氣相色譜中心切割系統(tǒng)在煤基石腦油含氧化合物分析中的應用

氣相色譜中心切割系統(tǒng)在煤基石腦油含氧化合物分析中的應用

摘要：針對現(xiàn)有分析方法檢出限高、測定組分過少、烴類干擾嚴重等問題。經(jīng)過試驗，采用兩根色譜柱串聯(lián)的方式，使用一根大口徑二甲基聚硅氧烷毛細柱作為預分離柱進行氧化物與重烴及芳烴類的分離，采用一根高選擇性的LOWOX的色譜柱用于輕烴與含氧化合物的分離，采用氫火焰離子化檢測器進行檢測，使用中心切割系統(tǒng)實現(xiàn)兩根色譜柱之間的切換。使用外標法進行定量分析，此方法檢出限可達到10.0mg/kg且分離度高、無烴類干擾。關(guān)鍵詞：煤基石腦油；氣相色譜；中心切割系統(tǒng)；含氧化合物1實驗部分1.1儀器和材料1.1.1色譜儀：安捷倫7890A（帶中心切割系統(tǒng)），流路圖見圖1。圖1中心切割系統(tǒng)流路圖1.1.2色譜柱：柱1為RTX-1(30m×0.53mm×3um)色譜柱；柱2為LOWOX（10m×0.53mm×10um），柱3為（0.5m×0.25mm×0.0um）空柱。1.1.3試劑：色譜純乙基叔丁基醚色譜純甲基叔丁基醚色譜純叔戊基甲基醚色譜純甲醇色譜純丙酮色譜純乙醇色譜純正庚烷（底液）[2]1.2實驗方法樣品通過自動進樣器進入分流進樣口，進樣時同時打開中心切割PCM流量控制器，確保通過RTX-1色譜柱的組分全部進入高選擇性的LOWOX色譜柱，進一步分離后進入后部氫火焰檢測器進行檢測，當叔戊基甲基醚進入LOWOX色譜柱時關(guān)閉中心切割PCM流量控制器，使從RTX-1色譜柱流出的組分進入阻尼管并進入前部氫火焰檢測器進行檢測[1]。典型色譜圖見圖21.3色譜條件柱1流量：1.75mL/min;柱2流量：10.0mL/min;柱3流量：根據(jù)柱2流量進行計算;分流比：3:1;柱箱溫度：40℃保持5分鐘-10℃每分鐘的;速率升到240攝氏度保持0分鐘;PCM流量控制器事件：0.01分鐘打開，16.0分鐘關(guān)閉;圖2典型色譜譜圖（煤基石腦油中加入標準物質(zhì)）出峰順序如下：1：RT19.801min乙基叔丁基醚2：RT20.981min甲基叔丁基醚3：RT22.409min叔戊基甲基醚4：RT25.691min甲醇5：RT26.617min丙酮6：RT29.214min乙醇2結(jié)果討論2.1色譜儀配置確認為了驗證最佳配置，在強極性的INNOWAX色譜柱及中等極性的PLOT-Q色譜柱和高選擇性LOWOX色譜柱上進行試驗。在使用INNOWAX色譜柱和PLOT-Q色譜柱時，均存在烴類與含氧化合物重疊的現(xiàn)象，在使用LOWOX色譜柱時烴類會在16分鐘之前全部流出，含氧化合物在18分鐘以后開始流出，得出結(jié)論，LOWOX為最佳選擇，烴類的干擾最低。最終確定使用LOWOX色譜柱。2.2條件參數(shù)確認：安捷倫中心切割系統(tǒng)對流量的選擇至關(guān)重要，流量選擇不準確會導致無法實現(xiàn)切割或切割不完全。已正庚烷作為標樣，先后使用：柱1流量：5.0ml/min，柱2流量：8.0ml/min，柱1流量：4.0ml/min，柱2流量：7.0ml/min；柱1流量：2.0ml/min，柱2流量：9.0ml/min；三種組合，使用以上組合均會導致組分切割不完全或無法實現(xiàn)切割，最終確定以下參數(shù)為最佳流量配置。柱1流量：1.75ml/min；柱2流量：10.0ml/min；柱3流量：根據(jù)柱2流量進行計算分流比：3:1柱箱溫度：40℃保持5分鐘-10℃每分鐘的速率升到240攝氏度保持0分鐘。PCM流量控制器事件：0.01分鐘打開，16.0分鐘關(guān)閉。2.3定性分析用于定性的標準物質(zhì)用1.1.3的純物質(zhì)單獨配制1000mg/kg的單標溶液，分別在色譜條件下進樣分析，通過保留時間進行定性。2.4精密度實驗配置各組分濃度均為50mg/kg的標準溶液，平行測定8次，相對標準偏差均小于3.0%，結(jié)果見表1表1煤基石腦油中含氧化合物的測定（mg/kg）樣品編號甲醇乙醇甲基叔丁基醚乙基叔丁基醚叔戊基甲基醚169.152.476.553.870.5268.352.675.752.169.3373.454.380.156.365.6472.253.379.155.467.4569.551.878.653.966.2671.152.777.753.168.1770.450.676.95569.9867.351.579.254.865.4平均值67.052.478.054.367.8標準偏差2.11.11.51.32.0相對標準偏差/%2.82.22.02.52.92.5測定下限實驗配制濃度為5.0mg/kg的標液進行試驗，信噪比大于3.0。配制15.0mg/kg和25.0mg/kg的標液進行檢出限實驗。得到方法檢出限均在10mg/kg以下，實驗數(shù)據(jù)見表2。表2煤基石腦油中含氧化合物分析方法檢測下限測試數(shù)據(jù)項目甲醇(A組)甲醇(B組)乙醇(A組)乙醇(B組)甲基叔丁基醚(A組)甲基叔丁基醚(B組)乙基叔丁基醚(A組)乙基叔丁基醚(B組)甲基叔戊基醚(A組)甲基叔戊基醚(B組)單位濃度(mg/kg)濃度(mg/kg)濃度(mg/kg)濃度(mg/kg)濃度(mg/kg)濃度(mg/kg)濃度(mg/kg)濃度(mg/kg)濃度(mg/kg)濃度(mg/kg)測量115.425.314.225.114.825.614.425.615.825.3測量215.125.814.524.814.625.115.625.915.424.9測量314.924.614.724.515.025.615.226.316.125.7測量416.126.114.324.914.324.315.525.416.425.2測量515.425.315.124.414.525.114.325.115.925.5測量615.825.514.624.513.924.815.725.715.524.8測量715.524.715.225.114.024.415.225.215.625.1測量815.225.914.925.315.624.215.825.316.225.6測量平均值15.425.414.624.814.524.815.2125.615.925.3標準偏差S0.380.540.360.330.550.550.570.390.350.32方差S20.140.290.120.110.310.310.330.160.120.10SA2/SB21.19<3.051.60<3.051.19<3.051.60<3.051.19<3.05自由度v21212121212121212121Sp20.2210.120.3080.2440.115Sp0.470.34740.5550.4940.339t值（21,0.99）2.9982.9982.9982.9982.998方法檢出限MDL（ug/L）1.411.041.661.481.02測定下限5.64.26.65.94.13結(jié)論采用中心切割系統(tǒng)、RTX-1色譜柱作為預分離住、LOWOX色譜柱作為分析柱、氫火焰離子化檢測器作為檢測器的配置用于分析煤基石腦油中含氧化合物的方法是可行的，最低檢出限可達10.0mg/kg，可用于分析多種醇、醛、酮、醚等含氧化合物。由于本方法采用了安捷倫微流路控制系統(tǒng)的中心切割技術(shù)，在實現(xiàn)切割的同時流量變化造成的基線波動幾乎為零，切割過程中造成的樣品組分損失小。且由于選擇了高選擇的LOWOX色譜作為主分析柱解決了輕烴類的干擾，并通過選擇HP-1作為預分離柱解決了重烴類及苯系物的影響，在含氧化合物出峰時間內(nèi)無