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第1章 气相色谱基本理论 1

1.1 气相色谱法的发展 1

1.1.1 气相色谱法简介 1

1.1.2 气相色谱法的发展历史 2

1.1.3 色谱法的分类 5

1.1.4 气相色谱法的特点及应用 8

1.2 色谱过程热力学 9

1.2.1 塔板理论的假设条件 10

1.2.2 色谱流出曲线的推导 11

1.2.3 色谱流出曲线方程的连续函数形式 12

1.2.4 对保留值的解释 13

1.2.5 流出峰达到极大值时组分在柱后的浓度 14

1.2.6 理论塔板数(n)的计算 14

1.2.7 塔板理论的作用与不足 15

1.3 色谱过程动力学 16

1.3.1 Van Deemter方程式的提出 16

1.3.2 Van Deemter方程式的理论说明 18

1.3.3 速率理论方程式的偶合式 21

1.3.4 影响谱带扩张的其他因素 22

1.4 气相色谱基本关系式 22

1.4.1 保留体积 22

1.4.2 分配关系 24

1.4.3 分配和保留参数与温度的关系 26

1.4.4 分离特性参数 27

1.4.5 分析时间 31

参考文献 32

第2章 气相色谱仪器 34

2.1 气路系统 35

2.1.1 气源系统 35

2.1.2 净化系统 35

2.1.3 阀件系统 37

2.2 进样系统 38

2.2.1 无分流进样 40

2.2.2 直接进样 41

2.2.3 柱头进样 41

2.3 气相色谱检测器的性能指标 42

2.3.2 检测器的线性范围 43

2.3.3 检测器的灵敏度和检测限 43

2.3.1 检测器的基线噪声与漂移 43

2.3.4 检测器的检测限 44

2.3.5 检测器的响应时间 44

2.3.6 检测器的最小检测量与最小检测浓度 45

2.3.7 检测器的选择性 45

2.4 氢火焰离子化检测器 46

2.4.2 氢火焰离子化检测器响应机理 47

2.4.1 氢火焰离子化检测器的结构 47

2.4.3 氢火焰离子化检测器的操作条件 48

2.4.4 氢火焰离子化检测器选择性的改进 49

2.4.5 相对响应值 50

2.5 热导检测器 50

2.5.1 热导检测器的结构及测量电路 50

2.5.2 热导检测器的原理 52

2.5.3 操作条件的选择 52

2.6 电子俘获检测器 53

2.5.4 热导检测器的相对响应值 53

2.6.1 电子俘获检测器池的结构 54

2.6.2 电子俘获检测器的响应机理 55

2.6.3 电子俘获检测器电源的操作方式 56

2.6.4 电子俘获检测器操作条件的选择 56

2.6.5 电子俘获检测器的相对响应因子Kr 57

2.6.6 电子俘获检测器的安全使用 57

2.6.7 脉冲放电电子俘获检测器 57

2.6.8 改进型电子俘获检测器 58

2.7 火焰光度检测器 58

2.7.1 火焰光度检测器的结构 58

2.7.2 火焰光度检测器的反应机理 59

2.7.3 火焰光度检测器操作条件的选择 60

2.7.4 脉冲火焰光度检测器 61

2.8 氮磷检测器 62

2.8.1 氮磷检测器的结构 62

2.8.4 氮磷检测器的响应因子 63

2.8.2 氮磷检测器的响应机理 63

2.8.3 氮磷检测器操作条件的选择 63

参考文献 64

第3章 判别样品可用气相色谱法的依据 67

3.1 什么样品可用气相色谱法判断 67

3.1.1 气相色谱分析的两个基本条件 67

3.1.2 气相色谱柱分离极限的预测 69

3.1.3 气相色谱柱流出极限的预测 71

3.2 色谱柱保留值对采用气相色谱法的制约 79

参考文献 83

3.3 某些不稳定或反应性组分的气相色谱分析 83

第4章 最佳气相色谱柱系统的选择依据 85

4.1 气相色谱柱及固定相 85

4.1.1 气相色谱柱 85

4.1.2 气相色谱固定相 88

4.2 最佳气相色谱柱系统选择的色谱理论和实践 95

4.2.1 用于同系物分离的最佳气相色谱柱系统 96

4.2.2 异构体分离的最佳气相色谱柱系统 107

4.2.3 沸点在25℃以下的气体组分分离的最佳气相色谱柱系统 119

参考文献 135

第5章 气相色谱操作条件的最佳化 139

5.1 柱系统的最佳化选择 139

5.1.1 气相色谱柱参数的最佳化选择 139

5.1.2 载气种类及其线速的最佳化选择 142

5.2 以柱温为主要变量的气相色谱最佳化方法 145

5.2.1 窗口法 145

5.2.2 函数逼近法 147

5.2.4 单纯形法 150

5.2.3 梯度法 150

5.3 气相色谱柱温的智能最佳化 157

5.3.1 最佳温度求解区间及温度控制方式的预测 158

5.3.2 最难分离物质对及交叉点的预测 162

5.3.3 最难分离“物质对”及交叉点的最佳分离温度的预测 164

5.3.4 气相色谱柱温智能最佳化程序设计原理及应用 167

参考文献 183

6.1.2 保留体积 186

6.1.1 保留时间 186

第6章 气相色谱定性方法 186

6.1 色谱定性指标 186

6.1.3 相对保留值 187

6.2 利用保留值定性 187

6.2.1 利用绝对保留值定性 187

6.2.2 利用相对保留时间定性 187

6.2.3 标准加入法定性 187

6.3 利用保留指数定性 188

6.3.1 恒温保留指数 188

6.3.2 多环芳烃的保留指数 189

6.3.3 有机硅特定保留指数 189

6.3.4 程升保留指数 189

6.4 保留值定性的影响因素 191

6.4.1 死时间的影响 192

6.4.2 载体吸附作用的影响 192

6.5.1 同系物的保留值规律 193

6.5 保留值定性规律 193

6.4.3 进样量的影响 193

6.4.4 载气的纯度 193

6.5.2 异构体的保留值规律 197

6.6 选择性检测器定性 200

6.7 化学试剂定性法 203

6.7.1 选择性消除法 203

6.7.2 官能团试验法 203

6.7.3 母体烃色谱法 203

参考文献 204

6.7.4 裂解色谱法 204

第7章 气相色谱定量分析方法 206

7.1 气相色谱定量校正因子 206

7.1.1 定量校正因子的分类 206

7.1.2 定量校正因子的测定方法 209

7.1.3 相对校正因子的预测 210

7.2 气相色谱定量分析方法 214

7.2.3 内标法 215

7.2.2 外标法 215

7.2.1 归一化法 215

7.2.4 叠加法 216

7.2.5 各种定量方法的比较 217

7.3 影响气相色谱定量分析准确度的主要因素 217

7.3.1 样品的代表性和稳定性 217

7.3.2 进样的重复性 217

7.4.1 气相色谱定量分析误差的来源 218

7.4 气相色谱定量分析的误差及分析数据的处理 218

7.3.5 检测器及色谱条件的稳定性 218

7.3.4 峰面积和峰高判断和测量的准确性 218

7.3.3 柱内及色谱系统内的吸附和分解现象 218

7.4.2 准确度与精密度，误差与偏差 219

7.4.3 分析数据的取舍 220

参考文献 220

第8章 气相色谱数据处理技术和色谱工作站 222

8.1 噪声平滑处理 222

8.1.1 数字滤波基本原理 223

8.1.2 实际应用 226

8.2.1 幅值法-水平门限法 227

8.2.2 统计门限法 227

8.2.3 面积灵敏度法与基线灵敏度法 227

8.2 几种色谱峰的检测判别方法 227

8.2.4 一阶导数判别法 228

8.2.5 修正的一阶导数判别法 229

8.2.6 二阶导数判断法 229

8.2.7 增加斜率法 230

8.3 色谱峰面积的测量 231

8.2.8 肩峰的判断(二阶导数法) 231

8.4 数据处理机 233

8.4.1 峰的检测 235

8.4.2 基线修正 236

8.4.3 时间程序 237

8.4.4 自动程序 238

8.4.5 波形存储器的应用 238

8.4.6 定性 238

8.5 色谱工作站 239

8.4.7 定量方法及ID表 239

8.5.1 一些工作站常见术语及常识 240

8.5.2 数据采集及方法设定 241

8.5.3 谱图处理 242

8.5.4 多谱图比较 243

8.5.5 打印、拷贝和数据输出 243

8.5.6 定量计算 244

8.5.7 工作站发展趋势 244

参考文献 245

第9章 全二维气相色谱法 246

9.1 概论 246

9.2 全二维气相色谱的发展历史和特点 249

9.2.1 全二维气相色谱法简介 249

9.2.2 全二维气相色谱法的发展历史和特点 250

9.3 GC×GC仪器 253

9.3.1 调制器 253

9.3.2 柱子和操作条件 255

9.3.3 GC×GC检测器 256

9.4 应用 257

9.4.1 石油样品 257

9.4.2 环境样品 261

9.4.3 卷烟烟气 267

9.4.4 中药挥发油 273

9.4.5 其他样品 284

参考文献 286

10.1.1 质谱单元 290

10.1 GC/MS和GC/FTIR联用技术 290

第10章 气相色谱联用技术 290

10.1.2 接口单元 295

10.1.3 色谱单元 296

10.1.4 实验及数据处理 297

10.1.5 分析实例 299

10.1.6 GC/MS使用注意事项和技巧 299

10.1.7 GC/FTIR联用技术 301

10.2.1 质谱数据的智能解析 302

10.2 GC/MS智能分析软件 302

10.2.2 GC/MS数据的智能化处理 308

10.3 LC/GC联用技术 314

10.3.1 液相色谱 314

10.3.2 接口技术 315

参考文献 316

第11章 气相色谱样品预处理技术 318

11.1 固相萃取技术 318

11.1.1 固相萃取法概述 318

11.1.2 固定相简介 319

11.1.3 如何选择固定相 320

11.1.4 溶剂选择 320

11.1.5 离子交换固定相 322

11.1.6 流速选择 323

11.1.7 柱容量 324

11.1.8 方法建立 324

11.1.9 应用实例 325

11.2.1 固相微萃取技术的装置及操作过程 328

11.2 固相微萃取技术及应用 328

11.2.2 固相微萃取技术的萃取模式 333

11.2.3 固相微萃取技术的理论基础及影响萃取效率的因素 334

11.2.4 固相微萃取技术的应用示例 338

11.2.5 固相微萃取技术的局限性和发展前景 341

参考文献 342

第12章 气相色谱法的典型应用 343

12.1 无机气体和轻烃分析 343

12.1.1 永久性气体分析 343

12.1.2 轻烃的分析 344

12.1.3 水的分析 346

12.2 碳氢化合物的分析 346

12.2.1 烷烃的分离 346

12.2.2 芳烃的分离 346

12.2.3 其他烃的分离 348

12.3 含氧化合物的分析 350

12.3.1 醇、酚类的分析 350

12.3.2 醛、酮的分析 353

12.3.3 酸和酯类的分析 354

12.4 含氮磷化合物的分析 356

12.4.1 硝基化合物的分析 356

12.4.2 胺类化合物的分析 358

12.4.3 其他含氮磷化合物的分析 358

12.5 有机卤化物的分析 361

12.5.1 挥发性卤代烃的分析 361

12.5.2 半挥发性卤代烃的分析 362

12.6.1 农药和除草剂 365

12.6 环境样品分析 365

12.6.2 半挥发性化合物 367

12.6.3 挥发性化合物 370

12.7 食品分析 372

12.7.1 脂类分析 372

12.7.2 糖类分析 375

12.7.3 添加剂分析 376

12.7.4 酒类分析 377

12.8 香精香料的分析 379

12.8.1 天然香精、香料的分析 380

12.8.2 合成香精分析 383

12.9 生物样品的分析 385

12.9.1 手性物质的分析 385

12.9.2 体液中药物的分析 387

12.9.3 代谢产物的分析 389

参考文献 391

13.2 气相色谱仪故障和操作失误的排除 394

13.1 气相色谱仪的安装 394

第13章 气相色谱仪使用中的注意事项及故障的排除 394

13.2.1 气路 395

13.2.2 色谱柱系统 395

13.2.3 各系统的加热控制 398

13.2.4 放大器 399

13.2.5 检测器 399

13.2.6 采集系统 400

参考文献 404