苏丹（西藏大学理学院，西藏拉萨850000）

0 引言

化学的重要基础是各种分离过程。[1]色谱法是继萃取、精馏、吸附等分离技术后创建的广泛应用的一种物理化学方法，它能分离性质相近多组分的复杂混合物。早期，经典柱色谱主要作为一种分离技术，现代高效色谱技术和高灵敏度色谱检测技术发展，分离与检测相结合，色谱已成为高效、高灵敏、应用最广的分离分析方法。色谱分离，即试样各组分在流动相和固定相之间发生连续多次作用，各组分与两相的亲和力、分布常数不同，致使组分在色谱柱内的迁移速率不同，流出色谱柱所需时间—保留值也不相同。为达较好的分离效果，要求组分间保留值差异大、分离度高且色谱区带窄。因而，对流动相做研究是必不可少的。本实验中，我选用组成配比和流速两个变量设置梯度，观察研究其对高效液相色谱分离萘和联苯混合体系分离的影响。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

萘联苯无水甲醇LC-20AT液相色谱仪紫外检测器(检测波长为254nm)色谱柱C18柱（150mm×2.1mm）50μL微量注射器

1.2 实验过程

通过控制甲醇与水的流速来调控流动相的组成成分来探究流动相配比对高效液相色谱分离性能的影响。基于上步操作，找出分离效果最佳的流动相配比，并固定甲醇流速与水的流速为该最佳比例，探究流动相流速对高效液相色谱分离性能的影响。

2 实验数据与分析

2.1 流动相的组成对反相高效液相色谱分离性能的影响

表1 流动相组成不同时的分离效果

图1不同流动相流速下色谱图

萘和联苯的分离度取决于两者的保留时间差异。由表1知，联苯和萘的保留时间都随甲醇体积分数的增大而减小，其中联苯的保留时间减小幅度较大。当流动相中甲醇 的体积分数很大时，两者的色谱峰将会难以分开。因此，当甲醇的体积分数为0.7或0.8时，萘与联苯的分离度大于1.5，此时分离效果较好，可用作基础实验的参考。

2.2 流动相流速对色谱分离性能的影响

1956 年，van Deemter 概括分子离散，即色谱峰扩张的各种基本因素，导出速率理论方程。该方程包括引起色谱峰扩张、板高增大的三项基本因素-涡流扩散、纵向分子扩散、传质项。速率理论方程的数学表达式为：H=A+B/u+Cu=A+B/u+(Cs+Cm)u。式中H 为单位柱长统计意义的分子离散度，u为流动相平均线速度，说明流动相对物质的分离效果有直接影响。

如表2所示，流动相流速越大，分离度略微减小。

表2 流动相流速不同时的分离效果＊

当流动相流速增大时，会降低两种物质与色谱柱填料的结合作用使其保留时间减小，而流速的增加对联苯而言使其与色谱柱结合作用下降的程度比萘略大，故联苯的保留时间下降地更为显著，两者的保留时间差值减小，分离度有所下降，但分离度仍大于1.5，即混合样品中两组分已完全分离。

*注：流动相均为体积分数为0.8 的甲醇水溶液，通过控制甲醇流速与水流速为8：2 来实现实验数据表明，流动相流速会影响色谱峰的拖尾因子，也会影响峰的峰形，结合拖尾因子与流动相流速的关系，即可得出流动相流速对色谱峰性状的影响。由表2知，两种物质的拖尾因子几乎均随流动相流速的增大而增大，从图1 中大致看出，当流速为实验中的最小值0.10mL/min时，拖尾程度最轻，但为最大值0.30mL/min时，且未出现严重拖尾。因此，在分离萘和联苯混合体系时应该适当提高流速。

3 结语

本次实验采用控制变量的方法，分别单一地改变流动相组成和流动相流速，测定出萘和联苯混合样品的色谱图。通过分析高效液相色谱仪得出分离度、保留时间和拖尾因子等参数，对高效液相色谱对混合组分的分离能力进行探究。本次实验虽以萘和联苯体系作为分离对象研究流动相组成和流动相流速对高效液相色谱分离效果的影响，但实验中所做的分析和所得结论可推广到其他混合体系中，在以后使用高效液相色谱分离混合组分时，对选择流动相组成和流动相流速合适值时具有一定的参考作用。