色譜法測(cè)定水樣中的甲醇含量

高海勇

(云南解化清潔能源能源開發(fā)有限公司 解化化工分公司，云南 開遠(yuǎn) 61600)

隨著檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展,氣相色譜法作為一種新型分離分析技術(shù),因具有高效能、選擇性好、靈敏度高、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)[1],已成為一種常用檢測(cè)手段,并在多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用[2]。甲醇生產(chǎn)企業(yè)的含甲醇廢水中微量甲醇的檢測(cè)，分析頻次高，常規(guī)化學(xué)分析檢測(cè)手段分析誤差大。采用帶有氫火焰離子檢測(cè)器(FID)的氣相色譜儀測(cè)定水和廢水中甲醇的濃度,無(wú)溶劑污染,不受乙醇、異丙醇等物質(zhì)的干擾,耗時(shí)短，結(jié)果準(zhǔn)確,操作簡(jiǎn)便快捷,,易于推廣，在日常監(jiān)測(cè)任務(wù)中有很好的適用性[3-4]。本文利用安捷倫-7890A型氣相色譜儀測(cè)定水樣中微量甲醇的含量,就相關(guān)的技術(shù)和注意事項(xiàng)加以討論。

1 測(cè)定原理

以氫氣為載氣，利用自動(dòng)進(jìn)樣器進(jìn)樣，樣氣中的碳?xì)浠衔锿ㄟ^column2#色譜柱porapak R 填充柱進(jìn)入前檢測(cè)器FID 1A檢測(cè)，完成甲醇含量的測(cè)定分析。閥系統(tǒng)圖見圖1。

圖1 閥系統(tǒng)圖

2 儀器和材料

2.1 試劑

采用經(jīng)5A分子篩吸水處理的無(wú)水甲醇，按照所需要的含量，稱量配置確定質(zhì)量濃度甲醇溶液；分析純丙酮。

2.2 氣相色譜儀

型號(hào)：安捷倫-7890A型；檢測(cè)器：氫火焰檢測(cè)器(FID 1A)；軟件：Agilent OpenLAB色譜工作站軟件；自動(dòng)液體進(jìn)樣器：采用自動(dòng)液體進(jìn)樣器進(jìn)樣，進(jìn)樣量為 0.5 μL；洗針溶劑，溶劑A為丙酮，溶劑B為去離子水；進(jìn)樣前溶劑A洗針3次，樣品洗針3次，抽吸樣品6次，進(jìn)樣后溶劑B洗針3次，W位置為廢液瓶。

2.3 載氣

瓶裝氫氣，純度φ≥99.999%。

2.4 色譜柱

porapak R 填充色譜柱技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 色譜柱技術(shù)指標(biāo)

3 測(cè)定條件

1)載氣初始?jí)毫?172.37 kPa。

2)FID檢測(cè)器氣流量

空氣：流量 500 mL/min；氫氣：流量 50 mL/min；尾吹氣N2: 流量 10 mL/min。

3)柱箱升溫程序及色譜柱升壓程序

柱箱程序升溫梯度如表2所示，色譜柱程序升壓梯度如表3所示。

表2 柱箱程序升溫梯度表

表3 色譜柱程序升壓梯度表

4)FID檢測(cè)器溫度：300 ℃。

5)輔助加熱器(閥箱)溫度：115 ℃。

6)閥狀態(tài)：閥2常開，其他一直處于關(guān)閉狀態(tài)。

7)信號(hào)1(FID)數(shù)據(jù)采樣頻率：50 Hz/min。

4 分析步驟

4.1 開機(jī)及下載分析方法

開載氣 5 min 后(載氣流量已調(diào)節(jié)至分析要求的流量)，再打開色譜儀和電腦主機(jī)電源開關(guān)，點(diǎn)擊色譜工作站程序進(jìn)入。

4.2 組分定性及校正因子的測(cè)定

待色譜分析條件就緒并且基線穩(wěn)定后就可以進(jìn)樣分析。進(jìn)樣前先注冊(cè)樣品，用新配置甲醇溶液測(cè)定甲醇的保留時(shí)間進(jìn)行定性。根據(jù)標(biāo)樣的出峰及保留時(shí)間確定樣品是否含有甲醇，甲醇測(cè)定的校正組分如表4所示。

表4 甲醇測(cè)定的校正組分表

根據(jù)標(biāo)樣中甲醇的質(zhì)量濃度及所測(cè)得的對(duì)應(yīng)的峰面積，計(jì)算出外標(biāo)系數(shù)ki(峰面積校正因子)，將校正因子輸入分析方法中并保存。

峰面積校正因子按下式計(jì)算：

式中：Xi(v)為標(biāo)樣中組分i的體積分?jǐn)?shù)(%)；ki為標(biāo)樣中組分i的峰面積校正因子；Ai為標(biāo)樣中組分i的峰面積，μV·s。

然后，根據(jù)甲醇的保留時(shí)間和峰面積，采用外標(biāo)法計(jì)算甲醇的質(zhì)量濃度。

4.3 樣品的測(cè)定

5 關(guān)機(jī)

分析結(jié)束后，先把色譜柱柱溫降至接近室溫，最后關(guān)閉色譜儀、電腦主機(jī)電源開關(guān)和載氣氣源。安捷倫7890色譜儀載氣氣路是電子流量計(jì)控制，儀器斷電或關(guān)機(jī)氣路就沒有流量，儀器待機(jī)狀態(tài)時(shí)，選擇柱溫較低的方法為當(dāng)前方法。

6 檢測(cè)注意事項(xiàng)

1) 根據(jù)樣品中各組分的含量高低，選擇相應(yīng)濃度的標(biāo)氣標(biāo)定校正因子，并建立相應(yīng)的分析方法。

2) 色譜儀在長(zhǎng)時(shí)間處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉熱導(dǎo)池的電源，以保護(hù)熱絲及參比氣和載氣切換閥的使用壽命。

3) 色譜運(yùn)行一段時(shí)間后，提高色譜柱的使用效率,延長(zhǎng)色譜柱的使用壽命[5]，應(yīng)適當(dāng)提高柱溫活化色譜柱，除去色譜柱內(nèi)吸附的揮發(fā)性雜質(zhì)，以提高色譜柱的分離效能，保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。但活化溫度不能高于色譜柱箱內(nèi)溫度限最低的那根色譜柱的溫度，即不能高于220℃。且不能長(zhǎng)時(shí)間的、頻繁的活化柱子，避免色譜柱內(nèi)的固定液在高溫下分解。

4) 當(dāng)色譜出峰情況發(fā)生變化后，原閥時(shí)間表不再適用于分析時(shí)，應(yīng)及時(shí)修改閥時(shí)間表中各閥的開關(guān)時(shí)間，以滿足分析的要求，同時(shí)也延長(zhǎng)了色譜柱的使用壽命，從而達(dá)到儀器長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

5) 色譜在運(yùn)行期間不可打開色譜柱箱，否則柱箱內(nèi)的風(fēng)扇會(huì)停止工作，同時(shí)柱溫會(huì)下降影響出峰。

6) 色譜儀上各路載氣流速和各個(gè)閥切換時(shí)間一經(jīng)調(diào)好后不能擅自轉(zhuǎn)動(dòng)，否則儀器分析條件將發(fā)生變化。

7) 帶水或其它液體樣氣要先將液體與樣氣分離才能采用色譜法測(cè)定，否則會(huì)損壞色譜柱。

8)當(dāng)出峰完畢后，譜圖上有峰，但未顯示保留時(shí)間或自動(dòng)畫基線功能不能滿足要求時(shí)，要進(jìn)行手動(dòng)畫基線并選擇手動(dòng)積分事件，所求得結(jié)果才是實(shí)際值。