具有快速分离效果基于微机电系统的波浪形半填充微型气相色谱柱的研究

区别于传统的矩形槽道微型气相色谱柱,本研究利用微机电系统(MEMS)刻蚀技术在硅表面制备了一种波浪形槽道的半填充微型气相色谱柱,柱长2 m,刻蚀深度300μm,宽80μm.通过有限元分析软件模拟仿真,考察了镶嵌在波浪形色谱槽道内的半填充柱尺寸、形状和空间分布的流场分布,进而得到最优化的微型气相色谱柱制备参数.仿真研究表明,波浪形槽道内的半填充柱可以有效增加固定相面积;同时,在气-固两相间分配的组分的有效距离变短而改变层流效应.基于优化的参数制备出的波浪形半填充微型气相色谱柱用于分离苯和甲苯,二者在1.5 min内可实现快速分离.考察了8种烷烃类混合物的分离效果,结果表明,波浪形半填充微型气相色谱成功分离8种组分,塔板数达到4790 plates/m.