高效液相色谱分析有机产物

一、实验目的

利用高效液相色谱分析技术，对煤的加氢液化产物组成进行分析，以便评价产品质量的优劣和工艺条件的好坏。在间歇式高压釜中进行加氢实验，由于没有进行溶剂的再循环，所以加氢液化产物中很大部分仍是初始溶剂，但在一定的催化剂条件下，溶剂组成发生变化。用反相高效液化色谱分析技术，使用紫外分光检测器进行鉴定，对液化产物进行定性定量分析，再配合其他分析手段，所得分析结果对加氢液化的反应有一定的指导作用。

二、基本原理

高效液相色谱是20世纪60年代开始发展起来的新型快速分离的分析技术。在经典的液体柱色谱基础上，引入气相色谱的理论，在技术上采用了高压泵、高效固定相和高灵敏度检测器，实现了分析速度快、分离效率高的目的。这种柱色谱技术称为高效液相色谱。

高效液相色谱的流动相为液体，分析对象也是液体混合物。混合试样由高压泵输送的移动相携带进入柱子时，立即被吸附剂所吸附，移动相不断流过吸附剂时，吸附着的组分又被洗脱(脱附)下来，脱附的组分随着移动相向前时，又可以被前面的吸附剂所吸附，随着移动相的流动，被测组分在吸附剂表面进行反复地吸附、脱附过程，由于被测物中各组分的性质不同，它们在吸附剂上的吸附能力也不相同。较难吸附的组分就容易被脱附，容易吸附的组分就不易脱附，经过一定时间后，试样中的各个组分就彼此分离而先后流出色谱柱。

三、仪器设备和试剂

1.高效液相色谱仪

一般高效液相色谱仪装置主要由高压泵、梯度控制器、混合器、进样阀、色谱柱、检测器、记录仪和色谱数据处理机组成。

以美国LDC/Milton ROY公司生产的高效液相色谱仪为例。

(1)高压泵:ConstametricⅠ、Ⅱ型，承受压力4.12×107Pa，可调流量0.1～9.99m L/min。

(2)进样阀:7205型，六通阀进样(20μL)。

(3)检测器:1204型，双光束紫外分光检测器，波长可调范围为195～350nm(误差± 2nm)，流动池体积12μL，承受压力6.86×106Pa，光源为35W氘灯。

(4)梯度洗脱控制仪:1601型，具有九种可调浓度曲线。

(5)混合器:CAM L型。

(6)记录仪:由美国LDC公司制造的双笔记录仪。

(7)色谱数据处理机:CDMC 1型。

2.溶剂

甲醇:分析纯或紫外光谱纯。

水:自制二次蒸馏水。

四、实验条件的选择

1.固定相的选择

在高效液相色谱中，柱子是色谱分析的关键，而柱子的选择就是固定相的选择;若选择不当，往往对样品无法分离。在正相色谱中选用硅胶吸附剂作为固定相，在反相色谱中采用ODS化学键合固定相，固定相的粒径常用的是5μm和10μm两种。采用高压匀浆装柱，其柱效可达几万塔板数/m。

2.移动相(溶剂)的选择及要求

首先考虑该溶剂在紫外光检测波长下不被吸收，然后根据分析样品及固定相的特点进行选择。本实验主要测定其中的芳香烃组分，在正相色谱中选择正己烷作移动相，在反相色谱中则选择甲醇∶水=83∶17作溶剂。甲醇须经5号砂芯漏斗过滤并用超声波作脱气处理。

3.灵敏度的选择

本实验中的紫外检测器灵敏度范围为2.0～0.001，实际可调范围为2.0～0.02，应尽量选择高的灵敏度，可以减少进样量，保护色谱柱的寿命。

4.流量的选择

色谱分析中提高流动相的流速，可缩短分析时间，降低流量可以提高各组分的分辨率，在反相色谱中以甲醇和水作移动相，采用1m L/min的流量。

5.检测器波长的选择

对于混合样品，选择波长要根据其中各个组分的特定吸收波长确定，本实验根据多环芳烃在紫外区的吸收情况，选择波长为254nm。

6.色谱条件

色谱柱45mm×150mm，ODS化学键合固定相。

溶剂:甲醇∶水=83∶17。

洗脱方式:等浓度洗脱，室温。

波长:254nm。

五、定性定量分析

定性分析可以采用纯样品为标准的保留时间比较法，对组成比较复杂的样品可以结合标准物小量添加法。

定量分析可以用标准曲线法或采用相对校正因子。

六、注意事项

1.开机前务必检查流动相是否准备好，要使用HPLC级的试剂，若使用自配的盐缓冲溶液时，要脱气并用滤膜过滤。

2.开机后让检测器稳定30min，保证基线平稳。

3.测试样品时，一定要先用滤膜过滤样品，以免堵塞色谱柱或损坏高流量泵和自动进样器等部件。

4.测试完样品后一定要用有机相冲洗整个系统，保证整个系统干净，并将色谱柱中要用的有机相保存，若将色谱柱拆卸下来，要用堵头将两端密封，防止色谱柱损坏。

七、附录:Hitachi Autosampler L-2200型液相色谱仪使用说明

1.开机

(1)接通实验室电源，确保各个通道有足够的流动相和各个模块管路连接正确，重点检查色谱柱与检测器的管路是否连接正确。

(2)依次打开电源模块、检测器模块(根据需要打开二极管阵列检测器或者示差折光检测器)、柱温箱模块、自动进样器模块和真空脱气及高通量泵模块，同时打开计算机。

(3)打开专用软件“D-2000Elite Administration”，配置连接各个模块，创建一个新路径或者新的文件夹，配置仪器，选择连接模块，点击“Connect”，联机后关闭对话框;退出该界面，完成仪器模块的连接配置。

2.分析方法

(1)双击“D-2000Elite”，查看仪器各个参数，设置方法和样品表等。

(2)使用“Inititalize”按钮，联机。

(3)设置仪器的参数。

(4)使用“Purge”按钮，排除管路中气泡。

(5)设置泵的流动相比例和流速、进样器、柱箱温度、检测器参数，打开检测器相应的氘灯和钨灯等。

(6)方法的设置

①设置数据存储的位置，新建一个方法或者样品表。

②设置分析方法:包括选择仪器所配置的模块型号、泵的流速和流动相比例、自动进样针的方法、柱温箱参数和检测器的参数等。

③设置报告格式。

④设置样品表、样品瓶位置、进样体积、样品类型、样品名称以及分析方法等。

⑤完成后将样品表保存在指定文件夹中。

(7)样品分析。

(8)数据处理。

(9)查看打印报告。

3.关机

首先关闭泵和检测器的灯丝，退出工作站，依次关闭泵、自动进样器、柱温箱、检测器和电源模块的电源开关，最后关闭电脑及实验室电源。