色谱过程理论基础

在注重色谱应用和方法开发的今天，分析工作者只有从源头上理解色谱过程的各种热力学和动力学原理，才能更好地根据测试对象做好方法开发。于世林教授结合自己多年的教学和研究经验编著而成的《色谱过程理论基础》一书就很好的总结了色谱过程的基本原理，深入阐述了气相色谱、液相色谱等色谱过程中的概念、参数、现象的物理化学依据，给出了色谱过程优化的各种方法，并介绍进行色谱柱设计的基本方法。《色谱过程理论基础》有助于读者吸收色谱发展历程中色谱工作者们提出的有益观念，进而开拓自己的创新思维，为色谱理论、方法和技术的发展做出新贡献。

本书依据色谱方法发展的历史,对各个年代色谱工作者提出的概念、理论方法和实验结果做了系统介绍，主要内容包括：色谱保留值的热力学依据、评价固定相极性的方法演变、色谱过程中的分子间作用能及保留值的预测、色谱过程动力学、色谱分离选择性的优化方法、色谱柱设计方法。在各部分内容中，介绍了色谱工作者提出的多样思维方法，有助于启迪读者进一步开拓创新思路。 本书可供广大色谱分析工作者参考阅读，也可作为高等院校分析化学及相关专业的教学用书。

于世林，北京化工大学教授，曾任北京化工大学应用化学系系主任，现为北京理化分析测试学会色谱专业委员会理事，全国化工标准物质委员会委员，《现代科学仪器》编委。多年从事分析化学、色谱分析的教学和科研工作，承担有关高效液相亲和色谱固定相合成及应用的国家自然科学基金项目、北京市自然科学基金项目，培养和指导多名硕士生，在J.Chromatogr.、J.Chromatogr.sci.、《分析化学》、《高等学校化学学报》等核心期刊、国内外色谱学术报告会上发表研究论文60余篇。主持编写《亲和色谱方法及应用》《高效液相色谱方法及应用》《波谱分析法》《分析化学》等著作和教材8册，参与《分析仪器手册》《化验员读本》等著作的编写。

第一章色谱保留值的热力学依据／ 001 第一节气相色谱保留值 ／ 001 一、气相色谱流出曲线的特征 ／ 001 二、气相色谱保留值简介 ／ 003 三、死时间的测量和计算 ／ 012 四、气相色谱分析中的平衡常数 ／ 019 五、活度系数与保留值的关联 ／ 024 六、比保留体积和热力学参数 ／ 025 七、选择性系数的热力学含义 ／ 026 八、活度系数的热力学含义 ／ 028 九、保留指数的热力学基础 ／ 028 第二节高效液相色谱保留值 ／ 031 一、高效液相色谱分析中的平衡常数 ／ 031 二、高效液相色谱分析中死时间的测定 ／ 034 三、高效液相色谱的保留值和热力学参数的计算 ／ 038 参考文献 ／ 039 第二章评价固定相极性的方法演变／ 041 第一节对气液色谱固定液的极性评价 ／ 041 一、气液色谱中对固定液极性概念的理解 ／ 042 二、用相对极性来评价固定液 ／ 043 三、用保留指数增量来评价固定液 ／ 044 四、评价固定液极性的其他方法 ／ 054 五、用热力学参数来评价固定液的极性 ／ 065 第二节在高效液相色谱分析中对固定相极性的评价 ／ 084 一、反相固定相的极性评价 ／ 084 二、亲水作用色谱固定相的极性评价 ／ 088 第三节总结 ／ 101 参考文献 ／ 102 第三章色谱过程中的分子间作用能及保留值的预测／ 105 第一节色谱过程中的分子间作用能 ／ 105 一、Golovny用分子间作用能来计算ΔG ／ 105 二、Novak提出溶质分子中各种官能团的ΔG（i）具有加和性 ／ 106 三、保留指数和分子结构之间的关联 ／ 107 第二节保留值的预测方法 ／ 110 一、用质比常数和相比常数预测保留指数的近似值 ／ 110 二、Takacs的分子指数法 ／ 111 三、Randic分子连通性指数法 ／ 112 四、灰色理论预测保留值 ／ 116 五、定量结构-保留关系预测保留值 ／ 119 参考文献 ／ 128 第四章色谱过程动力学／ 130 第一节色谱过程理论的分类 ／ 130 一、吸附等温线 ／ 130 二、分配等温线 ／ 131 三、色谱理论的分类 ／ 131 第二节气相色谱过程动力学 ／ 135 一、塔板理论 ／ 135 二、速率理论 ／ 149 三、非平衡理论 ／ 166 第三节高效液相色谱过程动力学 ／ 168 一、全多孔球形粒子填充柱的动力学方程式 ／ 168 二、整体柱的动力学基本方程式 ／ 176 三、表面多孔粒子填充柱的动力学基本方程式 ／ 179 第四节柱外效应 ／ 181 一、柱外效应的来源 ／ 182 二、影响柱外效应的因素 ／ 185 参考文献 ／ 186 第五章色谱分离选择性的优化方法／ 189 第一节色谱分析中各种色谱参数的相关性 ／ 189 一、色谱参数的分类 ／ 189 二、色谱参数的相关性 ／ 190 第二节色谱分离选择性优化的实践步骤 ／ 191 一、选择性优化指标的确立 ／ 191 二、选择性优化途径的确立 ／ 191 三、选择性优化中使用的实验设计方法 ／ 192 第三节色谱分离选择性优化标准的选择 ／ 192 一、色谱分离选择性的优化指标 ／ 192 二、色谱响应函数和色谱优化函数 ／ 195 第四节色谱分离选择性的优化方法 ／ 202 一、因子设计 ／ 202 二、响应面设计 ／ 207 三、单纯形法 ／ 211 四、窗图法 ／ 213 五、混合液设计实验法 ／ 216 六、重叠分离度图法 ／ 219 第五节等强度洗脱和梯度洗脱的优化图示法 ／ 223 第六节优化色谱分离的计算机辅助方法 ／ 227 一、实验设计软件 ／ 227 二、人工智能软件 ／ 231 第七节GC和HPLC的专家系统简介 ／ 232 一、专家系统的组成 ／ 232 二、专家系统的使用方法 ／ 232 参考文献 ／ 234 第六章色谱柱设计方法／ 236 第一节色谱柱设计方案 ／ 236 一、色谱柱的性能标准 ／ 236 二、色谱仪器的性能约束 ／ 237 三、在色谱分离中应当选择的变量 ／ 237 第二节气相色谱柱的设计 ／ 239 一、色谱柱设计的理论基础——范第姆特方程式 ／ 239 二、计算被分离溶质在设计色谱柱上特性参数的关键方程式 ／ 240 三、各种柱参数的相互关联 ／ 241 第三节液相色谱柱的设计 ／ 244 一、色谱柱设计的理论基础——范第姆特方程式 ／ 244 二、计算被分离溶质在设计色谱柱上特性参数的关键方程式 ／ 244 三、各种柱参数的相互关联 ／ 246 第四节色谱柱设计的应用实例 ／ 250 一、指数程序涂渍色谱柱 ／ 250 二、快速和超快速气相色谱柱 ／ 252 三、超高效液相色谱中的亚-2μm填充柱 ／ 254 四、高效液相色谱中的整体柱 ／ 257 参考文献 ／ 258