气相色谱分析中,具有优良选择性的固定相和好的制柱方法是待测组分获得高效分离的关键。本文旨在研究双噻吩基苯并噻二唑衍生物和葫芦脲衍生物(CBn)作为新型毛细管气相色谱固定相的色谱分离性能,主要内容和创新点概括如下:(1)将4,7-二-(2-噻吩基)-2,1,3-苯并噻二唑(TBT)及衍生物4,7-二-(5-十二烷基-2-噻吩基)-2,1,3-苯并噻二唑(TBT-C12)制备成毛细管气相色谱柱。这是TBT衍生物首次被用于毛细管气相色谱固定相的研究。通过麦氏常数测定,所制备的两根色谱柱都是非极性色谱柱。色谱性能研究表明TBT和TBT-C12柱对正构烷烃、酯和多环芳烃(PAHs)具有较好的色谱选择性,而且TBT-C12柱比TBT柱具有更好的热稳定性(最高使用温度达到280℃)。研究发现TBT-C12固定相在引入长的烷基链后,其分离性能和色谱柱的热稳定性有了明显提高。通过热力学参数研究TBT-C12固定相的保留机理,结果表明固定相与正构烷烃、PAHs之间的保留行为主要是由熵变决定的。实验结果表明TBT衍生物作为新型气相色谱固定相在色谱分析领域具有很大的应用潜力。(2)两个新的TBT衍生物4,7-二-(5-烯丙基-2-噻吩基)-2,1,3-苯并噻二唑(TBT-R1)和4-(5-烯丙基-2-噻吩基)-7-(5-十二烷基-2-噻吩基)-2,1,3-苯并噻二唑(TBT-R2)被制备成毛细管气相色谱柱。TBT-R1和TBT-R2柱的柱效达到2000plates/m以上,比之前研究的TBT和TBT-C12柱的柱效有明显提高。通过麦氏常数分别测定TBT-R1和TBT-R2柱的平均极性是174、123,表明都是中等极性固定相。在对混合烷烃、混合酯、混合醛、混合酮、混合醇、溴代烷、卤代苯、BTEX和Grob试剂多种分析物的分离测试中,TBT-R1和TBT-R2固定相都表现出良好的色谱分离能力,其中包括分离一些GC常见的难分离易拖尾的组分均获得较好的色谱峰形。这是因为TBT衍生物具有独特的分子结构,其固定相的芳香杂环和侧链官能团能与溶质分子之间产生的π-π作用和氢键作用。选取几组不同极性不同结构类型的混合样品组分,重点讨论固定相侧链取代基的不同对色谱选择性的影响。实验结果表明两种固定相对以上某些样品组分具有不同的洗脱顺序,以及含有两种不同极性官能团侧链的TBT-R2柱分离多极性组分样品比TBT-R1柱表现出更好的色谱选择性。结果表明不同极性和不同分子结构的取代基对于TBT衍生物固定相的色谱分离性能起到关键作用。(3)葫芦[8]脲(CB8)及其镉(II)配合物(CB8-Cd)被制备成毛细管气相色谱柱。通过测试柱效和麦氏常数对制备的色谱柱进行表征。以多组分混合物为探针化合物考察CB8和CB8-Cd柱的色谱分离性能,并与商品柱HP-5MS保留行为对比。色谱分离性能的考察结果表明CB8固定相对非极性/极性组分都具有良好色谱分离性能,而CB8-Cd固定相只对非极性组分具有良好的色谱选择性。对比两个固定相的保留行为,讨论了葫芦脲化合物用作色谱固定相的分离机理。值得注意的是,与目前报道的固定相分离PAHs相比,葫芦脲固定相表现出了较好的色谱分离性能。此外,考察了CB8和CB8-Cd固定相的热力学参数,结果表明CB8柱分离极性组分是由焓变决定,分离弱极性组分是由焓变和熵变共同决定;而CB8-Cd固定相与溶质之间的保留行为主要是由熵变决定的。结果表明葫芦脲化合物适合用作毛细管气相色谱固定相,并表现出良好的色谱分离性能。(4)葫芦[6]脲(CB6)和羟基葫芦[6]脲(HOCB6)被用作毛细管气相色谱固定相的研究。麦氏常数的考察表明CB6是弱极性固定相,HOCB6柱的极性与HP-5MS相近,属于非极性固定相。通过分离多种不同类型的混合物来考察CB6和HOCB6柱的色谱分离性能,并且与商品柱HP-5MS的保留行为进行对比。结果表明,当-OH基团引入到HOCB6固定相后,不仅大大增强色谱柱的柱效,而且提高固定相对不同极性被测物的选择性和分离度,特别是一些带有极性取代基的芳香类化合物。HOCB6柱在分离复杂混合物时由于自身独特的分子结构和作用力,对溶质分子具有特殊选择性,某些分离结果甚至好于商品柱HP-5MS。结果证明HOCB6作为新型气相色谱固定相具有良好的色谱分离性能,以及在分析领域具有很大的应用潜力。