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第一章　绪论1

1.1.1　茨维特的经典实验2

1.1.2　色谱分析法的分类4

1.1.3　色谱分析法的分离原理及特点5

1.1.4　色谱分离过程的平衡常数6

1.2.1　气相色谱的方法特点7

1.2.2　气相色谱法的应用范围8

1.2.3　气相色谱流出曲线的特征9

1.2.4　色谱峰的位置10

1.2.5　色谱峰的峰高和峰面积11

1.2.6　色谱峰的宽窄12

1.2.7　色谱峰间的距离13

第二章　气相色谱仪14

2.1.1　气相色谱仪15

2.1.2　使用填充柱的气相色谱仪的气路流程16

2.1.3　使用双柱（填充柱和毛细管柱）的气相色谱仪的气路流程17

2.2.1 载气流速控制及测量装置：载气的来源18

2.2.2　SPB-3型全自动空气发生器19

2.2.3　无油气体压缩机的工作原理20

2.2.4　GCN-1300型氮气发生器21

2.2.5　GCD-300B型氢气发生器22

2.2.6　载气的净化及纯度要求23

2.2.7　在气相色谱分析中高纯气体的应用24

2.2.8　载气流速的控制：1．减压阀25

2.2.9　载气流速的控制：2．稳压阀26

2.2.10　载气流速的控制：3．针形阀27

2.2.11　载气流速的控制：4．稳流阀28

2.2.12　载气流速的测量：1．转子流量计30

2.2.13　载气流速的测量：2．皂膜流速计31

2.2.14　载气流速的测量：3．电子气路控制（EPC）系统32

2.3.1　进样器：1．气体样品进样：（1）医用注射器进样33

2.3.2　进样器：1．气体样品进样：（2）气体定量管平面六通阀进样34

2.3.3　进样器：1．气体样品进样：（3）气体定量管拉杆六通阀进样35

2.3.4　进样器：2．液体样品进样36

2.3.5　进样器：3．固体样品进样37

2.3.6　气化室：1．气化室的作用和结构38

2.3.7　气化室：2．气化室的温度分布39

2.3.8　气化室：3．开口管柱的分流进样40

2.4.1　色谱柱及柱温控制：1．色谱柱的分类及特征41

2.4.2　色谱柱及柱温控制：2．色谱柱的材料、形状及连接方法42

2.4.3　色谱柱及柱温控制：3．柱温控制43

2.5.1　检测器44

2.6.1　数据处理系统：1．微处理机45

2.6.2　数据处理系统：2．色谱数据工作站46

2.7.1　气相色谱仪的性能指标47

2.7.2　气相色谱仪的使用规则48

2.7.3　气相色谱仪的维护49

2.8.1　国产气相色谱仪简介50

2.8.2　外国厂商生产的气相色谱仪简介51

第三章　固定相52

3.1.1　气固色谱的固定相53

3.1.2　活性炭和石墨化炭黑55

3.1.3　氧化铝56

3.1.4　硅胶57

3.1.5　分子筛58

3.1.6　高分子多孔小球59

3.1.7　国产高分子多孔小球（GDX）的型号60

3.1.8　碳分子筛（碳多孔小球，TDX）62

3.1.9 聚苯醚高分子固定相（Tenax）63

3.1.10　气固色谱法选择固体吸附剂的原则64

3.2.1　气液色谱的固定相65

3.2.2　常用载体的性质：1．硅藻土型载体66

3.2.3　常用载体的性质：2．非硅藻土型载体67

3.2.4　载体表面的惰化改性处理方法68

3.2.5　气液固定相载体的选择70

3.3.1 固定液的分类71

3.3.2　对固定液相对极性评价的方法：1．罗什那德的相对极性法72

3.3.3　对固定液相对极性的评价方法：2．麦克雷诺兹相特征常数法（1）麦克雷诺兹试验探针物质和相特征常数73

3.3.4　对固定液相对极性的评价方法：2．麦克雷诺兹相特征常数法（2）常用固定液的麦克雷诺兹常数74

3.3.5 固定液的优选法——“最相邻技术”75

3.3.6　李尔提供的12种最佳固定液76

3.3.7　依据固定液与样品分子氢键作用力强弱的官能团分组78

3.3.8　选择固定液的一般原则79

3.3.9　混合固定液的使用80

3.4.1　气相色谱填充柱的制备82

3.4.2 国家标准中常用的气相色谱填充柱84

第四章　流动相85

4.1.1　气相色谱使用的流动相——载气86

4.1.2　气相色谱检测器使用的燃气和助燃气87

4.2.1　载气含有的杂质对气相色谱分析的影响88

4.2.2　载气的净化要求89

4.2.3　载气的净化方法90

4.3.1　载气流速的校正91

4.3.2　水蒸气压力校正92

4.3.3　温度校正93

4.3.4　色谱柱压力梯度校正94

第五章　检测器97

5.1.1　检测器的响应特性98

5.1.2　检测器的性能指标：1．噪声和漂移99

5.1.3　检测器的性能指标：2．灵敏度（绝对响应值）100

5.1.4　检测器的性能指标：3．敏感度（或称检测限）101

5.1.5　检测器的性能指标：4．响应时间（或称应答时间）102

5.1.6　检测器的性能指标：5．线性范围103

5.1.7　常用气相色谱检测器的性能比较104

5.2.1　热导池检测器的检测原理105

5.2.2　热导池的结构106

5.2.3　热导池的测量电路107

5.2.4　单一热敏元件热导池108

5.2.5　影响热导池灵敏度的因素及使用注意事项109

5.3.1　氢火焰离子化检测器的检测原理110

5.3.2　氢火焰离子化检测器的结构及影响灵敏度的因素112

5.3.3 氢火焰离子化检测器的测量电路和使用注意事项113

5.4.1　热离子化检测器的检测原理114

5.4.2　热离子化检测器的结构115

5.4.3　热离子化检测器的测量电路及最佳操作条件116

5.5.1 电子捕获检测器的检测原理117

5.5.2 电子捕获检测器的结构及所用放射源的性质118

5.5.3　电子捕获检测器的操作条件119

5.5.4 一些电负性化合物的ECD/FID相对质量灵敏度的比值120

5.6.1　氦离子化检测器的检测原理121

5.6.2　氦离子化检测器的结构122

5.6.3　氦离子化检测器的操作条件：1．载气纯度123

5.6.4　氦离子化检测器的操作条件：2．载气的流速124

5.6.5　氦离子化检测器的操作条件：3．极化电压125

5.6.6　氦离子化检测器的操作条件：4．色谱柱的流失126

5.6.7　脉冲放电氦离子化检测器127

5.6.8　永久性气体在HID和PDHID的相对摩尔响应值128

5.7.1　火焰光度检测器的检测原理129

5.7.2　单火焰光度检测器的结构131

5.7.3　双火焰光度检测器的结构132

5.7.4　火焰光度检测器的操作条件133

5.8.1　光离子化检测器的检测原理134

5.8.2　光离子化检测器的结构135

5.8.3　光离子化检测器样品池的结构136

5.8.4　光离子化检测器的操作条件：1．激发光源的性能、灯窗材料和响应性能137

5.8.5 光离子化检测器的操作条件：2．检测池体积与峰高响应的关系138

5.8.6　光离子化检测器的操作条件：3．检测器的温度138

5.8.7　光离子化检测器的操作条件：4．载气的种类、纯度和流速139

5.8.8　硫化学发光检测器的工作原理140

5.8.9 硫化学发光检测器的燃烧器结构及使用注意事项141

第六章　定性分析和定量分析142

6.1.1　气相色谱的定性分析和定量分析143

6.1.2　定性分析中常用保留值的计算公式144

6.1.3　定性分析：1．保留时间和调整保留时间145

6.1.4　定性分析：2．保留体积和调整保留体积146

6.1.5　定性分析：3．相对保留值146

6.1.6　定性分析：4．比保留体积147

6.1.7　定性分析：5．科瓦茨保留指数148

6.1.8　计算柱温60 ℃，在10％角鲨烷上试101色谱柱上，苯的保留指数149

6.1.9　死时间的测量和计算方法150

6.1.10 由三个碳数相连的正构烷烃同系物的保留时间计算死时间151

6.1.11 由三个任意碳数正构烷烃同系物的保留时间计算死时间152

6.1.12　利用纯物质对照进行定性分析153

6.1.13　双色谱柱的定性分析154

6.1.14　利用同系物的碳数规律进行定性分析155

6.1.15　利用相同碳原子数异构体的沸点规律进行定性分析156

6.1.16　利用化学反应方法进行未知组分的定性分析157

6.1.17　测定化学官能团的有关试剂158

6.1.18　利用化学减除反应进行定性分析：1．无机减除试剂160

6.1.19　利用化学减除反应进行定性分析：2．有机减除试剂162

6.1.20　利用针筒内进行化学减除反应164

6.1.21　利用选择性检测器进行定性分析：1．ECD和AFID165

6.1.22　利用选择性检测器进行定性分析：2．FID和FPD166

6.1.23　利用气相色谱（GC）-质谱（MS）联用进行定性分析167

6.1.24　利用气相色谱（GC）-傅里叶变换红外吸收光谱（FTIR）联用进行定性分析168

6.2.1　峰高、峰面积定量法——检量线法（工作曲线法）169

6.2.2　不对称峰和大色谱峰尾部小峰面积的测量170

6.2.3　基线漂移时色谱峰面积的测量171

6.2.4　重合峰的峰面积测量172

6.2.5　定量校正因子：1．绝对校正因子及其测定方法173

6.2.6　定量校正因子：2．相对校正因子175

6.2.7　定量校正因子：3．相对校正因子的测定方法及相互换算176

6.2.8　定量校正因子：4．相对质量校正因子测定实例177

6.2.9　定量校正因子：5．改变标准物时，相对质量校正因子的换算178

6.2.10　定量校正因子：6．定量校正因子与检测器相对响应值的关系179

6.2.11　定量分析方法：1．内标法180

6.2.12　定量分析方法：2．外标法181

6.2.13　定量分析方法：3．归一化法182

6.3.1　气相色谱定性分析和定量分析总结183

第七章　气相色谱法的基本理论184

7.1.1　气相色谱理论研究的主要内容185

7.1.2　气相色谱理论的分类：吸附或分配等温线186

7.1.3　气液色谱理论基础：线性非理想色谱187

7.1.4　气固色谱理论基础：非线性非理想色谱（1）188

7.1.5　气固色谱理论基础：非线性非理想色谱（2）189

7.2.1　气液色谱的塔板理论190

7.2.2　气液色谱塔板理论的讨论191

7.2.3　理论塔板数n、有效理论塔板数Neff和实际塔板数nrcal192

7.3.1　气液色谱的速率理论193

7.3.2　速率理论的涡流扩散项（A）194

7.3.3　速率理论的分子扩散项（B/u）195

7.3.4　速率理论的传质阻力项（Cu）196

7.3.5　范第姆特方程198

7.4.1　气相色谱分离操作条件的选择：分离度R199

7.4.2　影响气相色谱分离度的各种因素：1．载气种类及流速的选择200

7.4.3　影响气相色谱分离度的各种因素：2．柱温的选择201

7.4.4　影响气相色谱分离度的各种因素：3．载体种类和粒度的选择202

7.4.5　影响气相色谱分离度的各种因素：4．固定液用量的选择203

7.4.6　影响气相色谱分离度的各种因素：5．色谱柱压力降的选择204

7.4.7　影响气相色谱分离度的各种因素：6．进样速度、气化温度和进样量的选择205

7.4.8　影响气相色谱分离度的各种因素：7．色谱柱柱形、柱内径及柱长的选择207

7.5.1　新型双指数程序涂渍填充柱的制备技术208

7.5.2　新型双指数程序涂渍填充柱的范第姆特曲线209

7.5.3　微型填充柱211

第八章　程序升温气相色谱法212

8.1.1　程序升温气相色谱法简介213

8.1.2　程序升温方式215

8.1.3　程序升温与恒温气相色谱法的比较216

8.2.1　程序升温气相色谱法的基本原理：1．保留温度TR217

8.2.2　程序升温气相色谱法的基本原理：2．初期冻结219

8.2.3　程序升温气相色谱法的基本原理：3．有效柱温T′221

8.2.4　程序升温气相色谱法的基本原理：4．程序升温操作参数的关联（1）升温速率（r）／载气流速（F）比值与保留温度（TR）的关联222

8.2.5　程序升温气相色谱法的基本原理：4．程序升温操作参数的关联（2）升温速率（r）／载气流速（F）比值与真正分离度（Ri）的关联223

8.3.1　程序升温气相色谱柱效的评价方法224

8.3.2　程序升温气相色谱的操作条件225

8.3.3　对程序升温气相色谱系统的特殊要求227

8.3.4　程序升温气相色谱法的应用范围229

第九章　毛细管柱气相色谱法230

9.1.1　毛细管气相色谱柱简介231

9.1.2　毛细管气相色谱柱的速率方程式：1．气液色谱232

9.1.3　毛细管气相色谱柱的速率方程式：2．气固色谱233

9.1.4　气相色谱填充柱与毛细管柱范第姆特曲线的比较234

9.1.5　不同柱内径、不同液膜厚度毛细管柱的范第姆特-高莱曲线图（HETP-？）235

9.1.6　不同柱内径、不同液膜厚度毛细管柱的理论塔板数（n）与进样量（m）的关系237

9.2.1　毛细管柱气相色谱的操作条件：1．柱内半径的选择239

9.2.2 毛细管柱气相色谱的操作条件：2．固定液液膜厚度的选择240

9.2.3 毛细管柱气相色谱的操作条件：3．载气种类及流速的选择241

9.2.4　毛细管柱气相色谱的操作条件：4．进样量的选择242

9.2.5　毛细管柱气相色谱的操作条件：5．柱相比和样品容量的关联243

9.2.6 毛细管柱气相色谱的操作条件：6．色谱柱柱温的选择244

9.2.7　毛细管柱与填充柱的性能比较245

9.3.1　毛细管色谱柱的制备：1．毛细管柱的分类247

9.3.2　毛细管色谱柱的制备：2．毛细管柱内壁的粗糙化248

9.3.3　毛细管色谱柱的制备：3．毛细管柱内壁的可润湿性249

9.3.4　毛细管色谱柱的制备：4．毛细管柱内壁的惰化方法（1）250

9.3.5　毛细管色谱柱的制备：5．毛细管柱内壁的惰化方法（2）251

9.3.6　毛细管色谱柱的制备：6．毛细管柱内壁的惰化方法（3）252

9.3.7　毛细管色谱柱的制备：7．毛细管柱内壁的惰化方法（4）253

9.3.8　毛细管色谱柱的制备：8．惰化后毛细管柱内壁的可润湿性254

9.3.9 毛细管色谱柱的制备：9．毛细管柱涂渍固定液的表面张力255

9.3.10　毛细管色谱柱的制备：10．毛细管柱涂渍固定液的方法256

9.3.11 毛细管色谱柱的制备：11．用化学键合、交联固定化的方法（1）固定液在硅烷偶联剂存在下与柱内壁硅醇基进行交联缩合固定化反应257

9.3.12　毛细管色谱柱的制备：12．用化学键合、交联固定化的方法（2）用自由基引发剂引发固定液的交联反应258

9.3.13 毛细管色谱柱的制备：13．用化学键合、交联固定化的方法（3）用端羟基聚硅氧烷进行缩合交联260

9.3.14　毛细管色谱柱的制备：14．吸附型多孔层开管柱261

9.4.1　毛细管柱性能的评价：1．固定液液膜厚度的测定262

9.4.2　毛细管柱性能的评价：2．柱分离能力的测定（1）263

9.4.3　毛细管柱性能的评价：3．柱分离能力的测定（2）264

9.4.4　毛细管柱性能的评价：4．柱吸附活性的测定266

9.4.5 毛细管柱性能的评价：5．测定柱吸附特性的Grob试剂混合物267

9.4.6 毛细管柱性能的评价：6．用Grob试剂测定毛细管柱的吸附活性268

9.4.7 毛细管柱性能的评价：7．用Grob试剂评价不同极性固定液的选择性270

9.4.8　毛细管柱性能的评价：8．柱的热稳定性测定271

9.5.1 常用毛细管柱简介：1．毛细管气相色谱分析常用的固定液272

9.5.2　常用毛细管柱简介：2．填充柱转换到大口径（0.53mm）毛细管柱274

9.5.3　常用毛细管柱简介：3．最常用的键合石英毛细管柱的型号及性能277

9.5.4　常用毛细管柱简介：4．毛细管柱的操作参数及分析应用278

9.5.5 常用毛细管柱简介：5．毛细管柱的选择指南及固定相的优选279

9.5.6 常用毛细管柱简介：6．多孔层柱（PLOT）的种类及应用范围281

9.6.1 毛细管气相色谱的进样技术：1．大口径毛细管柱的直接进样282

9.6.2　毛细管气相色谱的进样技术：2．分流进样283

9.6.3　毛细管气相色谱的进样技术：3．不分流进样（1）285

9.6.4　毛细管气相色谱的进样技术：4．不分流进样（2）287

9.6.5　毛细管气相色谱的进样技术：5．不分流进样（3）288

9.6.6　毛细管气相色谱的进样技术：6．冷柱头进样（1）289

9.6.7　毛细管气相色谱的进样技术：7．冷柱头进样（2）290

9.6.8　毛细管气相色谱的进样技术：8．程序升温气化进样（PTV）291

9.7.1　毛细管气相色谱中的补充气293

9.7.2　毛细管柱的保护柱294

9.7.3　细内径毛细管柱的快速气相色谱分析296

9.8.1　毛细管柱的检查、安装和老化298

9.8.2　毛细管柱的保护方法300

第十章　气相色谱法的分析应用301

一、在永久性气体分析中的应用302

10.1.1　用填充柱分析永久性气体（1）302

10.1.2　用填充柱分析永久性气体（2）303

10.1.3　用填充柱分析永久性气体（3）304

10.1.4　用填充柱分析永久性气体（4）305

10.1.5　天然（煤）气分析306

10.1.6　用5A分子筛的多孔层柱分析痕量永久性气体307

10.1.7 用脉冲放电氦离子化检测器（PDHID）分析痕量永久性气体308

二、在石油炼制分析中的应用309

10.2.1　炼油厂尾气分析309

10.2.2　用专用毛细管柱分析汽油的族组成（PONA值）310

10.2.3　铂重整汽油的PONA分析谱图312

10.2.4　优质无铅汽油的PONA分析谱图314

10.2.5　石油产品的模拟蒸馏316

10.2.6　石油产品的高温模拟蒸馏（1）317

10.2.7　石油产品的高温模拟蒸馏（2）318

10.2.8　可耐480℃高温的毛细管色谱柱HT-5320

10.2.9　用高温气相色谱分析直链烃石蜡321

10.2.10　用大孔毛细管柱分析石油中的含氧化合物322

10.2.11　用大口径毛细管柱分析含硫化合物323

10.2.12　用微型填充柱分析烃类和含硫化合物324

10.2.13　炼油厂气体中不饱和轻烃的分析325

10.2.14　用气相色谱分析阿拉伯轻原油326

10.2.15　用大口径毛细管柱分析海湾原油327

三、在石油化工分析中的应用328

10.3.1　用填充柱分析C4烃类328

10.3.2　C1～C4低级烃的全分析330

10.3.3　用填充柱分析C1～C5烃类331

10.3.4　用填充柱分析C5烃333

10.3.5　用TCEP填充柱分析脂肪烃和芳烃335

10.3.6　用填充柱分析异丙苯中二甲苯异构体336

10.3.7　用填充柱和毛细管柱分析C6～C8芳烃337

10.3.8　低级烃在多孔层毛细管柱（PLOT）的全分析339

10.3.9　用多孔层聚合物毛细管柱分析C1～C6烃类340

10.3.10　用TCEP毛细管柱分析芳烃341

10.3.11 用大口径多孔层Al2O3毛细管柱分析丙烯纯度342

10.3.12　用填充柱分析丙烯和1,3-丁二烯中的杂质343

10.3.13　用大口径毛细管柱分析苯乙烯的纯度344

四、在化工分析中的应用345

10.4.1　有机溶剂甲醇中微量水的分析345

10.4.2　用填充柱分析卤代烷346

10.4.3　用填充柱分析有机胺348

10.4.4　用大孔毛细管柱分析醇类化合物349

10.4.5　用毛细管柱分析醇类化合物350

10.4.6　用毛细管柱分析正己烷溶剂中的醇类化合物352

10.4.7　用大口径毛细管柱分析多元醇353

10.4.8　用大口径毛细管柱分析甲基叔丁基醚355

10.4.9　用FFAP毛细管柱分析游离脂肪酸356

10.4.10　用大口径毛细管柱分析硝基芳烃化合物358

10.4.11　用毛细管柱分析邻苯二甲酸酯和丙烯酸酯359

10.4.12　用毛细管柱分析爆炸物361

10.4.13　用毛细管柱分析硅烷和有机锡362

五、在食品分析中的应用364

10.5.1　用填充柱气相色谱分析脂肪酸甲酯3645

10.5.2　用毛细管柱气相色谱分析脂肪酸甲酯366

10.5.3　用填充柱分析鱼油中脂肪酸甲酯368

10.5.4　用PAG毛细管柱气相色谱分析脂肪酸甲酯370

10.5.5　用色谱分析白酒中主要成分371

10.5.6　用毛细管柱分析浓香型白酒372

10.5.7　用DM-Wax毛细管柱分析挥发性风味物质373

10.5.8　用DM-1毛细管柱分析挥发性风味物质374

10.5.9　用DM-2330毛细管柱分析糖类物质（糖醇乙酸酯）375

10.5.10　用DM-1毛细管柱分析精油类物质（柠檬油）376

10.5.11　用DM-Wax毛细管柱分析精油类物质（薄荷油）377

六、在药物分析中的应用378

10.6.1　用于药物生产的一般性溶剂分析378

10.6.2　用大孔毛细管柱分析酸性／中性药物379

10.6.3　用毛细管柱分析碱性药物380

10.6.4　用DM-200毛细管柱分析碱性药物382

10.6.5　用DM-5毛细管柱分析拟交感神经药物383

10.6.6　用DM-35毛细管柱分析拟交感神经药物384

10.6.7　用DM-5毛细管柱分析甾类化合物385

10.6.8　用DM-35毛细管柱分析感冒药物386

七、在环境监测分析中的应用387

10.7.1　用毛细管柱分析水中挥发性有机物387

10.7.2　用毛细管柱分析半挥发有机物388

10.7.3　用毛细管柱分析水中酚类污染物390

10.7.4　室内环境空气中总挥发有机物含量分析391

10.7.5 吸附-热解吸法测定空气中总挥发有机物（TVOC）（1）393

10.7.6 吸附-热解吸法测定空气中总挥发有机物（TVOC）（2）394

10.7.7　用填充柱色谱分析有机氯农药395

10.7.8　用填充柱色谱分析有机磷农药396

10.7.9　用低流失色谱柱检测有机氯农药397

10.7.10　用大口径毛细管柱分析有机氯农药398

10.7.11　用毛细管柱分析有机氯农药400

10.7.12　用毛细管柱色谱分析牛奶中残留有机氯农药402

10.7.13　用毛细管柱色谱分析葱头中残留的有机磷农药403

10.7.14　用毛细管柱分析有机磷农药405

10.7.15　用大口径毛细管柱分析含氮除草剂406

10.7.16　用大口径毛细管柱分析有机氮农药407

10.7.17　用大口径毛细管柱分析三嗪类农药和氯苯氧基农药409

10.7.18　用毛细管柱分析多环芳烃411

参考书目412

附录414

附录一　气相色谱法常用载体414

附录二　气相色谱法常用固定液（按CP值大小排列）417

附录三　美国药典（USP）方法使用的填充柱载体421

附录四　美国药典（USP）方法使用的填充柱固定液422

附录五　各公司生产的国际通用毛细管柱产品的品牌对照表423

附录六 各公司生产的多孔层开管柱的品牌对照表425

附录七　按应用领域和测定方法国际通用毛细管柱品牌对照表426

附录八　气相色谱仪的故障分析与排除428