福建气相色谱仪柱填料制备之物理涂渍法
- 发布时间：2014/11/12 13:23:59
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物理涂渍法（Physicalcoatingmethod）,系指利用色谱固定液与载体表面分子间的亲和力，把固定液附着到载体表面上的方法。
物理涂渍法具有简单易行的优点，故其应用比较普遍；其缺点是固定液与载体之间结合不很牢固，容易发生流失现象，影响基线的稳定性、缩短柱寿命；再则涂渍法的液膜难以均匀，故也影响柱效率。
（一）固定液浓度选/福建气相色谱仪
固定液的浓度系指固定液占填料总重量的百分比。
1．高浓度固定液
①可以承受较大样品量，适于制备色谱。
②便于复盖载体活性点，减少拖尾现象。
2．低浓度固定液
①从范第姆特方程看出，柱效率比较高。
②固定相流失相对较少，基线比较稳定。
③所得填料流动性较好，便于装填柱子。
④可明显降低分析温度，加快分析速度。
在早期的色谱分析工作中，固定液的浓度一般为30～35%。随着色谱理论、色谱仪器、色谱试剂和色谱技术的进展，现在所使用的固定液浓度大部分为1～10%。
（二）制备柱填料规则/福建气相色谱仪
制备柱填料有多种方法，无论采取何种方法制备，一般应遵守以下几条规则。
1．适宜溶剂
一般不用与固定液发生反应的物质来作溶剂，以免改变固定液的特征。所选溶剂应对固定液有足够的溶解能力，而且溶剂本身应该有适宜的挥发性，挥发性不论是过大还是过小均会影响填料质量。
使用何种溶剂，在固定液标签上一般有说明，若无说明可利用相似相溶原理来选用。常用的溶剂有：氯仿、丙酮等有机溶剂。
然而，有少数固定液至今尚未找到合适的溶剂，例如：有机皂土。
2．涂布均匀
固定液必须均匀地涂渍于载体表面上，以利于增大传质界面，并能更好地覆盖载体表面上的活性点，否则将发生严重的吸附或拖尾现象。固定液在载体表面上分布不均匀时，还将影响重现性和柱效率等。
要使固定液均匀涂布，必须选用适宜的溶剂、适宜的载体、合理的涂布方法以及控制好制备过程。
3．减少破碎
填料制备中另一个需注意的重要因素是制备时应特别小心，尽量减少破碎现象发生。如果在制备过程中填料颗粒受到破损，破碎后所暴露的表面不但没有固定液，而且也没有经过化学钝化处理，以致造成严重的吸附和拖尾现象，这是初学者失败的主要原因之一。填料表面上活性点暴露太多，有时可能造成样品分解或其他不良影响。
为了减少破碎现象发生，筛选宜用手工筛；带静电载体则应用“湿法筛选”，也即浸于液体中过筛；制备过程中应尽量减少不必要的搅拌或摩擦。
4．控制氧化
制备填料一般应避免与氧接触，以免发生不必要的氧化作用。因此，干燥过程有氮气保护。
然而，有些填料（如磷酸处理过的聚酯）则需要在氧存在的条件下进行干燥。为了改善热稳定性，可将它置于空气中加热到250℃，使磷酸根与聚酯发生交联；对硅酮类固定液而言，有一部分交联是允许的，但若交联形成太多，样品就难溶于固定液中，造成样品迅速通过柱子而达不到分离目的。
一般而言，应在尽可能低的温度下干燥，以减少填料发生氧化作用。比较简便稳妥的方法是于室温条件下，让它们在空气中蒸发，待溶剂几乎挥发完了以后，再适当加热干燥。
（三）柱填料制备方法/福建气相色谱仪
1．直接法
此法是把固定液与载体直接混合，在制备高浓度固定液填料时曾使用过，但因此法很难制得均匀的填料，现已很少采用。
2．蒸发法
①操作过程：按欲配制的浓度称量固定液和载体，将固定液溶解于体积略大于载体体积的溶剂中，除去不溶物之后把载体倾入其中混匀，于室温或略高于室温的条件下蒸发溶剂，然后于接近溶剂沸点的温度下干燥。
②相关事宜：在蒸发法操作中，为了使固定液溶液能与载体均匀混合，直至溶剂除去之前，务必经常搅拌。因此，所得填料破碎比较严重，而且固定液涂布也不十分均匀。
3．吸干法
蒸发法中固定液涂布不均匀、填料破碎较多，究其原因，在很大程度上是由于固定液溶液量过大，造成蒸发时间过长和搅拌过多所致。为此，我们采用如下的“吸干法”制备柱填料。
①操作过程：按欲配制的浓度称量固定液和载体，将固定液溶解于溶剂中，除去不溶物。然后取适量固定液溶液慢慢倒入载体中，吸干、适当拌匀、干燥；然后再取适量剩余的固定液溶液倒入载体中，吸干，适当拌匀、干燥；如此操作，直至固定液溶液全部吸干为止。
每次固定液溶液加入量均以“吸干”为准。
②主要特点：吸干法省去了蒸发法中的“蒸发”操作，大大减少了蒸发过程中搅拌所造成的填料破碎，避免了蒸发过程中固定液的“粘壁”、“沉底”和“结皮”等现象发生。因此，能得到涂布较均匀和破损较少的柱填料。
4．过滤法
①操作过程：按欲配制浓度称量载体和固定液（固定液量应比所需浓度的填料中的固定液量多），将固定液溶解于体积比载体体积大得多的溶剂中，除去不溶物，然后把载体倾入其中浸渍，再把过量溶液过滤掉，将此湿填料铺开，置于接近溶剂沸点的温度下干燥。
②主要特点：过滤法所得的填料中固定液涂布比较均匀，破碎现象大大减少，所得填料均一性较好。
③相关事宜：对于粘度大的固定液溶液过滤有困难；对于缺乏经验者而言，填料中的固定液含量较难控制。填料中固定液的浓度，一般用抽提器进行测定；如果没有抽提装置时，通过测定滤液中残存的固定液量，也能粗略估计涂布载体上的固定液量。
（四）特殊填料的制备/福建气相色谱仪
1．混合固定相填料
当制备含有两种或两种以上混合固定液的柱填料时，如果找不到共同的溶剂，则应将固定液分别溶解；为了尽量减少操作期间的环境污染，宜用毒性较低、用较少溶剂量去溶解每种固定液。两种混合固定液找不到共同溶剂时，涂布也必须分两步，两步涂布用吸干法来完成。
例如：混合固定液中含有机皂土（Bentone-34）时，就很难找到共同的溶剂，它一般悬浮在其他固定液的溶液中，应注意充分混匀；这类填料必须用蒸发法或吸干法来制备。
2．制备予老化填料
磷酸是已经得到广泛使用的一种减尾剂，常把它与聚酯固定相结合，用于游离酸的分析。当制备这些填料时，磷酸有助于装柱前的予老化。溶剂蒸发以后，把填料置于浅盘中，在200℃～250℃烘箱的热空气中加热数小时后，可明显看出填料颜色变暗。与未予老化的填料相比，予老化的填料流失明显减少，可得到较好的使用效果，这种类型的填料在游离脂肪酸的分析中已得到广泛的应用。
3．聚四氟乙烯为载体
聚四氟乙烯载体常用于制备分析高活性物质或高极性和短链分子用的填料。若掌握恰当，它是一种非常好的载体材料，如果粗心大意，就会变成乱糟糟的，粘结成团。为了获得满意的结果，必须遵守几条规则：*是不能在玻璃器皿中制备此填料，而应使用聚乙烯（或其他塑料）制的杯子和漏斗等器皿，以助于尽量消除聚四氟乙烯所带的静电；第二是不能用加热的方法蒸发溶剂，可把载体置于干燥空气或氮气流中让溶剂蒸发；第三是要把载体冷却到10℃以下才能涂布，填料干燥以后也要把它冷却到10℃以下才装柱。若能把系统中的湿气排除干净，则冷却到0℃装柱，否则冷却到0℃将出现结冰和填料颗粒发生结块现象；第四是把所制备的这类填料置于聚四氟乙烯的密封容器中冷冻过夜后第二天使用，若不马上使用则应把它置于容器中密封起来储存，临使用之前才让它冷冻过夜；第五是填柱时柱子应保持冷却，用振荡器比用敲击装柱效果要好。制备这类填料很费事，暂无其他捷径可循。
4．以玻璃微珠为载体
以玻璃微珠载体制备柱填料，若不特别小心，要得到每米1000块理论塔板数的色谱柱是有困难的。然而，若能很好控制，则可达到每米3000块理论塔板数的柱效率，这里zui主要的控制因素是：所用固定液在室温下为液态、采用较高沸点的溶剂、使用过滤法制备、过滤速度不宜过快、填料应缓慢干燥。
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