結(jié)合不很牢固,容易發(fā)生流失現(xiàn)象,影響基線的穩(wěn)定性、縮短柱壽命;再則涂漬法的液膜難以均勻,故也影響柱效率。
?。ㄒ唬┕潭ㄒ簼舛冗x/福建氣相色譜儀
固定液的濃度系指固定液占填料總重量的百分比。
1.高濃度固定液
①可以承受較大樣品量,適于制備色譜。
?、诒阌趶?fù)蓋載體活性點(diǎn),減少拖尾現(xiàn)象。
2.低濃度固定液
①?gòu)姆兜谀诽胤匠炭闯?,柱效率比較高。
?、诠潭ㄏ嗔魇鄬?duì)較少,基線比較穩(wěn)定。
?、鬯锰盍狭鲃?dòng)性較好,便于裝填柱子。
?、芸擅黠@降低分析溫度,加快分析速度。
在早期的色譜分析工作中,固定液的濃度一般為30~35%。隨著色譜理論、色譜儀器、色譜試劑和色譜技術(shù)的進(jìn)展,現(xiàn)在所使用的固定液濃度大部分為1~10%。
?。ǘ┲苽渲盍弦?guī)則/福建氣相色譜儀
制備柱填料有多種方法,無(wú)論采取何種方法制備,一般應(yīng)遵守以下幾條規(guī)則。
1.適宜溶劑
一般不用與固定液發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)來(lái)作溶劑,以免改變固定液的特征。所選溶劑應(yīng)對(duì)固定液有足夠的溶解能力,而且溶劑本身應(yīng)該有適宜的揮發(fā)性,揮發(fā)性不論是過(guò)大還是過(guò)小均會(huì)影響填料質(zhì)量。
使用何種溶劑,在固定液標(biāo)簽上一般有說(shuō)明,若無(wú)說(shuō)明可利用相似相溶原理來(lái)選用。常用的溶劑有:氯仿、丙酮等有機(jī)溶劑。
然而,有少數(shù)固定液至今尚未找到合適的溶劑,例如:有機(jī)皂土。
2.涂布均勻
固定液必須均勻地涂漬于載體表面上,以利于增大傳質(zhì)界面,并能更好地覆蓋載體表面上的活性點(diǎn),否則將發(fā)生嚴(yán)重的吸附或拖尾現(xiàn)象。固定液在載體表面上分布不均勻時(shí),還將影響重現(xiàn)性和柱效率等。
要使固定液均勻涂布,必須選用適宜的溶劑、適宜的載體、合理的涂布方法以及控制好制備過(guò)程。
3.減少破碎
填料制備中另一個(gè)需注意的重要因素是制備時(shí)應(yīng)特別小心,盡量減少破碎現(xiàn)象發(fā)生。如果在制備過(guò)程中填料顆粒受到破損,破碎后所暴露的表面不但沒(méi)有固定液,而且也沒(méi)有經(jīng)過(guò)化學(xué)鈍化處理,以致造成嚴(yán)重的吸附和拖尾現(xiàn)象,這是初學(xué)者失敗的主要原因之一。填料表面上活性點(diǎn)暴露太多,有時(shí)可能造成樣品分解或其他不良影響。
為了減少破碎現(xiàn)象發(fā)生,篩選宜用手工篩;帶靜電載體則應(yīng)用“濕法篩選”,也即浸于液體中過(guò)篩;制備過(guò)程中應(yīng)盡量減少不必要的攪拌或摩擦。
4.控制氧化
制備填料一般應(yīng)避免與氧接觸,以免發(fā)生不必要的氧化作用。因此,干燥過(guò)程有氮?dú)獗Wo(hù)。
然而,有些填料(如磷酸處理過(guò)的聚酯)則需要在氧存在的條件下進(jìn)行干燥。為了改善熱穩(wěn)定性,可將它置于空氣中加熱到250℃,使磷酸根與聚酯發(fā)生交聯(lián);對(duì)硅酮類固定液而言,有一部分交聯(lián)是允許的,但若交聯(lián)形成太多,樣品就難溶于固定液中,造成樣品迅速通過(guò)柱子而達(dá)不到分離目的。
一般而言,應(yīng)在盡可能低的溫度下干燥,以減少填料發(fā)生氧化作用。比較簡(jiǎn)便穩(wěn)妥的方法是于室溫條件下,讓它們?cè)诳諝庵姓舭l(fā),待溶劑幾乎揮發(fā)完了以后,再適當(dāng)加熱干燥。
(三)柱填料制備方法/福建氣相色譜儀
1.直接法
此法是把固定液與載體直接混合,在制備高濃度固定液填料時(shí)曾使用過(guò),但因此法很難制得均勻的填料,現(xiàn)已很少采用。
2.蒸發(fā)法
?、俨僮鬟^(guò)程:按欲配制的濃度稱量固定液和載體,將固定液溶解于體積略大于載體體積的溶劑中,除去不溶物之后把載體傾入其中混勻,于室溫或略高于室溫的條件下蒸發(fā)溶劑,然后于接近溶劑沸點(diǎn)的溫度下干燥。
?、谙嚓P(guān)事宜:在蒸發(fā)法操作中,為了使固定液溶液能與載體均勻混合,直至溶劑除去之前,務(wù)必經(jīng)常攪拌。因此,所得填料破碎比較嚴(yán)重,而且固定液涂布也不十分均勻。
3.吸干法
蒸發(fā)法中固定液涂布不均勻、填料破碎較多,究其原因,在很大程度上是由于固定液溶液量過(guò)大,造成蒸發(fā)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)和攪拌過(guò)多所致。為此,我們采用如下的“吸干法”制備柱填料。
?、俨僮鬟^(guò)程:按欲配制的濃度稱量固定液和載體,將固定液溶解于溶劑中,除去不溶物。然后取適量固定液溶液慢慢倒入載體中,吸干、適當(dāng)拌勻、干燥;然后再取適量剩余的固定液溶液倒入載體中,吸干,適當(dāng)拌勻、干燥;如此操作,直至固定液溶液全部吸干為止。
每次固定液溶液加入量均以“吸干”為準(zhǔn)。
?、谥饕攸c(diǎn):吸干法省去了蒸發(fā)法中的“蒸發(fā)”操作,大大減少了蒸發(fā)過(guò)程中攪拌所造成的填料破碎,避免了蒸發(fā)過(guò)程中固定液的“粘壁”、“沉底”和“結(jié)皮”等現(xiàn)象發(fā)生。因此,能得到涂布較均勻和破損較少的柱填料。
4.過(guò)濾法
①操作過(guò)程:按欲配制濃度稱量載體和固定液(固定液量應(yīng)比所需濃度的填料中的固定液量多),將固定液溶解于體積比載體體積大得多的溶劑中,除去不溶物,然后把載體傾入其中浸漬,再把過(guò)量溶液過(guò)濾掉,將此濕填料鋪開,置于接近溶劑沸點(diǎn)的溫度下干燥。
?、谥饕攸c(diǎn):過(guò)濾法所得的填料中固定液涂布比較均勻,破碎現(xiàn)象大大減少,所得填料均一性較好。
③相關(guān)事宜:對(duì)于粘度大的固定液溶液過(guò)濾有困難;對(duì)于缺乏經(jīng)驗(yàn)者而言,填料中的固定液含量較難控制。填料中固定液的濃度,一般用抽提器進(jìn)行測(cè)定;如果沒(méi)有抽提裝置時(shí),通過(guò)測(cè)定濾液中殘存的固定液量,也能粗略估計(jì)涂布載體上的固定液量。
(四)特殊填料的制備/福建氣相色譜儀
1.混合固定相填料
當(dāng)制備含有兩種或兩種以上混合固定液的柱填料時(shí),如果找不到共同的溶劑,則應(yīng)將固定液分別溶解;為了盡量減少操作期間的環(huán)境污染,宜用毒性較低、用較少溶劑量去溶解每種固定液。兩種混合固定液找不到共同溶劑時(shí),涂布也必須分兩步,兩步涂布用吸干法來(lái)完成。
例如:混合固定液中含有機(jī)皂土(Bentone-34)時(shí),就很難找到共同的溶劑,它一般懸浮在其他固定液的溶液中,應(yīng)注意充分混勻;這類填料必須用蒸發(fā)法或吸干法來(lái)制備。
2.制備予老化填料
磷酸是已經(jīng)得到廣泛使用的一種減尾劑,常把它與聚酯固定相結(jié)合,用于游離酸的分析。當(dāng)制備這些填料時(shí),磷酸有助于裝柱前的予老化。溶劑蒸發(fā)以后,把填料置于淺盤中,在200℃~250℃烘箱的熱空氣中加熱數(shù)小時(shí)后,可明顯看出填料顏色變暗。與未予老化的填料相比,予老化的填料流失明顯減少,可得到較好的使用效果,這種類型的填料在游離脂肪酸的分析中已得到廣泛的應(yīng)用。
3.聚四氟乙烯為載體
聚四氟乙烯載體常用于制備分析高活性物質(zhì)或高極性和短鏈分子用的填料。若掌握恰當(dāng),它是一種非常好的載體材料,如果粗心大意,就會(huì)變成亂糟糟的,粘結(jié)成團(tuán)。為了獲得滿意的結(jié)果,必須遵守幾條規(guī)則:*是不能在玻璃器皿中制備此填料,而應(yīng)使用聚乙烯(或其他塑料)制的杯子和漏斗等器皿,以助于盡量消除聚四氟乙烯所帶的靜電;第二是不能用加熱的方法蒸發(fā)溶劑,可把載體置于干燥空氣或氮?dú)饬髦凶屓軇┱舭l(fā);第三是要把載體冷卻到10℃以下才能涂布,填料干燥以后也要把它冷卻到10℃以下才裝柱。若能把系統(tǒng)中的濕氣排除干凈,則冷卻到0℃裝柱,否則冷卻到0℃將出現(xiàn)結(jié)冰和填料顆粒發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象;第四是把所制備的這類填料置于聚四氟乙烯的密封容器中冷凍過(guò)夜后第二天使用,若不馬上使用則應(yīng)把它置于容器中密封起來(lái)儲(chǔ)存,臨使用之前才讓它冷凍過(guò)夜;第五是填柱時(shí)柱子應(yīng)保持冷卻,用振蕩器比用敲擊裝柱效果要好。制備這類填料很費(fèi)事,暫無(wú)其他捷徑可循。
4.以玻璃微珠為載體
以玻璃微珠載體制備柱填料,若不特別小心,要得到每米1000塊理論塔板數(shù)的色譜柱是有困難的。然而,若能很好控制,則可達(dá)到每米3000塊理論塔板數(shù)的柱效率,這里zui主要的控制因素是:所用固定液在室溫下為液態(tài)、采用較高沸點(diǎn)的溶劑、使用過(guò)濾法制備、過(guò)濾速度不宜過(guò)快、填料應(yīng)緩慢干燥。
南京科捷有限公司提供銷售的氣相色譜儀在全國(guó):北京、上海、天津、重慶、廣東、廣西、海南、河南、湖北、湖南、浙江、江蘇、福建、山東、安徽、江西、四川、云南、貴州、西藏、黑龍江、吉林、遼寧、山西、河北、內(nèi)蒙古、陜西、甘肅、寧夏、新疆、青海勻有銷售。
南京科捷還為您提供相應(yīng)的產(chǎn)品信息,僅供參考:
氣相色譜儀/html/kjcp/kejie_1172.html
氣相色譜儀/html/kjcp/kejie_1175.html
液相色譜儀/html/kjcp/kejie_1178.html
氣相色譜儀配套產(chǎn)品/html/kjcp/kejie_1194.html
物理涂漬法(Physicalcoatingmethod),系指利用色譜固定液與載體表面分子間的親和力,把固定液附著到載體表面上的方法。
物理涂漬法具有簡(jiǎn)單易行的優(yōu)點(diǎn),故其應(yīng)用比較普遍;其缺點(diǎn)是固定液與載體之間結(jié)合不很牢固,容易發(fā)生流失現(xiàn)象,影響基線的穩(wěn)定性、縮短柱壽命;再則涂漬法的液膜難以均勻,故也影響柱效率。
?。ㄒ唬┕潭ㄒ簼舛冗x/福建氣相色譜儀
固定液的濃度系指固定液占填料總重量的百分比。
1.高濃度固定液
①可以承受較大樣品量,適于制備色譜。
?、诒阌趶?fù)蓋載體活性點(diǎn),減少拖尾現(xiàn)象。
2.低濃度固定液
①?gòu)姆兜谀诽胤匠炭闯?,柱效率比較高。
?、诠潭ㄏ嗔魇鄬?duì)較少,基線比較穩(wěn)定。
?、鬯锰盍狭鲃?dòng)性較好,便于裝填柱子。
?、芸擅黠@降低分析溫度,加快分析速度。
在早期的色譜分析工作中,固定液的濃度一般為30~35%。隨著色譜理論、色譜儀器、色譜試劑和色譜技術(shù)的進(jìn)展,現(xiàn)在所使用的固定液濃度大部分為1~10%。
?。ǘ┲苽渲盍弦?guī)則/福建氣相色譜儀
制備柱填料有多種方法,無(wú)論采取何種方法制備,一般應(yīng)遵守以下幾條規(guī)則。
1.適宜溶劑
一般不用與固定液發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)來(lái)作溶劑,以免改變固定液的特征。所選溶劑應(yīng)對(duì)固定液有足夠的溶解能力,而且溶劑本身應(yīng)該有適宜的揮發(fā)性,揮發(fā)性不論是過(guò)大還是過(guò)小均會(huì)影響填料質(zhì)量。
使用何種溶劑,在固定液標(biāo)簽上一般有說(shuō)明,若無(wú)說(shuō)明可利用相似相溶原理來(lái)選用。常用的溶劑有:氯仿、丙酮等有機(jī)溶劑。
然而,有少數(shù)固定液至今尚未找到合適的溶劑,例如:有機(jī)皂土。
2.涂布均勻
固定液必須均勻地涂漬于載體表面上,以利于增大傳質(zhì)界面,并能更好地覆蓋載體表面上的活性點(diǎn),否則將發(fā)生嚴(yán)重的吸附或拖尾現(xiàn)象。固定液在載體表面上分布不均勻時(shí),還將影響重現(xiàn)性和柱效率等。
要使固定液均勻涂布,必須選用適宜的溶劑、適宜的載體、合理的涂布方法以及控制好制備過(guò)程。
3.減少破碎
填料制備中另一個(gè)需注意的重要因素是制備時(shí)應(yīng)特別小心,盡量減少破碎現(xiàn)象發(fā)生。如果在制備過(guò)程中填料顆粒受到破損,破碎后所暴露的表面不但沒(méi)有固定液,而且也沒(méi)有經(jīng)過(guò)化學(xué)鈍化處理,以致造成嚴(yán)重的吸附和拖尾現(xiàn)象,這是初學(xué)者失敗的主要原因之一。填料表面上活性點(diǎn)暴露太多,有時(shí)可能造成樣品分解或其他不良影響。
為了減少破碎現(xiàn)象發(fā)生,篩選宜用手工篩;帶靜電載體則應(yīng)用“濕法篩選”,也即浸于液體中過(guò)篩;制備過(guò)程中應(yīng)盡量減少不必要的攪拌或摩擦。
4.控制氧化
制備填料一般應(yīng)避免與氧接觸,以免發(fā)生不必要的氧化作用。因此,干燥過(guò)程有氮?dú)獗Wo(hù)。
然而,有些填料(如磷酸處理過(guò)的聚酯)則需要在氧存在的條件下進(jìn)行干燥。為了改善熱穩(wěn)定性,可將它置于空氣中加熱到250℃,使磷酸根與聚酯發(fā)生交聯(lián);對(duì)硅酮類固定液而言,有一部分交聯(lián)是允許的,但若交聯(lián)形成太多,樣品就難溶于固定液中,造成樣品迅速通過(guò)柱子而達(dá)不到分離目的。
一般而言,應(yīng)在盡可能低的溫度下干燥,以減少填料發(fā)生氧化作用。比較簡(jiǎn)便穩(wěn)妥的方法是于室溫條件下,讓它們?cè)诳諝庵姓舭l(fā),待溶劑幾乎揮發(fā)完了以后,再適當(dāng)加熱干燥。
(三)柱填料制備方法/福建氣相色譜儀
1.直接法
此法是把固定液與載體直接混合,在制備高濃度固定液填料時(shí)曾使用過(guò),但因此法很難制得均勻的填料,現(xiàn)已很少采用。
2.蒸發(fā)法
?、俨僮鬟^(guò)程:按欲配制的濃度稱量固定液和載體,將固定液溶解于體積略大于載體體積的溶劑中,除去不溶物之后把載體傾入其中混勻,于室溫或略高于室溫的條件下蒸發(fā)溶劑,然后于接近溶劑沸點(diǎn)的溫度下干燥。
?、谙嚓P(guān)事宜:在蒸發(fā)法操作中,為了使固定液溶液能與載體均勻混合,直至溶劑除去之前,務(wù)必經(jīng)常攪拌。因此,所得填料破碎比較嚴(yán)重,而且固定液涂布也不十分均勻。
3.吸干法
蒸發(fā)法中固定液涂布不均勻、填料破碎較多,究其原因,在很大程度上是由于固定液溶液量過(guò)大,造成蒸發(fā)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)和攪拌過(guò)多所致。為此,我們采用如下的“吸干法”制備柱填料。
?、俨僮鬟^(guò)程:按欲配制的濃度稱量固定液和載體,將固定液溶解于溶劑中,除去不溶物。然后取適量固定液溶液慢慢倒入載體中,吸干、適當(dāng)拌勻、干燥;然后再取適量剩余的固定液溶液倒入載體中,吸干,適當(dāng)拌勻、干燥;如此操作,直至固定液溶液全部吸干為止。
每次固定液溶液加入量均以“吸干”為準(zhǔn)。
?、谥饕攸c(diǎn):吸干法省去了蒸發(fā)法中的“蒸發(fā)”操作,大大減少了蒸發(fā)過(guò)程中攪拌所造成的填料破碎,避免了蒸發(fā)過(guò)程中固定液的“粘壁”、“沉底”和“結(jié)皮”等現(xiàn)象發(fā)生。因此,能得到涂布較均勻和破損較少的柱填料。
4.過(guò)濾法
①操作過(guò)程:按欲配制濃度稱量載體和固定液(固定液量應(yīng)比所需濃度的填料中的固定液量多),將固定液溶解于體積比載體體積大得多的溶劑中,除去不溶物,然后把載體傾入其中浸漬,再把過(guò)量溶液過(guò)濾掉,將此濕填料鋪開,置于接近溶劑沸點(diǎn)的溫度下干燥。
?、谥饕攸c(diǎn):過(guò)濾法所得的填料中固定液涂布比較均勻,破碎現(xiàn)象大大減少,所得填料均一性較好。
③相關(guān)事宜:對(duì)于粘度大的固定液溶液過(guò)濾有困難;對(duì)于缺乏經(jīng)驗(yàn)者而言,填料中的固定液含量較難控制。填料中固定液的濃度,一般用抽提器進(jìn)行測(cè)定;如果沒(méi)有抽提裝置時(shí),通過(guò)測(cè)定濾液中殘存的固定液量,也能粗略估計(jì)涂布載體上的固定液量。
(四)特殊填料的制備/福建氣相色譜儀
1.混合固定相填料
當(dāng)制備含有兩種或兩種以上混合固定液的柱填料時(shí),如果找不到共同的溶劑,則應(yīng)將固定液分別溶解;為了盡量減少操作期間的環(huán)境污染,宜用毒性較低、用較少溶劑量去溶解每種固定液。兩種混合固定液找不到共同溶劑時(shí),涂布也必須分兩步,兩步涂布用吸干法來(lái)完成。
例如:混合固定液中含有機(jī)皂土(Bentone-34)時(shí),就很難找到共同的溶劑,它一般懸浮在其他固定液的溶液中,應(yīng)注意充分混勻;這類填料必須用蒸發(fā)法或吸干法來(lái)制備。
2.制備予老化填料
磷酸是已經(jīng)得到廣泛使用的一種減尾劑,常把它與聚酯固定相結(jié)合,用于游離酸的分析。當(dāng)制備這些填料時(shí),磷酸有助于裝柱前的予老化。溶劑蒸發(fā)以后,把填料置于淺盤中,在200℃~250℃烘箱的熱空氣中加熱數(shù)小時(shí)后,可明顯看出填料顏色變暗。與未予老化的填料相比,予老化的填料流失明顯減少,可得到較好的使用效果,這種類型的填料在游離脂肪酸的分析中已得到廣泛的應(yīng)用。
3.聚四氟乙烯為載體
聚四氟乙烯載體常用于制備分析高活性物質(zhì)或高極性和短鏈分子用的填料。若掌握恰當(dāng),它是一種非常好的載體材料,如果粗心大意,就會(huì)變成亂糟糟的,粘結(jié)成團(tuán)。為了獲得滿意的結(jié)果,必須遵守幾條規(guī)則:*是不能在玻璃器皿中制備此填料,而應(yīng)使用聚乙烯(或其他塑料)制的杯子和漏斗等器皿,以助于盡量消除聚四氟乙烯所帶的靜電;第二是不能用加熱的方法蒸發(fā)溶劑,可把載體置于干燥空氣或氮?dú)饬髦凶屓軇┱舭l(fā);第三是要把載體冷卻到10℃以下才能涂布,填料干燥以后也要把它冷卻到10℃以下才裝柱。若能把系統(tǒng)中的濕氣排除干凈,則冷卻到0℃裝柱,否則冷卻到0℃將出現(xiàn)結(jié)冰和填料顆粒發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象;第四是把所制備的這類填料置于聚四氟乙烯的密封容器中冷凍過(guò)夜后第二天使用,若不馬上使用則應(yīng)把它置于容器中密封起來(lái)儲(chǔ)存,臨使用之前才讓它冷凍過(guò)夜;第五是填柱時(shí)柱子應(yīng)保持冷卻,用振蕩器比用敲擊裝柱效果要好。制備這類填料很費(fèi)事,暫無(wú)其他捷徑可循。
4.以玻璃微珠為載體
以玻璃微珠載體制備柱填料,若不特別小心,要得到每米1000塊理論塔板數(shù)的色譜柱是有困難的。然而,若能很好控制,則可達(dá)到每米3000塊理論塔板數(shù)的柱效率,這里zui主要的控制因素是:所用固定液在室溫下為液態(tài)、采用較高沸點(diǎn)的溶劑、使用過(guò)濾法制備、過(guò)濾速度不宜過(guò)快、填料應(yīng)緩慢干燥。
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