氣相色譜技術(shù)在化工分析中的應(yīng)用探討

張曉軍

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，氣相色譜技術(shù)作為一種新型的分離、分析技術(shù)在化工、環(huán)保及醫(yī)藥等領(lǐng)域都有極為廣泛的應(yīng)用。本文通過闡述氣相色譜技術(shù)的概念、原理及優(yōu)缺點(diǎn)，重點(diǎn)探討了氣相色譜技術(shù)在化工特別是煤化工分析中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：氣相色譜技術(shù);煤化工分析;應(yīng)用探討

1氣相色譜技術(shù)概述

1.1氣相色譜技術(shù)的概念

氣相色譜技術(shù)是利用流動相將待測樣品送入色譜柱從而實(shí)現(xiàn)待測樣品各組分的分離，并對待測樣品進(jìn)行定性和定量分析。由于氣相色譜技術(shù)需要對待測樣品進(jìn)行氣化然后再進(jìn)行組分的分離和分析，這就使得氣相色譜技術(shù)易適用于易揮發(fā)且不易分解的待測物質(zhì)。氣相色譜技術(shù)根據(jù)同定相是固體還是液體可分為氣固色譜和氣液色譜，同時(shí)根據(jù)氣固色譜的同定相是吸附劑，氣固色譜又屬于吸附色譜，氣液色譜屬于分配色譜。

1.2氣相色譜技術(shù)的原理

氣相色譜技術(shù)主要是根據(jù)待測物質(zhì)各組分與固定相和流動相兩相之間的吸附、溶解等物理作用的不同，從而實(shí)現(xiàn)待測物質(zhì)中各組分的有效分離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)待測物質(zhì)各組分的定性和定量分析。具體來說，待測物質(zhì)經(jīng)過氣化在以流動相為載體的作用下流過固定相，進(jìn)而待測物質(zhì)在兩相之間由于吸附、溶解等作用的不同，使得各組分在固定相中的滯留時(shí)間不同，根據(jù)各組分在固定相中流出的時(shí)間的不同來對待測物質(zhì)各組分進(jìn)行定性分析，同時(shí)根據(jù)待測物質(zhì)各組分在兩相之間多次的吸附、解吸或溶解、揮發(fā)的過程，最終實(shí)現(xiàn)待測物質(zhì)各組分之間的有效分離，繼而在氣相色譜儀的檢測器中實(shí)現(xiàn)待測物質(zhì)的定性和定量分析。

1.3氣相色譜技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

氣相色譜技術(shù)相比于傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法，具有操作安全快速、檢測的靈敏度高，且對待測物質(zhì)各組分的分離更加高效的特點(diǎn)。同時(shí)，利用氣相色譜技術(shù)對待測物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析時(shí)，所需的待測物質(zhì)的量也比傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法要少，并且氣相色譜技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)檢測甚至結(jié)合計(jì)算機(jī)電子技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)待測物質(zhì)的自動分析。然而，氣相色譜技術(shù)也存在一定的缺點(diǎn)，例如在利用氣相色譜技術(shù)對待測物進(jìn)行定性分析時(shí)要將待測物的數(shù)據(jù)與色譜圖、色譜峰進(jìn)行比對才能進(jìn)行準(zhǔn)確的定性，甚至要與質(zhì)譜技術(shù)和其他光譜技術(shù)進(jìn)行聯(lián)用來對待測物質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確、直觀的定性分析，在利用氣相色譜技術(shù)對待測物質(zhì)進(jìn)行定量分析時(shí)，也要對氣相色譜儀進(jìn)行校準(zhǔn)。因此，在應(yīng)用氣相色譜技術(shù)進(jìn)行化工分析時(shí)，要有針對性的選擇，以實(shí)現(xiàn)分析結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。在煤化工分析中，應(yīng)用氣相色譜技術(shù)來檢測生產(chǎn)煤氣中氣體含量是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2氣相色譜技術(shù)在煤化工分析中的應(yīng)用

2.1色譜柱的選擇

在煤化工生產(chǎn)中，產(chǎn)生的煤氣中主要含有甲烷（CH4）、一氧化碳（CO）、氮?dú)猓∟2）、氧氣（O2）、二氧化碳（CO2）及氫氣（H2）等等，應(yīng)用氣相色譜技術(shù)對煤氣中的氣體進(jìn)行含量的測定和分析是煤化工產(chǎn)業(yè)的重要環(huán)節(jié)之一。在煤化工分析中對生產(chǎn)煤氣中的氣體進(jìn)行含量的測定，在氣相色譜儀的色譜柱選擇時(shí)常用的有5A和13X兩種色譜柱，其中5A色譜柱的檢測時(shí)間是18 min，而13X色譜柱的檢測時(shí)間是8 min。雖然SA色譜柱的檢測時(shí)間比13X色譜柱的檢測時(shí)間長，但是SA色譜柱的色譜峰間距比較寬，特別是甲烷與一氧化碳的峰間距要比13X色譜柱的寬很多，使其色譜柱效持續(xù)性強(qiáng)。選擇13X色譜柱進(jìn)行煤氣中氣體含量分析的優(yōu)勢在于檢測時(shí)間短，但是色譜峰容易出現(xiàn)粘連的情況，并且13X色譜柱大約10天就會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，使得檢測的耗費(fèi)較大。因此，在煤化工分析中要根據(jù)生產(chǎn)和檢測的實(shí)際情況和要求來進(jìn)行色譜柱的有效選擇，以滿足不同的檢測分析要求。

2.2氣相色譜儀的應(yīng)用

在煤化工分析中，應(yīng)用色譜技術(shù)對煤氣中的氣體含量進(jìn)行分析測定，其中氣相色譜儀主要分為進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)等等，相對來說，氣相色譜技術(shù)由于檢測器有熱導(dǎo)池和氫火焰離子化兩種，使其檢測的范圍很寬，可以實(shí)現(xiàn)多種組分的靈敏檢測。在煤化工生產(chǎn)中，大多產(chǎn)品組分相對復(fù)雜，其分離系統(tǒng)要利用毛細(xì)管柱和不銹鋼柱相結(jié)合，并采用多種檢測器來進(jìn)行待測物質(zhì)的分析檢測。

2.3影響柱效的因素

在應(yīng)用氣相色譜技術(shù)進(jìn)行煤氣小氣體含量的分析檢測時(shí)，色譜柱的柱效也是重要的指標(biāo)之一。其中，影響色譜柱柱效的因素主要有兩個方面：一是載氣，在應(yīng)用氣相色譜技術(shù)進(jìn)行煤氣中氣體含量的分析測定時(shí)，載氣通常選用純度達(dá)99.999%的氫氣，并且氣相色譜的分子篩具有很強(qiáng)的吸水吸濕能力，要求載氣必須干燥，當(dāng)載氣中有水分時(shí)，分子篩吸收水分使得其空穴被填滿而失去活性;二是待測氣體中的雜質(zhì)，由于待測氣體中的雜質(zhì)會影響到柱效，在應(yīng)用氣相色譜技術(shù)進(jìn)行煤氣中的氣體含量分析時(shí)要先將煤氣中的雜質(zhì)進(jìn)行有效的過濾去除，盡量避免雜質(zhì)氣體對色譜柱的污染，從而影響色譜柱的柱效。

3結(jié)語

在化工分析特別是煤化工分析中，應(yīng)用氣相色譜技術(shù)進(jìn)行待測物各組分的有效分離和定性、定量分析，主要從色譜柱的選擇、氣相色譜儀的有效應(yīng)用及影響色譜柱的柱效因素方面來分析探討氣相色譜技術(shù)的具體應(yīng)用，以發(fā)揮氣相色譜技術(shù)的優(yōu)勢來實(shí)現(xiàn)煤化工分析工作的高效開展。

參考文獻(xiàn)：

[1]車紅芳，蘇秦.氣相色譜法在煤化工分析中的應(yīng)用探討[J].化工管理，2016（12）：95-95.