汽油中硅含量測定方法研究進展

摘要：汽油中含有的硅元素對機動車的性能會造成較大的負面影響。為了保障汽油質(zhì)量，避免在汽油使用中造成較大的不良影響，必須重視汽油中硅含量的測定工作。因此結(jié)合汽油中硅含量測定方法進行分析，明確不同方法的測定原理以及影響因素，確保在實際測定中可以選擇適合的方法，提高汽油中硅含量測定的準確度。

關(guān)鍵詞：汽油；硅含量；測定方法在國民經(jīng)濟飛速發(fā)展的背景下，我國汽車保有量與日俱增，同時對汽油能源的需求也不斷增加。從環(huán)保角度來看，汽油的質(zhì)量也要得到高度重視。作為汽車動力的主要來源，汽油在生產(chǎn)中常會含有硅元素，所以硅元素的測定是一項重要工作，必須采取科學的方法，才能提高硅元素測定的準確性，避免汽油中硅含量超標現(xiàn)象的發(fā)生。

1汽油中硅含量的測定意義

隨著我國現(xiàn)代科技水平的不斷提升，在汽油硅含量測定技術(shù)的研究中，常引入許多不同的測定方法。其原理一般是將汽油中的有機硅元素轉(zhuǎn)化成無機硅元素再進行測定，也有一些方法是直接對汽油進行吸收，隨后對稀釋后的汽油樣品中的硅元素進行測定。當前常見的汽油硅含量的測定方法包括容量測定法、質(zhì)量測定法、分光光度測定法以及電感耦合等離子光譜測定法等，它們在汽油硅含量測定中都起到了良好的應(yīng)用效果［1］。

2汽油中硅含量的測定方法

2.1電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定法

2.1.1測定原理

電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定法是常規(guī)石油中待測元素測定的常見方法之一，這種方法的測定原理如圖1所示。

在采取電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定法對汽油中各類物質(zhì)含量進行測定的過程中，首先要合理地進行汽油樣品處理，將選定的汽油待檢測樣品先進行霧化，利用霧化器將待測汽油樣本導(dǎo)入ICP矩管內(nèi)。隨后，在氬等離子的作用下，汽油樣本被全面分解，成為激發(fā)態(tài)離子，并且使測定樣品失去穩(wěn)定性。當離子處于激發(fā)狀態(tài)時，會重新躍遷回基態(tài)，同時對吸收能量進行激發(fā)，以電磁輻射的方式發(fā)射出來。由于汽油中各類元素受到激發(fā)作用后會產(chǎn)生不同的特征譜線，所以能夠通過各自元素所發(fā)射出來的特征譜線，精準識別待測元素。隨后通過對待測元素譜線的特征進行定量分析，明確待測油品中待測元素的實際含量。

2.1.2電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定法對有機硅的測定在對汽油中有機硅含量進行測定的過程中，該方法表現(xiàn)出高效性與穩(wěn)定性，同時也具有高靈敏度和高精度特征，利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定法還可以對多種不同元素進行同時測定。在當前眾多汽油硅含量的測定方法中，這種測定方法的應(yīng)用十分廣泛。在實際測定過程中一般都需要對汽油樣品進行前期預(yù)處理，隨后采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定法進行光譜特性分析與測定。這種測定方法對前期預(yù)處理環(huán)節(jié)十分重視，常見的汽油樣品前期預(yù)處理方式包括微波消解處理方法、有機溶劑稀釋方法以及熔融干法消解處理等，隨后通過電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定法對稀釋后的硅元素含量進行測定。

2.1.3影響因素

在汽油硅含量的測定中，運用電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定的結(jié)果會受到測定樣品的影響。比如在檢測不同質(zhì)量的汽油時，受到基體效應(yīng)的影響，或者處理環(huán)節(jié)中稀釋劑與內(nèi)標物產(chǎn)生的影響，都會使汽油樣品中的硅元素形態(tài)發(fā)生不同的改變。另外，在汽油硅含量測定中也會受到儀器自身的霧化類型、速率以及霧化室溫度等因素的影響。從儀器霧化系統(tǒng)對硅物質(zhì)形態(tài)產(chǎn)生的影響分析，汽油中有機硅元素的化學形態(tài)通過不同的形態(tài)對比，可以看出易揮發(fā)的有機硅化學形態(tài)在測定過程中發(fā)出的輻射強度更高。在霧化器的選擇過程中可以看出，微量旋流霧化系統(tǒng)并不能解決發(fā)射器輕度提升的問題。而DIHEN霧化系統(tǒng)便可以有效解決這一問題［2］。

2.2單色波長色散X射線熒光光譜測定法

2.2.1測定原理

利用單色波長色散X射線熒光光譜測定法對汽油中待測元素進行測定，其原理是在能夠激發(fā)待測元素K層電子的X射線照射下，使汽油樣品內(nèi)的待測元素被激發(fā)，從而發(fā)出KaX射線熒光。隨后將這種射線的熒光光譜利用單色器進行收集，結(jié)合收集回來的光譜輕度和待測元素含量的現(xiàn)行關(guān)系分析，能夠?qū)崿F(xiàn)對待測元素的定量測量。其測定原理如圖2所示。

2.2.2單色波長色散X射線熒光光譜測定汽油中的硅含量采用這種方法測定汽油中的有機硅含量，可以免去前期待測汽油樣品的預(yù)處理環(huán)節(jié)，能夠直接通過單色波長色散X射線熒光光譜測定方法對硅含量進行精準測量。因此，單色波長色散X射線熒光光譜測定法在測定汽油硅元素含量中得到了廣泛應(yīng)用。在實際測定過程中，利用單色波長色散X射線熒光光譜測定方法能夠?qū)ζ?、石腦油、乙醇混合物等多種類別的硅元素進行測定。測定過程中，待測汽油樣品的測試時間為5～10 min，可以實現(xiàn)的測定范圍是3～100 mg/kg。

2.2.3影響因素

單色波長色散X射線熒光光譜測定方法在汽油硅含量的測定時，主要受到的影響因素包括支撐膜下垂、吸收效應(yīng)以及膜吸附等。由于新型汽油和添加劑的影響，經(jīng)常會引發(fā)吸收效應(yīng)問題。另外，汽油中也經(jīng)常會加入甲基叔丁基醚以及乙醚等氧化物，這些物質(zhì)如果含量超出常規(guī)標準，也會影響基體的吸收，最終導(dǎo)致硅元素測定結(jié)果不準確，所以在進行測定時必須進行合理的校正［3］。

2.3原子吸收光譜測定法

2.3.1測定原理

原子吸收光譜測定法也被稱為原子分光光度法，這種方法在汽油有機硅含量的測定中效果良好。基于原子吸收光譜測定法原理，利用光輻射穿透蒸汽待測樣品，其測定原理是待測元素可選擇性地共振吸收特定輻射光波長，結(jié)合特征譜線和光的弱化程度，有效量化分析汽油中待測元素的含量。原子吸收光譜測定法在元素測量中具有較高的靈敏度，能夠適應(yīng)多種元素檢測，可實現(xiàn)精準測量，因此常被用作測定金屬元素。對于不同的原子測定儀器，一般可以分為石墨爐光譜法與火焰原子吸收光譜法，而第一種方法的誤差比較大。

2.3.2原子吸收光譜測定汽油中的硅含量

在汽油有機硅含量測定中采用原子吸收光譜測定法，首先要通過熔融與灰化的方法對汽油樣品進行預(yù)處理，將有機硅元素轉(zhuǎn)化成無機硅元素。這種方法對硅元素質(zhì)量分數(shù)測定的范圍在10～250 mg/kg。同時在實際測定中，要通過將汽油樣品進行燃燒灰化除去易燃物，隨后將積炭在550 ℃的高溫狀態(tài)下燃燒去除，將灰分與氟化鋰有效融合，隨后將融合后的溶液與鹽酸混合，最后加入純凈水，配制成待測液體。處理完成后便可以通過原子吸收光譜測定法進行硅含量測量。在測定過程中要合理選用空心陰極燈，并將波長設(shè)置在251.5 nm，以達到良好的測定效果。

2.3.3影響因素

利用原子吸收光譜測定法對汽油中的有機硅含量進行測定時，也會受到一些因素的限制，導(dǎo)致測定效果不佳，影響硅元素測定質(zhì)量。在對汽油中的不同元素進行測定時，原子吸收光譜測定法需要選擇不同的光源以及曲線范圍，實際操作中需要經(jīng)過復(fù)雜的處理過程。當前所采用的原子吸收光譜測定法對于汽油中金屬元素的測定應(yīng)用比較廣泛，而對汽油中硅含量測量應(yīng)用較少。其原因主要是受到光譜干擾，導(dǎo)致原子吸收光譜測定法的靈敏度下降，尤其是在汽油中硅含量較低的情況下，測定的重復(fù)性較差，同時硅含量的測定準確度也不高［4］。

3結(jié)語

汽油中的硅元素會對實際應(yīng)用中的汽車性能造成直接、巨大影響，輕則影響汽車的使用壽命，重則引發(fā)重大安全風險。因此，汽油中硅含量的測定工作十分重要。當前我國對于汽油中硅元素測定引入了許多方法，每種方法的應(yīng)用都有其獨特的優(yōu)勢。

參考文獻：

［1］王福麗.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定汽油中硅含量方法驗證［J］.中國石油和化工標準與質(zhì)量，2021，41（11）：4344.

［2］劉品，許宗宏，王春燕.電感耦合等離子發(fā)射光譜法測定汽油中硅含量的影響因素［J］.齊魯石油化工，2020，48（3）：238240.

［3］章然，吳梅，王杰明，等.高靈敏度X射線熒光光譜儀對汽油中硅含量的快速測定［J］.石油煉制與化工，2020，51（3）：8993.

［4］羅愛青.車用汽油中硅含量測定方法的條件選擇對測定的影響［J］.中國石油和化工標準與質(zhì)量，2019，39（9）：5859.