氣相色譜分析方法在含氟制冷劑領(lǐng)域的應(yīng)用研究

王瑞英 李丕永 王永千 徐甲超（山東華安新材料有限公司， 山東 淄博255300）

氣相色譜法是以氣體為流動(dòng)相的分離樣品的分析方法。樣品在進(jìn)樣口被汽化，汽化的樣品被載氣帶入色譜柱，色譜柱中的固定相與樣品中各組份分子作用力不同，導(dǎo)致各組份從色譜柱中流出時(shí)間不同，樣品被分離。通常適用于350℃以下有機(jī)化合物的檢測(cè)分析，具有重要的作用。[1]

1 氣相色譜法分析的起源、優(yōu)勢(shì)和儀器

氣相色譜法是俄國(guó)學(xué)者茨威特1906年首先提出的。

氣相色譜法可用于分析氣體、液體和固體樣品，使用范圍廣;

能夠進(jìn)行mg級(jí)的定量分析，靈敏度高，同時(shí)適用于痕量物質(zhì)的檢測(cè)，;

完成一次分析用時(shí)幾分鐘至幾十分鐘，分析速度快;

能夠分離性質(zhì)相近的同分異構(gòu)體等物質(zhì)，選擇性高。

氣相色譜法所用儀器主要是氣相色譜儀。氣相色譜儀基本包括以下幾個(gè)系統(tǒng)：氣源系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、柱系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)。

2 氣相色譜法在含氟制冷劑領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 色譜用氣體選擇

含氟制冷劑不凝性氣體檢測(cè)用載氣為氦氣或氫氣，色譜柱老化時(shí)用載氣為氮?dú)狻2，3]

含氟制冷劑純度檢測(cè)用氣源主要為高純氮?dú)猓ɑ蚝猓⒖諝?、氫氣[5-14]，現(xiàn)實(shí)中由于氦氣價(jià)格較高，很少用氦氣。上述氣體主要通過(guò)高純氮?dú)怃撈?、空氣發(fā)生器、高純氫氣發(fā)生器、氦氣鋼瓶提供。

2.2 進(jìn)樣口的選擇

含氟制冷劑不凝氣氣體含量檢測(cè)選擇填充柱進(jìn)樣口[2，3]，填充柱進(jìn)樣口的載氣全部通過(guò)進(jìn)樣口進(jìn)入色譜柱。含氟制冷劑純度檢測(cè)時(shí)采用分流不分流進(jìn)樣口，選擇分流模式[4-14]。

2.3 色譜柱的選擇

在含氟制冷劑產(chǎn)業(yè)中，制冷劑純度和不凝性氣體含量是生產(chǎn)中的關(guān)鍵指標(biāo)。檢驗(yàn)人員在使用氣相色譜儀對(duì)純度和不凝性氣體含量檢測(cè)時(shí)所使用的的色譜柱固定相不同，需要選擇合適的類型，詳見(jiàn)表1和表2。

表1 含氟制冷劑純度檢測(cè)用色譜柱固定相

氟代甲烷（R11/R12，一氯三氟甲烷/二氯二氟甲烷）R22(二氟一氯甲烷)R32(二氟甲烷)R125(五氟乙烷)R152a（1，1-二氟乙烷）R142b(1，1-二氟-1-氯乙烷)R143a(1，1，1-三氟乙烷)R134a(1，1，1，2-四氟乙烷)R1234yf(2，3，3，3-四氟丙烯)R1234ze(E)反式-1，3，3，3-四氟丙烯R1234ze(Z) 順式-1，3，3，3-四氟丙烯交聯(lián)鍵合100%二甲基聚硅氧烷固定液[4]鍵合硅膠及多孔層開(kāi)管柱[5]鍵合硅膠及多孔層開(kāi)管柱（GS-GASPRO）[6]PLOT-Al2O3(S) [7]苯乙烯-二乙烯基苯多孔高聚物（PL0TPoraBOND Q）[8]6%氰丙基苯基-94%二甲基聚硅氧烷[9]鍵合硅膠及多孔層開(kāi)管柱（GS-GASPRO）[10]鍵合硅膠及多孔層開(kāi)管柱（GS-GASPRO）[11]PLOT-Al2O3(S) [12]PLOT-Al2O3(S) [13]鍵合6%的氰丙基苯基-94%二甲基聚硅氧烷[14]

表2 含氟制冷劑不凝性氣體檢測(cè)用色譜柱固定相

2.4 檢測(cè)器的選擇

含氟制冷劑純度檢測(cè)常用的是氫火焰離子檢測(cè)器(FID)[4-14]，不凝性氣體含量檢測(cè)用的是熱離子化檢測(cè)器(TID)[2，3，5-10]。

2.5 氣相色譜儀在使用中的注意事項(xiàng)

2.5.1外部條件

氣相色譜儀對(duì)外界溫度、濕度有一定的要求，外部溫度保持在5-35℃，濕度保持在20-80%?？諝鉂穸容^大的南方地區(qū)，儀器會(huì)出現(xiàn)絕緣性能下降、檢測(cè)器受潮等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致很多異常情況的出現(xiàn)。

2.5.2.使用過(guò)程中的維護(hù)

在含氟制冷劑的檢測(cè)過(guò)程中，長(zhǎng)時(shí)間檢測(cè)樣品，會(huì)導(dǎo)致襯管被污染的現(xiàn)象發(fā)生，需要及時(shí)的清理或者更換，避免異常峰的產(chǎn)生。

2.5.3色譜柱的維護(hù)

先在高溫下老化柱子，用載氣將污染物沖洗出來(lái)；若柱性能仍不能恢復(fù)，就從儀器上卸下柱子，將柱頭截去10cm或更長(zhǎng)（柱頭是最容易被污染的），再安裝上測(cè)試。

3 結(jié)語(yǔ)

氣相色譜法發(fā)展至今已經(jīng)成為一門相對(duì)成熟的分析技術(shù)，對(duì)于提升含氟制冷劑分析的效率和水平而言，其重要性不嚴(yán)而喻，不僅能有效地提高分析的精確性和精密度，最大限度地降低了分析的成本，有效提高氟化工的生產(chǎn)率，促進(jìn)含氟制冷劑化工產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。