全二維氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用檢驗(yàn)分析在常見易燃液體的應(yīng)用

摘?要：要采用全二維氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行柴油易燃液體的綜合檢驗(yàn)和分析，建立適宜的各組分化合物分離定性方法，在最佳檢驗(yàn)條件下進(jìn)行柴油、汽油各組分的有效分離和準(zhǔn)確定性。

關(guān)鍵詞：全二維氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀;檢驗(yàn);分析;易燃液體

易燃液體的成分極其復(fù)雜，可以采用全二維氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，進(jìn)行常見易燃液體的綜合檢驗(yàn)和分析，實(shí)現(xiàn)易燃液體各組分的有效分離和精準(zhǔn)定性分析。

1 易燃液體提取及全二維氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用檢驗(yàn)分析

柴油等易燃液體的提取方法主要有：（1）溶劑提取法。以溶劑浸泡或用脫脂棉蘸取溶劑檢材，溶解、抽提、過濾、濃縮其中所含的易燃液體殘留物成分，能夠提取不少于1uL的易燃液體殘留物，然而該不適于提取沸點(diǎn)低于溶劑的易燃液體。（2）固相微萃取法。將固相微萃取裝置中涂有固定相的纖維頭置于密閉容器頂部空間，揮發(fā)出來的易燃液體殘留物能夠被纖維頭所吸附，再插入GC/GC-MS進(jìn)行熱解吸，進(jìn)行解析成分的檢測。該法僅適于從含水的檢材中提取易燃液體殘留物，不適于提取機(jī)油等高沸點(diǎn)物質(zhì)。對于易燃液體的檢驗(yàn)方法主要包括有：（1）氣相色譜法。適用于各種氣體及易揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)的檢驗(yàn)，但不適宜高沸點(diǎn)難揮發(fā)的物質(zhì)。（2）氣相色譜-質(zhì)譜法。可以采用這種方法檢驗(yàn)水中有機(jī)化合物、輕質(zhì)石油餾分中烴類和苯。（3）高效液相色譜法。該法不受組分揮發(fā)性的影響，能夠檢測出常用油品中的芳香烴類的種類及含量。

全二維氣相色譜通過調(diào)制解調(diào)器連接兩根分離原理不同的色譜柱，待樣品進(jìn)樣后，待測物氣化進(jìn)入較長的非極性色譜柱，各組分在一維柱上實(shí)現(xiàn)初次分離，再由調(diào)制解調(diào)裝置釋放較短的第二根極性色譜柱，將沸點(diǎn)相近而未分離的組分進(jìn)行二次分離。

2 柴油的全二維氣相色譜分離實(shí)驗(yàn)分析

2.1 實(shí)驗(yàn)部分

由10uL移液槍吸取1uL柴油樣本放于棕色瓶中，再由1000uL移液槍吸取乙醚溶液定容至1mL，密封冷藏處理。

實(shí)驗(yàn)條件一：進(jìn)樣口溫度為280℃、進(jìn)樣量1.0uL、載氣流速為1mL/min、調(diào)制解調(diào)周期為6s、熱噴溫度為350℃、離子源溫度為200℃、接口溫度為280℃、質(zhì)量掃描范圍為30-450m/z、溶劑延遲3min。

實(shí)驗(yàn)條件二：在其他條件不變的條件下，載氣流速調(diào)整為1.2mL/min，調(diào)制解調(diào)周期調(diào)整為5s，熱噴溫度調(diào)整為375℃，溶劑延遲調(diào)整為4min。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

（1）優(yōu)化全二維氣相色譜柱組合方式。適宜的色譜柱系統(tǒng)對于準(zhǔn)確定性有重要的影響，可以對三套不同極性組合的色譜柱進(jìn)行分析，即：一維DB-1（非極性柱）+二維WAX（極性柱）;一維DB-1（非極性柱）+二維BPX-50（中等極性柱）;一維WAX（極性柱）+二維BPX-1（非極性柱），通過譜圖可知，一維DB-1（非極性柱）+二維WAX（極性柱）在二維方向上的芳香烴類物質(zhì)分離效果更優(yōu)，其芳香族化合物表現(xiàn)出顯著的族分離特性和瓦片效應(yīng)。而在分析烷烴族化合物時(shí)則選用一維WAX（極性柱）+二維BPX-1（非極性柱）的色譜柱組合方式更優(yōu)。（2）優(yōu)化升溫速率。氣相色譜分析大多采用程序升溫方式進(jìn)行洗脫，較好地保留高/低沸點(diǎn)組分，優(yōu)化分離效果，降低檢測限并使峰變窄。通過分析可知，當(dāng)WAX+BPX-1色譜柱系統(tǒng)在執(zhí)行初始溫度80℃、保持時(shí)間2min、升溫速率3℃/min、最終溫度240℃、保持時(shí)間30min時(shí)，其譜圖利用率較高，Blob分布相對分散，實(shí)現(xiàn)二維方向上烷烴族化合物和芳香烴族化合物的分離，體現(xiàn)出顯著的瓦片效應(yīng)，增強(qiáng)定性分析的準(zhǔn)確性。當(dāng)DB-1+WAX色譜柱系統(tǒng)在執(zhí)行初始溫度80℃、保持時(shí)間2min、升溫速率是以10℃/min升溫至120℃，再以2℃/min升溫、最終溫度280℃、保持時(shí)間40min時(shí)，能夠充分分離直鏈烷烴與支鏈烷烴、飽和烷烴與烯烴、環(huán)烷烴，擴(kuò)大二維方向上芳香族化合物Blob的間距，提高定性分析的準(zhǔn)確性。（3）優(yōu)化調(diào)制解調(diào)周期。WAX+BPX-1柱系統(tǒng)條件下的調(diào)制解調(diào)周期為7s，柴油各組分化合物在譜圖上均勻分布，體現(xiàn)出極其明顯的族分離特性和瓦片效應(yīng)，進(jìn)行各族化合物的精準(zhǔn)定性。DB-1+WAX柱系統(tǒng)條件下的調(diào)制解調(diào)周期為6s，能夠較好地進(jìn)行譜圖的充分利用，使Blob的分散度滿足定性需求[1]。

3 柴油成分分析

3.1 柴油中化合物的分布規(guī)律

（1）WAX+BPX-1柱系統(tǒng)下柴油各化合物的分布規(guī)律。通過譜圖可知，直鏈烷烴與支鏈烷烴能夠較好地進(jìn)行分離，尤以飽和烷烴的帶狀分布和瓦片效應(yīng)最佳，有效實(shí)現(xiàn)對化合物的精準(zhǔn)定性。（2）DB-1+WAX柱系統(tǒng)下柴油各化合物的分布規(guī)律。通過譜圖分析可知，正構(gòu)烷烴利用沸點(diǎn)的差異實(shí)現(xiàn)一維方向的分離，呈帶狀分布，表現(xiàn)出由左到右的碳數(shù)依次遞增。環(huán)烷烴和烯烴的極性具有相近的沸點(diǎn)，難于辨識，只有極少數(shù)的環(huán)戊烷、環(huán)己烷和α-烯烴能夠準(zhǔn)確識別。單環(huán)/雙環(huán)/多環(huán)芳烴依據(jù)極性的不同實(shí)現(xiàn)二維方向的帶狀分布[2]。

3.2 柴油中主要族化合物的相對豐度

通過二維譜圖中Blob的顏色及大小可知，柴油中主要族化合物的相對豐度由高到低依次為：鏈烷烴、萘系物、芘類化合物。

4 小結(jié)

綜上所述，不同色譜柱組合方式下的柴油各組分化合物分布規(guī)律變化明顯，DB-1+WAX柱組合能夠較好地實(shí)現(xiàn)對芳香族化合物的分離，WAX+BPX-1柱組合能夠?qū)崿F(xiàn)對飽和烷烴族、環(huán)烷烴族、烯烴族化合物的分離。同時(shí)，不同色譜柱組合下的程序升溫及調(diào)制解調(diào)周期不盡相同，對于柴油各組分有效分離和精準(zhǔn)定性有直接的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]孔翠萍，王征，李長秀，田松柏.全二維氣相色譜分析柴油中的硫化物分布[J].石油煉制與化工，2016（09）.

[2]宋昌盛，蔡紅兵，張圓星，王宸，唐亞丹.高效液相色譜法測定汽油中苯胺和N-甲基苯胺的含量[J].理化檢驗(yàn)（化學(xué)分冊），2016（05）.

作者簡介：童朝成（1985-），男，漢族，湖北隨州人，本科，助理工程師，目前在第三方實(shí)驗(yàn)室工作。