http://www.chemistrymag.org/cji/2005/079061nc.htm

  Sep. 22, 2005  Vol.7 No.9 P.61 Copyright cij17logo.gif (917 bytes)


The preparation of fast gas chromatographic packed column by double suction straining coating method

Yan Zheng, Cui Jianbo, Ma Chunyan, Xiao Jinjin
(College of Chemistry and Environmental Science, Hebei University, Baoding 071002)

Abstract A new procedure called double suction straining coating method for the preparation of fast performance gas chromatographic packed column(stationary phase is Carbowax 6000,the percentage of liquid phase is 2%,column is 1m×3mm i.d. ). The study showed that at the same percentage of liquid phase, the analytical speed prepared by the double suction straining coating method always higher than those by the normal coating methods. The increment of the analytical speed has reached 24%.
Keywords Double suction straining coating method GC packed column Fast

双抽涂渍法制备高速气相色谱填充柱初探

阎正 崔建波 马春燕 肖进进
( 河北大学 化学与环境科学学院,河北 保定 071002)

2005年610日收稿

摘要 用双抽涂渍法制备了分析速度快的气相色谱填充柱(固定液为聚乙二醇6000,配比为2%,柱尺寸为1m×3mm i.d.),并对柱性能进行了考察。结果表明:在相同配比下,用抽真空抽滤涂渍法制备的气相色谱填充柱比抽空蒸发法制备的色谱柱,在柱效基本相同的条件下,分析周期缩短24%。
关键词 抽真空抽滤涂渍法 气相色谱填充柱 高速

    气相色谱填充柱在实际分析工作中的应用非常普遍。据资料统计,日常气相色谱分析工作大约有80%是采用填充柱完成的。填充柱的制备方法比较简单,定量分析的准确度较高,特别是在某些分析领域具有独特用途[1]。因此,制备出一种分析速度快柱效高的填充柱,对于那些需要进行大量分析工作的领域具有十分重要的意义。
    固定液涂渍法有若干种,目的都是使固定液均匀而牢固地附着在载体表面。常规涂渍法简单易行,适用于配比大于5%的涂渍,而低配比(<3%)固定相的涂渍方法则多采用抽空蒸发法[2]等。
    本文介绍的双抽涂渍法,即抽真空抽滤涂渍法,是在吸滤涂渍法[3]的基础上衍生出的一种新方法。吸滤涂渍法原理是:载体对固定液溶液有一定吸收率,饱和吸收后采用吸滤法将多余溶液除去,使附着在每一载体颗粒上的固定液量基本相同且均匀分布在表面。双抽涂渍法就是对载体先进行抽真空,加液涂渍后再抽滤除去多余溶液。

1 实验部分
1.1 仪器与试剂

    GC4004气相色谱仪,TCD检测器(北京东西电子技术研究所);HW-2000色谱工作站(上海千谱软件公司);1m×3mm i.d.不锈钢色谱柱。
    聚乙二醇6000色谱固定液(Griffin & Georage limited);6201载体60 - 80目(大连市医药公司化玻批发站);丙酮、叔丁醇、仲丁醇、异丁醇、正丁醇、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、对二甲苯均为分析纯试剂。
1.2 固定相涂渍装置(图1)

图1 固定相涂渍装置示意图
Fig.1 The schematic diagram for stationary phase coating

1.3 色谱柱的制备
1.3.1 6201载体经过筛(60
- 80目)、漂洗、烘干。称取预处理过的载体3.5g,倒入漏斗中,轻轻振动使其均匀分布在漏斗底部。
1.3.2 按配比2%,吸收率1.3mL
·
g-1配制固定液13mL(0.2g聚乙二醇6000溶于13 mL丙酮)。
1.3.3 关闭分液漏斗旋塞,打开双通阀抽真空5分钟,关闭双通阀,将所配溶液倒入分液漏斗,打开旋塞,使溶液快速流下。轻轻振动漏斗,使溶液浸泡载体2分钟。打开双通阀,抽滤2分钟,将固定相连同漏斗一起烘干(60℃,2小时)。
1.3.4 按抽空蒸发法涂渍相同配比的固定相[2]
1.3.5 分别将双抽涂渍法和抽空蒸发法制备的固定相,在相同条件下用减压法装柱,并在柱温170℃和载气流量15mL
·min-1的条件下老化8小时。

2 结果与讨论
2.1 载体吸收率的测定[3]

   
用双抽法测定60 - 80目6201载体对丙酮的吸收率,装置见图1。即:称量30g预处理过的载体,置于漏斗中,加入80mL丙酮浸泡并振动2min后抽滤2分钟除去多余溶剂,差减法测得饱和吸收溶剂体积,结果见表1。

表1 载体吸收率测定
Table1 Determination of the absorbability of support

序号

载体重量
(g)

饱和吸收溶剂体积
(mL)

吸收率
(mL·g-1)

平均值
(mL
·g-1)

相对标准偏差
(%)

1

30

39.0

1.30

 

1.32

 

2.0

2

30

40.0

1.33

3

30

39.5

1.32

4

30

40.5

1.35

5

30

38.5

1.28

2.2 双抽涂渍法原理及特点
    载体表面存在很多孔隙,如果直接进行涂渍,由于孔隙里充满空气,固定液就不会进入孔隙,这样涂渍就不均匀。双抽涂渍法的特点就在于在涂渍前对载体进行了抽真空处理,这样就把孔隙里的空气抽掉,从而使固定液顺利的进入到孔隙里,并把载体完全包裹。载体对固定液溶液有一定吸收率,饱和吸收后采用抽滤法将多余溶液除去,使附着在每一载体颗粒上的固定液基本相同,且均匀分布在表面。
2.3双抽法涂渍柱保留时间重现性的测定
    在同一根双抽法涂渍的聚乙二醇6000色谱柱上重复测定不同物质的保留时间(n=11),数据见表2。

表2 保留时间重现性的测定(n=11)
Table2 The recurrence of retention time

物质

保留时间平均值(min)

相对标准偏差(%)

正己烷

0.186

0.15

正辛烷

0.333

0.18

甲苯

0.431

0.14

乙酸丁酯

0.488

0.19

异丁醇

0.503

0.13

2.4 不同类型化合物的分离
  
  图2-5分别是异构体,饱和脂肪烃,酯类,芳香族化合物的色谱图。(固定液聚乙二醇6000,配比2%,柱尺寸1m×3mm i.d.不锈钢色谱柱)
2.5 分析周期的比较
   
以丁醇四种异构体的混合物为样品,在不同流量条件下比较双抽法和抽空蒸发法制备的色谱柱的分析周期,数据见表3。(色谱条件:柱温80℃,检测器125℃,汽化室150℃)


 
柱温:80℃
图2 丁醇异构体的分离
1.叔丁醇,2.仲丁醇,3.异丁醇 4.正丁醇

Fig.2
Chromatogram of isomer


  柱温:65℃

图3 饱和脂肪烃的分离
1.正己烷,2.正庚烷,3.正辛烷,4.正壬烷
Fig.3 Chromatogram of alkyl


 
柱温:65℃

图4 酯类化合物的分离
1.乙酸甲酯,2.乙酸乙酯,3乙酸丁酯
Fig.4 Chromatogram of ester

 
柱温:90℃

图5
芳香类化合物的分离 
1.苯,2.甲苯,3.对二甲苯

Fig.5 Chromatogram of aromaticity

表3 分析周期的比较(n=7)
Table3 The comparison of the analytical periods

流量
(mL
·min-1

抽空蒸发法
分析周期(min)

抽空蒸发法
理论塔板数

双抽法
分析周期(min)

双抽法
理论塔板数

分析周期
缩短(%)

平均值

(%)

60

0.731

1028

0.561

1049

23

24

66.7

0.686

1022

0.526

1059

23

76.0

0.628

998

0.481

1007

23

84.5

0.586

992

0.448

1059

24

95.2

0.536

1025

0.408

1057

24

113.2

0.483

979

0.366

965

24

136.4

0.426

852

0.326

820

24

2.6 结论
    双抽涂渍法是一种新的固定相涂渍方法,用此方法涂渍固定液液膜分布会更均匀,因而液相传质阻力会更小,色谱带宽更窄,如此才能在保证柱效的前提下提高分析速度。因此无论在实际的生产分析还是在科学研究中,均可节约大量的时间,从而大幅提高工作效率。

REFERENCES
[1] Liu G Q, Yu ZH L. Chromatographic Column Technology . Beijing: Chemical Industry Press, 2001.
[2] Sun C J. Gas Chromatography Analytical Theory And Technology. Beijing: Chemical Industry Press,1993.
[3] Yan Z H, Liu P Y. Journal Of Hebei University (Hebei Daxue Xuebao), 1998, 18 (1): 72-75.


[ Back ] [ Home ] [ Up ] [ Next ]