气液两相流在电厂中的应用
1.液固色谱使用固体吸附剂,分离组分在色谱柱上的分离原理是根据固定相对组分的不同吸附力进行分离。分离过程是一个吸附-解吸平衡过程。常用的吸附剂是硅胶或氧化铝,其粒径为5 ~ 10μ m..适用于分离分子量为200~1000的组分,大部分用于非离子化合物,离子化合物容易拖尾。常用于分离异构体。
2.液-液色谱使用固定相,固定相是通过将特定的液体物质涂覆在载体表面或将其化学键合到载体表面而形成的。分离原理是根据被分离的组分在流动相和固定相中的溶解度不同来分离它们。分离过程是一个分配平衡过程。
涂层固着具有良好的惰性;流动相必须预先用固定相饱和,以减少固定相从载体表面的损失;温度的变化和不同批次流动相的差异常引起色谱柱的变化;此外,流动相中的固定相也使样品的分离和收集变得复杂。由于固定液的流失难以避免,现在很少使用涂层固定相。目前广泛使用的是化学键合固定相,如C18、C8、氨基柱、氰基柱、苯基柱等。
根据固定相和流动相极性的不同,液-液色谱可分为正相色谱(NPC)和反相色谱(RPC)。
正相色谱采用极性固定相(如聚乙二醇、氨基和腈键合相);流动相为相对非极性的疏水溶剂(正己烷、环己烷等烷烃),常加入乙醇、异丙醇、四氢呋喃、氯仿来调节组分的保留时间。常用于分离中等极性和强极性的化合物(如酚类、胺类、羰基和氨基酸)。
通常,非极性固定相(如C18,C8)用于反相色谱。流动相为水或缓冲液,常加入甲醇、乙腈、异丙醇、丙酮、四氢呋喃等水溶性有机溶剂调节保留时间。它适用于分离非极性和弱极性化合物。RPC是现代液相色谱中应用最广泛的方法。据统计,它占整个HPLC应用的80%左右。
随着柱填料的快速发展,反相色谱的应用范围逐渐扩大,已经应用于一些无机样品或易解离样品的分析。在分析过程中,为了控制样品的解离,常常使用缓冲液来控制流动相的pH值。但需要注意的是,C18和C8使用的pH值通常为2.5~7.5(2~8)。pH值过高会溶解硅胶,pH值过低会使键合的烷基脱落。据悉,新商品柱可在pH 1.5~10范围内操作。
正相色谱和反相色谱对照表
正相色谱反相色谱
固定相极性为高~中~低。
流动相极性低~中~高。
组分的洗脱顺序是极性小,先洗出,极性先洗出。
从上表可以看出,当极性为中等时,正相色谱和反相色谱(如氨基键合固定相)没有明显的界限。
3.离子交换色谱的固定相是离子交换树脂,通常是苯乙烯和二乙烯基交联形成的聚合物骨架,表面末端芳环上附有羧基、磺酸基(称为阳离子交换树脂)或季氨基(阴离子交换树脂)。色谱柱上分离组分分离原理是树脂上的可电离离子与流动相中带相同电荷的离子和被测组分的离子发生可逆交换,根据各离子和离子交换基团的不同电荷吸引而被分离。
缓冲液常用作离子交换色谱的流动相。分离组分在离子交换柱中的保留时间不仅与组分离子和树脂上离子交换基团的相互作用有关,还受流动相pH值和离子强度的影响。pH值可以改变化合物的解离度,进而影响其与固定相的相互作用。流动相盐浓度高时,离子强度高,不利于样品的解离,导致样品快速流出。
离子交换色谱主要用于分析有机酸、氨基酸、多肽和核酸。
4.离子对色谱又称偶离子色谱,是液-液色谱的一个分支。它是基于被测组分离子与离子对试剂离子形成中性离子对化合物,在非极性固定相的溶解度增加,从而提高其分离效果。主要用于分析离子强度高的酸碱物质。
分析碱性物质常用的离子对试剂是烷基磺酸盐,如戊烷磺酸钠、辛烷磺酸钠等。此外,高氯酸和三氟乙酸也能与各种碱性样品形成强离子对。
四丁基季铵盐,如四丁基溴化铵和四丁基磷酸铵,通常用于分析酸性物质。
ODS柱(即C18)常用于离子对色谱。流动相为甲醇-水或乙腈-水,水中加入3~10 mmol/L离子对试剂,在一定pH范围内分离。被测组分的保留时间与离子对的性质和浓度、流动相的组成、其pH值和离子强度有关。
5.排阻色谱的固定相是具有一定孔径的多孔填料,流动相是能溶解样品的溶剂。分子量小的化合物能进入孔隙,停留时间长;分子量大的化合物不能进入孔隙,直接随流动相流出。它利用分子筛对不同分子量组分排斥能力的差异来完成分离。它常用于分离大分子化合物,如组织提取物、多肽、蛋白质、核酸等。
色谱的基本原理
根据样品混合物中各组分的化学和物理性质的差异,将各组分不同程度地分配到不互溶的两相中。当两相相对运动时,组分在两相中反复重新分配,导致混合物的分离。
两相中,固定相是固定的;流动相。
分类:
按流动相-气相作流动相-气相色谱-固定相作液相气相色谱。
以固体为固定相的气固色谱
-以液体为流动相的液相色谱-以液体为固定相的液相色谱。
以固体为固定相的液-固色谱
当流动相是在其临界温度和压力附近工作的液体时-超临界色谱
根据固定相的附着方式
-圆柱形管柱色谱中的固定相
-涂在玻璃或金属板上的固定相-薄膜色谱(平板色谱)
-涂在纸上的液体固定相-纸色谱(平板色谱)
根据分离机制
—分配色谱—样品组分的分配系数不同。
—吸附色谱——样品组分在固定相表面有不同的吸附力。
-尺寸排阻色谱-使用不同孔径的固定相根据分子大小分离样品成分。
-离子交换色谱-不同离子与固定相相反电荷之间的作用力不同。
根据极性
-流动相极性>固定相极性-反相色谱
-流动相极性<固定相极性-正相色谱
气相色谱法只适用于分析挥发性和化学稳定性好的有机化合物,而高效液相色谱法适用于分析那些气相色谱法难以分析的物质,如挥发性差、极性强、生物活性和热稳定性差的物质。因此,高效液相色谱的应用范围已经远远超过气相色谱。
一、吸附色谱法(吸附色谱法)
也叫液固色谱:流动相是液体,固定相是固体。
分离原理:固定相是固体吸附剂,吸附剂是表面有吸附中心的多孔颗粒物。样品组分与流动相竞争吸附中心。各组分的吸附能力不同,使得各组分在固定相中的保留时间不同,实现分离。
固定相:固定相通常是强极性固体吸附剂,如硅胶、氧化铝、活性炭、聚乙烯和聚酰胺。活性硅胶是最常用的。
流动相:弱极性有机溶剂或非极性溶剂和极性溶剂的混合物,如正构烷烃(己烷、戊烷、庚烷等。)、二氯甲烷/甲醇、乙酸乙酯/乙腈等。
应用:对于极性,结构异构体分离和族分离仍然是最有效的方法,如农药异构体的分离和石油中烷烃、烯烃和芳烃的分离。缺点是容易产生不对称的峰和尾。
第二,分配色谱法
原理:固定液机械吸附在惰性载体上,样品分子根据其在流动相和固定相中溶解度的不同进入两相分布,实现分离。
固定相:极性或非极性固定液体被吸附在惰性固体载体上。例如完全多孔的微粒硅胶吸附剂。
根据极性不同分为:正相分配色谱-固定相载体涂有极性固定液;
流动相为非极性溶剂;
能分离强极性的水溶性样品;
弱极性组分首先被洗脱。
反相分配色谱——将非极性或弱极性固定液涂在固定相载体上;
流动相是极性溶剂;
强极性组分首先被洗脱。
液-液分配色谱固定相中的固定液往往易溶于流动相,重现性差,不能进行梯度洗脱,所以没有被人们广泛使用。
第三,键合相色谱
考虑到分配色谱中固定液的缺点,不同的有机官能团通过化学反应结合到固定相的惰性载体上,因此固定相不会溶解到流动相中。
键合固定相的优点:○对极性有机溶剂具有良好的化学稳定性。
○使色谱柱柱效高,使用寿命长。
○良好的实验重现性。
○几乎适用于分离各种相的有机化合物,尤其适用于k '值范围较宽的样品。
○梯度洗脱是可能的。
按极性分类:正相键合相色谱-固定相极性>流动相极性。
固定相:带有二醇基、醚基、氰基、氨基等极性基团的有机分子。
适用于分离脂肪族、水溶性极性和强极性化合物。
反相色谱-固定相极性<流动相极性
固定相:烷基、苯基等非极性有机分子。比如最常用的ODS柱或者C18柱就是最典型的一种,极性很小。
适用于非机械和弱极性离子样品的分离,
它是当今液相色谱最重要的分离模式。
正相高效液相色谱(正相高效液相色谱):
它是由极性固定相和非极性(或弱极性)流动相组成的HPLC系统。其代表固定相为改性硅胶、氰基柱等。,其代表性流动相为正己烷。吸附色谱法也属于正相HPLC。
反相高效液相色谱(反相高效液相色谱):
由非极性固定相和极性流动相组成的液相色谱系统与正相HPLC系统正好相反。其代表固定相为十八烷基键合硅胶(ODS柱),代表流动相为甲醇和乙腈。
四、尺寸排阻色谱法(SEC)。
(也称为凝胶色谱和分子筛色谱)
原理:多孔凝胶(如葡萄糖、琼脂糖、硅胶、聚丙烯酰胺等。)作为固定相,根据样品的分子量达到分离目的。大分子不进入凝胶孔隙,而是沿着多孔凝胶颗粒之间的缝隙流出,先被洗脱;小分子进入大多数凝胶孔,强烈保留在柱中,然后洗脱。
根据样品性质分类:凝胶过滤(GFC) ——用于分析水溶性样品,如多肽、蛋白质、生物酶、寡核苷酸、多核苷酸和多糖。
凝胶渗透(GPC)-用于分析脂溶性样品,例如测定聚合物的分子量。
SEC主要是根据分子量进行分离,所以与样品和流动相的相互作用无关。因此,没有必要改变流动相的组成来提高分离度。
动词 (verb的缩写)离子交换色谱法
(离子交换色谱,国际电工委员会)
分离原理:使用表面带有离子交换基团的离子交换剂作为固定相。带负电荷的交换基团(如磺酸基团和羧酸基团)可用于阳离子分离;带正电荷的交换基团(如季铵盐)可用于阴离子的分离。不同的离子与交换基团的作用力不同,在树脂中的停留时间也不同,所以是曾。