气相色谱填料（固定相）盘点
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- 2025-05-25 19:14:18
气相色谱法中，固定相发挥着关键的分离作用，主要分为固体和液体两大类，分别用于气固色谱和气液色谱。在气固色谱中，固定的相称作气相色谱填料，主要用于气体与低沸点化合物的分离。填料的分离能力受到两大因素的影响：材料的化学性质（表面官能团种类和数量）与物理性质（孔结构与分布）。
气相色谱填料根据材质分为两大类：无机材料和多孔聚合物。无机气相色谱填料包括分子筛、硅胶、氧化铝和碳材料。其中，硅胶由SiO2•nH2O制成，适用于分析C1~C4烷烃和气体硫化物如SO2、H2S、COS、SF6。然而，硅胶批次间一致性差，分离性能不稳定，吸附性能强，限制了其应用。氧化铝具有中等吸附性，适用于轻烃分析，但对极性化合物如醇、醛、酮有很强的保留。分子筛是天然或合成的硅铝酸盐，具有窄孔径分布和强极性，适用于分离H2、CH4、CO、NO、O2、N2、He、Ne、Ar、Kr、Xe等稀有气体，尤其在分离O2/N2方面表现出色。分子筛极性强，要求载气中的H2O必须清除，否则会导致分子筛失活。此外，分子筛为碱性，对CO2等酸性气体有不可逆吸附，限制了其应用范围。碳材料则包括碳分子筛和石墨化碳黑，碳分子筛具有类似分子筛的孔结构，孔径分布窄，比表面积通常在400~1200m2/g。碳分子筛在永久气体和轻烃分离方面有优势，常用于CO2、H2O、SO2、H2S等极性和酸性气体的分析。目前，气相色谱用碳分子筛的主要供应商包括苏州清碳、天津光复、美国色谱科、日本信和等。苏州清碳纳米材料有限公司开发的碳分子筛已能与日本信和Shincarbon ST和美国色谱科Carboxen系列填料媲美，实现了进口替代，产品已出口至国外。石墨化碳黑在惰性气体保护下于2500~3000℃下烧制而成，比表面积为5~260m2/g。其吸附主要由色散力引起，与被吸附分子间的距离有很大关系。因此，石墨化碳黑特别适合分离几何结构和极化率有差异的分子。苏州清碳纳米材料有限公司生产的Tsingcarbo B、C、X等规格的石墨化碳黑也实现了对美国产品的国产替代，得到多家国内公司的采购。
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