碳素的化學成分(fēn)是碳。在氣固色譜中(zhōng)常用的碳素有活性炭、石墨化炭黑及碳分(fēn)子篩。
(1)活性炭 活性炭是應用zui早的吸附劑之一(yī),它是黑色元寶形顆粒,由果殼或木材通過炭化和活化制成,具有微孔結構,表面積500~1700m2/g,大(dà)孔有效半徑100~1000nm.
活性炭是非極性的吸附劑,對非極性組分(fēn)的吸附能力比極性組分(fēn)強。通常用于分(fēn)析*性氣體(tǐ)和低級烴類氣體(tǐ),但不能用來分(fēn)析活性氣體(tǐ),例如低溫時用于H2\N2\CH4等氣體(tǐ)或者He\Ne\Ar\Kr\\Xe等氣體(tǐ)的分(fēn)析,常溫下(xià)可分(fēn)離(lí)CH4C2H6\C2H4等氣體(tǐ)。但是活性炭制備重複性差,色譜性能難重複;其吸附性能強,使分(fēn)離(lí)組分(fēn)拖尾嚴重,雖可以中(zhōng)少量固定液如角鲨烷等減尾劑來削尾,但應用仍受限制。
(2)石墨炭黑 石墨化炭黑是一(yī)種低表面積、表面性質均勻的非極性吸附劑。它是把炭黑在惰性氣流中(zhōng),高溫加熱到2500~3000℃煅燒而成。在高溫下(xià),原來不均勻的表面結構就石墨化,得到均勻的石墨化表面,故稱爲“石墨化墨黑"。
在氣固色譜氣體(tǐ)分(fēn)析中(zhōng),石墨化盎主要用于分(fēn)離(lí)C1~C4烴類和極性化合物(wù)氣體(tǐ)。例如石墨化炭黑添加約0.2%(質量分(fēn)數)苦味酸後,在45℃下(xià)可分(fēn)離(lí)C4烴類異構體(tǐ);石墨化炭黑在使用之前必須先活化,通氫氣還原并淨化其表面,所用載氣都應嚴格除氧。
(3)碳分(fēn)子篩 碳分(fēn)子篩亦稱多孔炭黑,它是以聚偏二氯乙烯小(xiǎo)球爲原料,在惰性氣體(tǐ)中(zhōng)升溫到180℃,進行熱分(fēn)解,然後升溫至1000℃進行炭化,冷卻後,過篩即得。碳分(fēn)子篩的表面積800~1000m2/g,平均孔徑1.0~2.0nm.
碳分(fēn)子篩爲非極性吸附劑。由于具有耐高溫,填充簡便,柱效高等優點,在氣固色譜中(zhōng)常常用于分(fēn)離(lí)稀有氣體(tǐ)、*性氣體(tǐ)、C1~C4烴類氣體(tǐ)等。碳分(fēn)子篩使用前需通氣升溫(180℃)活化,所用霸氣要脫氧。