[发明专利]一种三氧化二铝填充毛细管色谱柱及其制作方法

说明书

本发明涉及一种三氧化二铝填充毛细管色谱柱及其制作方法，属于分析化学领域中的色谱分离领域。

气相色谱仪是轻烃分析中的主要仪器，色谱柱是该仪器中起分离作用的关键部件。色谱柱的制备技术关系到柱性能及其分离能力的好坏。在低碳烃的分析中一般使用的色谱柱的柱型有①填充柱，②填充毛细管柱(包括微填柱)③多孔层开管柱，使用的材料有金属、石英、玻璃、尼龙等管材。

填充柱：早期对低碳烃的分析常用涂渍固定相的所谓“分配型”填充柱[P.K.Kuchal.et al，Chromatographia 8641(1975)兰化石油橡胶石油气车间《石油化工技术》3.4.6(1973)]，这些柱的优点是柱容量大，对色谱仪的进样系统，检测系统及操作人员要求比较低，是工业控制分析常用的柱型。这类柱的缺点是渗透性差，使用的柱长受到限制，一般不超过10m，柱的分离能力较低，不能分析较复杂的物质组分，而且需要较高的柱前压和较低的柱温(室温或0℃的冰水浴)。如果室温有变化，样品各组分的分离度会发生变化，分析数据的重复性较差。

Al₂O₃壁涂开管柱：其优点是柱的渗透性好，可以制作得很长(几十米到上百米)。柱的总有效板数很高，分离能力也较强。但这类柱附着在管壁上的Al₂O₃涂层容易脱落，制柱的重复性差(成本提高)。而开管柱的柱容量低，对仪器气路系统的死体积要求较高，操作难度也大。

填充毛细管柱：性能介予填充柱和壁涂柱之间，较填充柱的柱效高，较壁涂柱的容量大，制柱方法简单，重复性好，柱成本低。国内有人研制出一种有内芯的填充毛细管柱(杨海鹰《色谱》3(1987)71)有较高渗透性和令人满意的柱效，但该柱分析时间仍较长，另外由于柱子中间含有内芯，因此，该柱和仪器的连接通用性差。

本发明的目的在于克服壁涂柱和常规填充毛细管的缺点，提出一种较短但能快速高效地分析C₁-C₇低碳烃的新型填充毛细管柱。

本发明Al₂O₃填充玻璃毛细管柱的制备过程如下：

①选取长1m左右，外径6-7mm，内径2-3mm的厚壁玻璃管，用洗液、蒸馏水依次清洗内壁，干燥：

②称取30gAl₂O₃(层析用，180-200目)用30ml 1.5mol的KCl溶液浸泡半小时，过滤后，在380-420℃下活化4h；490-520℃下活化5h，转放于干燥器中；

③待冷却后，装入①所述的玻璃管中，在毛细管拉制机上以1∶100的拉制比拉制成内径为0.45-0.5mm的填充玻璃毛细管柱；

④取其所需长度(1-6m长)，柱两端去掉5mmAl₂O₃颗粒，装入硅烷化处理的玻璃毛少许(约占2mm管长)，然后各插入一段大于50mm长柔性石英毛细管，用耐高温的硅橡胶密封连接处。

成型的Al₂O₃填充毛细管色谱柱结构如图1所示，图中：1是玻璃填充毛细管色谱柱；2是Al₂O₃颗粒；3是玻璃毛；4是硅橡胶；5是柔性石英毛细管。

本发明由于对Al₂O₃采用可溶性钾盐浸润及分段加热处理的方法，使其对低碳烃的吸附性恰到好处，因此产生了以下效果：

①增强了对不饱和烃的分离能力，使用较短的柱，在较短的时间里可使石油裂解气等C₁-C₇烃得到很好的分离，而且使用柱温较高(高出室温30℃以上)，便于控制。

②在任何一台带有毛细管系统的气相色谱仪上均可使用，同时由于柱的两端带有柔性石英管，一定程度上增加了玻璃毛细管柱的弹性，便于安装，拆卸。

③柱容量大，制作方法简单，重复性好，成本低。

本发明的毛细管柱的具体结构由以下的实施例及其附图给出。

图1是本发明的Al₂O₃填充毛细管色谱柱的结构图。

图2是一般填充毛细管柱对裂解气的分析色谱图。

图3为含内芯填充毛细管柱对C₁-C₄烃的分析色谱图。

图4是本发明毛细管柱对C₁-C₄烃的分析色谱图。

图5是本发明毛细管柱对正丁烯和反丁烯物质的分离的色谱图。