气相色谱固体固定相：硅胶、氧化铝、碳素与分子筛

气相色谱固体固定相主要是吸附剂，有硅胶、氧化铝、碳素、分子筛和高分子多孔小球。

1.硅　胶

硅胶是一种氢键型的强极性固体吸附剂，品种有细孔硅胶、粗孔硅胶和多孔硅胶等。气相色谱主要采用粗孔硅胶，其孔径为80～100nm，比表面积约300m2/g，可用于分析N2O、SO2、H2S、SF6、CF2Cl2以及C1～C4烷烃等物质。硅胶的分离能力主要取决于孔径大小和含水量，使用前通常需要经过处理：对市售色谱专用硅胶，可在200℃下活化2h；如果是非色谱专用硅胶，则应用6mol∙L-1盐酸将硅胶浸泡2h，然后水冲洗至无Cl-，晾干后置于200～500℃的马弗炉灼烧活化2h，取出稍降温后置于干燥器中备用。

2.氧化铝

氧化铝有5种晶型，气相色谱主要采用的是γ型，具有中等极性，用于分析C1～C4烃类及其异构体，在低温下也能用于分离氢的同位素。氧化铝具有很好的热稳定性和机械强度，但其活性随含水量有较大的变化，故使用前通常需活化处理，在750～1350℃马弗炉灼烧2h。为了保持使用过程中氧化铝含水量的稳定，可将载气先通过装有Na2SO4·10H2O或CuSO4·5H2O管路后再进入色谱柱。经过氢氧化钠处理的氧化铝，能在320～380℃柱温下分析C36以下的碳氢化合物，峰形很好。

3.碳　素

碳素是一类非极性的固体吸附剂，主要有活性炭、石墨化炭黑和碳分子筛等品种。活性炭是无定形碳，具有微孔结构，比表面积达800～1000m2/g，可用于分析永久性气体和低沸点烃类，若涂少量固定液，则可来分析空气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙炔、乙烯等混合气体。石墨化炭黑是炭黑在惰性气体保护下经2500～3000℃高温煅烧而成的石墨化细晶，特别适用于分离空间和结构异构体，也可用于分析硫化氢、二氧化硫、低级醇类、短链脂肪酸、酸、胺类。碳分子筛又称炭多孔小球，是聚偏二氯乙烯小球经高温热解处理后的残留物，比表面积800～1000m2/g，孔径1.5～2nm，主要用于稀有气体、二氧化钛、氧化亚氮、C1～C3烷烃类分析。碳素吸附剂在使用前都需进行活化处理：活性炭和石墨化炭黑可用苯（或甲苯、二甲苯）冲洗2～3次，然后在350℃通水蒸气洗涤至无浑浊，最后在180℃活化2h；碳分子筛需要在180℃通氮气活化3～4h。(www.xing528.com)

4.分子筛

分子筛是一种人工合成的硅铝酸盐，其化学组成通式为MO·Al2O3·xSiO2·yH2O，其中M代表碱金属离子或碱土金属离子等。分子筛具有均匀分布的孔穴，其大小取决于M金属离子的半径和其在硅铝构架上的位置。分子筛的比表面积很大，内表面积通常为700～800m2/g，外表面积为1～3m2/g。一般认为，分子筛的性能主要取决于孔径的大小和表面特性。当组分分子经过分子筛时，比孔径小的分子可进入孔内，比孔径大的分子则被排除于孔外。气相色谱中应用的分子筛有4A、5A和13X型三种，主要用于分离H2、O2、N2、CO、CH4以及低温下分析惰性气体等。

分子筛极易吸水而失活，因此使用前应在55～600℃或减压条件下于350℃活化2h，降温后储存于干燥器中备用。使用过程中要对载气进行干燥处理，样品中如有水分也应设法除去。此外，某些物质如氨、甲酸、二氧化碳等会被分子筛不可逆吸附。分子筛是否失效通常可以从氮和氧的分离情况来判断。

5.高分子多孔小球

高分子多孔小球（GDX）是以苯乙烯等单体与交联剂二乙烯苯交联共聚的小球。这种聚合物在有些方面具有类似于吸附剂的性能，而在另一方面又显示出固定液的性能。因此，它本身既可以作为吸附剂在气固色谱中直接使用，也可以作为载体涂敷上固定液后用于分离，在烷烃、芳烃、卤代烷、醇、酮、醛、醚、酯、酸、胺、腈以及各种气体的气相色谱分析中已得到广泛应用。

高分子多孔小球有吸附活性低、对含羟基的化合物具有相对低的亲和力、可选范围大等优点。此外，它在高温时不流失，机械强度好，圆球均匀，较易获得重现性好的填充柱。它的缺点是小球经常带“静电”，易贴附于仪器和器皿上而不易清理，可用湿润过丙酮的纱布擦拭来消除。国产的高分子多孔小球有中国科学院化学研究所研制、天津化学试剂二厂生产的GDX系列高分子小球产品。