结晶度模型在气相色谱保留时间预测中的研究

论文摘要

实际工作中,为达到理想的气相色谱分离分析效果,往往需要对程序升温条件进行反复的实验和摸索。利用计算机技术与数学方法准确地预测程序升温条件下的保留时间,则可以有效地降低实验探索过程中人力与时间的消耗。本文以非线性塔板理论为基础,利用结晶度模型与其他几种常见的色谱保留值模型,对气相色谱恒压操作模式下的单阶程序升温保留时间进行了预测,三种升温条件分别为25℃/min,15℃/min,5℃/min。本文中创新性地将高聚物的结晶度公式应用到程序升温保留时间的预测中,建立了基于3组恒温数据的结晶度模型。该模型的建立是基于两点假设:结晶度χc与容量因子的对数lnk’的关系满足变形后的结晶度公式;结晶度χc与位于某温度区间内任一温度T具有线性对应关系。根据此模型得到的lnk’-T曲线呈单调形式,可在一定温度范围内反映色谱保留规律。采用该模型对三种升温条件下30种样品的单阶程序升温保留时间的进行预测,样品预测值与实测值的相对误差在±3%以内的占到总数的95%。30种样品的平均相对误差为:25℃/min,-1.73%;15℃/min,-1.11%;5℃/min,-0.25%。误差控制在一般预测可接受的范围内。建立模型所选择实验数据点个数减少,意味着恒温预实验阶段的工作量在减小。分别考察基于6组与4组恒温数据的三次方保留值模型、基于3组恒温数据的二次方保留值模型与基于2组恒温数据的线性保留值模型的预测结果,并与结晶度模型的预测结果进行比较。证明结晶度模型是兼顾了预测精度与实验成本的预测方法,对实际工作具有很好的应用价值和指导意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 气相色谱保留时间的预测
• 1.1.1 基于色谱保留值方程的预测
• 1.1.2 基于保留指数的预测
• 1.1.3 基于定量结构保留关系的预测
• 1.2 塔板理论
• 1.2.1 塔板理论
• 1.2.2 非线性塔板理论
• 1.2.3 非线性塔板理论在程序升温保留时间预测中的应用
• 1.3 研究内容及意义
• 第二章 三次方保留值模型对单阶程序升温保留时间的预测
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验样品
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 单阶程序升温条件
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 死时间方程
• 2.3.2 恒温条件下样品的保留时间
• 2.3.3 恒温条件下的容量因子
• 2.3.4 单阶程序升温样品的保留时间
• 2.3.5 基于六组恒温数据的预测
• 2.3.6 基于四组恒温数据的预测
• 2.3.7 两种方法的预测结果的比较
• 2.4 小结
• 第三章 结晶度模型对单阶程序升温保留时间的预测
• 3.1 引言
• 3.2 新的结晶度公式
• 3.2.1 结晶度与容量因子的关系
• 3.2.2 结晶度与温度的关系
• 3.2.3 结晶度模型的确定
• 3.2.4 容量因子与温度的关系
• 3.3 单阶程序升温保留时间的预测
• 3.4 与基于四组恒温数据的保留值模型预测结果的比较
• 3.5 小结
• 第四章 二次方保留值模型对单阶程序升温保留时间的预测
• 4.1 引言
• 4.2 单阶程序升温保留时间的预测
• 4.3 与结晶度模型的预测结果的比较
• 4.4 小结
• 第五章 线性保留值模型对单阶程序升温保留时间的预测
• 5.1 引言
• 5.2 单阶程序升温保留时间的预测
• 5.3 与结晶度模型的预测结果的比较
• 5.4 小结
• 第六章 全文结论
• 参考文献
• 致谢