气相催化法

2024-05-28

气相催化法（精选十篇）

气相催化法篇1

关键词：CCVD,碳纳米管,机理

前言

碳纳米管是一种具有独特结构的一维量子材料, 由于具有许多异常的力学、电学和化学性能, 无论在化学还是在材料科学领域都具有重要的发展前景。很多研究团队已经可以成功控制碳纳米管的制备技术, 尤其是一些参数, 例如直径、长度、石墨烯层数以及缺陷密度[2]。当前对于碳纳米管生长机理的影响因素的理论也逐渐形成。本文对CCVD法制备碳纳米管进行介绍, 并总结其生长机理。

一、碳纳米管的制备

制备出高纯度、高产量的碳纳米管是对其进行结构表征、性能测试以及进一步应用研究的前提和基础, 因此制备技术是碳纳米管研究的关键环节。碳纳米管常用的制备方法有CCVD法、电弧放电法、激光蒸发法、离子辐射法等。而到目前为止, 能较大量制备碳纳米管, 且易实现工业化生产的方法只有CCVD法。

二、催化化学气相沉积法 (CCVD)

催化化学气相沉积法 (Catalytic Chemical Vapor Deposition, 简称CCVD法) , 是使含碳气体 (如乙烯、乙炔、一氧化碳、甲烷等有机气体) 或有机液体 (如苯、正己烷、乙醇等) 在一定温度下 (一般600~1000℃) , 在过渡金属Fe、Co或Ni等催化剂作用下进行催化分解, 或者直接热分解含Fe、Co或Ni的碳化合物, 来制备碳纳米管的方法。

通过CCVD的方法, 可以制备多种结构的碳纳米管, 例如非晶型的碳层, 碳纤维, 石墨烯层以及SWNTs和MWNTs。这种方法可以选择性地以多种形式生长碳纳米管, 尤其是通过将催化剂负载到需要的载体上可以控制碳纳米管的表面生长位点。

三、CCVD法制备碳纳米管的生长机理

为在分子水平上探索碳纳米管的生长过程, 需采用先进的分子动力学研究方法和手段, 如:交叉分子束技术、飞秒激光技术等。Inanov等[3]在前人的研究成果上, 对碳纳米管机理进行了研究和表述。他们认为金属粒子存在着不同取向的晶面, 只有那些晶格常数合适的晶面对碳氢化合物的吸附分解具有活性, 这些碳原子溶解在金属 (液体) 中并从活性晶面通过金属粒子体相扩散至对应的另一端晶面, 在对应的另一端晶面上沉积并形成碳纳米管或碳纤维。根据生长方式不同, 科学家提出了不同生长机理。

1. 碳帽机理

此机理表明碳纳米管是以“碳帽”方式进行生长。在形成碳纳米管“碳帽”结构中起到重要作用是纳米级催化剂微粒的表面能。这种纳米级催化剂微粒的直径很小, 只有几个纳米, 其特点是表面原子具有很大的比率, 产生很大的表面能, 从而使得过量的碳在催化剂表面上沉积形成碳帽逐渐生长。

2. 气相-液相-固相机理

Kukovitsky等观点[4]认为, 催化剂微粒在800-1000℃的高温下呈液态, 此时液态催化剂是碳纳米管生长反应的活性点, 在此状态下催化剂可以吸收气体中的碳原子簇, 并且可以一直吸收到过饱和状态。液体催化剂起着传输碳纳米管生长原料 (碳原子簇) 的作用。过饱和状态的碳原子簇沉析出来就会形成碳纳米管。

3. 顶部生长机理

在催化剂微粒没有被碳覆盖的部分, 这部分也是碳纳米管顶部, 催化剂催化裂解碳氢分子产生碳原子, 并进行吸附, 这些碳原子在催化剂表面进行扩散或穿过催化剂, 进入碳纳米管与催化剂接触的开口处, 使得碳纳米管生长。在其生长过程中, 催化剂始终在碳纳米管的顶端, 并随着碳纳米管的生长而不断迁移上升, 如图2所示。

4. 底部生长机理

此机理表明碳原子是从碳管的底部扩散进入到石墨层网络, 相互挤压而形成碳纳米管, 其阐述的最主要特征是:碳管其中一末端与催化剂微粒相连, 而另一端是封闭端, 该端也不含金属微粒。如图3所示。

结论

气相催化法篇2

纳米二氧化钛气相光催化降解三氯乙烯

采用气相色谱-质谱联用方法,X射线光电子能谱和程序升温脱附方法研究了纳米二氧化钛表面三氯乙烯的气相光催化降解反应.检测到四种新的`含三个碳原子的中间体,说明三氯乙烯在反应过程中发生了CC双键的裂解及加成反应.研究表明,水蒸气对降解反应的影响不仅与水蒸气的浓度有关,还与催化剂对水的吸收能力有关.反应副产物在催化剂表面的积累是导致催化剂活性降低的主要原因.催化剂的X射线光电子能谱显示,反应后催化剂表面可能有部分钛原子与反应副产物中的氧原子或氯原子直接键合,但钛仍为+4价.

作者：李功虎马胡兰安纬珠 LI Gonghu MA Hulan AN Weizhu 作者单位：中国科学院成都有机化学研究所,成都,610041刊名：催化学报 ISTIC SCI PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF CATALYSIS年，卷(期)：21(4)分类号：O643/X7关键词：纳米二氧化钛三氯乙烯光催化氧化

气相质谱法测定瘦肉中的克伦特罗篇3

气相质谱法测定克伦特罗的方法比较多，例如GB/T 5009.192-2003，但有些方法步骤多，繁琐，在实验的基础上，我们改进了克伦特罗的测定方法。

材料与方法

试剂与仪器。克伦特罗标准品购自德国Dr.E。N，O-双（三甲基硅烷基）三氟乙酰胺（BSTFA）/三甲基氯硅烷（TMSCl）购自sigma，材料为市场常见的瘦肉。正己烷，乙酸乙酯等为色谱纯，高氯酸，氢氧化钠等为分析纯。气相质谱联用仪。

色谱条件。色谱柱：HP-5MS，30 m x 0.25 mm x 0.25μm；进样口温度：240oC；进样量：1μL，不分流；柱温程序：70oC保持1min，以18oC/min速度升至200oC，以5oC/min的速度再升至245oC，再以25oC/min升至280oC并保持2min。EI源：電子轰击能量：70eV；离子源温度：200oC；接口温度：285oC；溶剂延迟：12min；EI源检测特征峰：86、187、243、262。

分析过程

提取。称取10.0 g瘦肉，用20mL 0.1mol/L高氯酸溶液，匀浆后，超声萃取20min，取出置于80oC水浴中加热30min。取出冷却后离心15min。倒出上清液，沉淀用5mL 0.1mol/L高氯酸溶液洗涤，再离心。合并高氯酸溶液后，加入10mL正己烷，震荡，分层后弃掉正己烷，用10mL正己烷重复萃取油脂一次。用1mol/L的氢氧化钠溶液调节水相的PH至9.5左右，加入8g氯化钠，混匀后加入10mL乙酸乙酯，涡旋振荡提取20min。提取完毕后，用吸管小心将上层有机相转至离心管中，再加入10mL乙酸乙酯，重复涡旋振荡提取2次，合并乙酸乙酯，在50～60oC的砂锅中用氮气吹至干。此步骤如果净化不完全，可进行进一步净化。

净化。用1mL 0.1mol/L磷酸二氢钠缓冲液（PH=6.0）充分溶解残留物，经针筒式微孔过滤膜过滤，洗涤三次后完全转移到5mL离心管中，并用0.1mol/L磷酸二氢钠缓冲液定容至刻度。

依次用10mL乙醇、3mL水、0.1mol/L磷酸二氢钠缓冲液（PH=6.0）、3mL水冲洗弱阳离子交换柱，取适量提取液至弱阳离子交换柱上，弃去流出液，分别用4mL水和4mL乙醇冲洗柱子，弃去流出液，用6mL乙醇+浓氨水冲洗柱子，收集流出液，用氮气吹至干。

衍生。往氮气吹干的残留物中加入40ul N，O-双（三甲基硅烷基）三氟乙酰胺（BSTFA）/三甲基氯硅烷（TMSCl）衍生试剂，盖紧塞子，在涡旋混合器上混匀2min，置于75oC的恒温加热器中衍生90min。冷却至室温，氮吹至干后，加入1000ul甲苯，充分混匀后进行气相进样。

标准曲线制备。用甲醇配备浓度范围为2μg/L，10μg/L，20μg/L，40μg/L，80μg/L，100μg/L，200μg/L的克伦特罗甲醇溶液，往不同离心管里各取500ul克伦特罗的甲醇溶液，用氮气吹至干后加入40ul BSTFA/TMSCl衍生试剂，盖紧塞子，在涡旋混合器上混匀2min，置于75oC的恒温加热器中衍生90min。冷却至室温，氮吹至干后，加入1000ul甲苯，充分混匀后进行气相进样。

结果与讨论

气相色谱-质谱分析。克伦特罗用BSTFA衍生生成三甲基硅烷化衍生物，质荷比为86的碎片峰为基峰。典型的色谱峰见下图。

市场上的瘦肉中克伦特罗的测定。取市场上的瘦肉进行加标回收率测定，回收率达到73%以上，仪器检出限能够达到2μg/L，满足测定要求。

（作者单位：罗杰鸿广州京诚检测有限公司；邓建文广东检验检疫技术中心）

对环己烷非催化气相硝化反应的探究篇4

1 对试验物质的初步分析

硝基环己烷可以看作一种良好的有机溶剂或者化工中间体, 在化学反应过程中可以部分氢化还原成为环己酮肟, 也可以完全氢化还原为环己胺, 对化工生产有着重要的作用。试验过程中应用的硝化剂是从众多新型的硝化剂中选择, 可以说它是当今时期化工行业中液体酸硝化剂中应用最广泛的。本次对环己烷非催化气相硝化反应的探究是以硝化剂对环己烷进行气相硝化剂制备硝基环己烷, 然后再进行加氢、还原、重排得到己内酰胺的新型生产工艺。

本实验的试验过程是采取气相硝化环己烷制取硝基环己烷, 过程中也有少量的环己醇、环己酮和己二酸的产出。对于己内酰胺和己二酸来说, 对化工生产同样具有很大的用途, 所以本课题的研究也相应地对硝基环己烷和己二酸联合生产进行了分析探讨, 使得硝基环己烷和己二酸也能够得到高效率、高质量的生产。这样统一地生产硝基环己烷和己二酸, 能够达到工艺流程短、生产设备简单、原子利用经济、环境污染小的效果, 可以基本达到经济、绿色、经济的生产效果, 具有良好的经济效益、环境效益以及社会效益。

2 试验内容

2.1 试验过程中的反应操作

2.1.1 试验设备的选择以及试验条件的设定

试验过程中选择石英玻璃管或者不锈钢直观作为反应设备, 设备的系数选择为内径1厘米, 长度57厘米, 容积44.745毫升。试验过程中选择的反应温度为423k到573k之间, 并且选择在常压条件下对其进行非催化硝化反应。

2.1.2 试验的具体内容

(1) 对试验设备进行整体的系统扫吹, 在此可以选择惰性气体氮气进行系统的扫吹。

(2) 对试验设备进行加温。在此可以选择加热炉设备对其进行加温, 直至设备管心的温度达到423k到573k之间。

(3) 待温度达到要求后, 利用平流泵调节环己烷的流速, 直至排空后再链接反应器。

(4) 对反应器通入硝化剂气体, 并且利用平流泵对其进行调速。

(5) 待反应稳定2小时后开始进行计量, 并且将化学反应后的产物经过低温冷凝后通入收集瓶。

2.2 化学产物的处理

通入收集瓶中的产物有一定量没有反应, 如果反应过程中温度较低那么其质量就会更多, 而不经过处理或者处理不当就会直接影响到产物的物料平衡计算, 对环己烷转换率的计算和硝基环己烷选择性的计算造成一定的负面影响, 无法得到正确的数值, 所以必须对进行处理。在处理的过程中, 首先需要对产物中添加碱性物质, 并同时对溶液的PH值进行及时的测量, 直至产物溶液的酸碱性达到中性再将产物进行分液, 合理地分为油相和水相, 而分液得到的水相中会有少量的有机物溶解, 所以在此需要再对其进行反萃取, 最后综合利用气相色谱仪对油相和反萃取后的水相进行分析, 计算环己烷的转换率和硝基环己烷的选择性。

2.3 化学产物的提纯

在进行化学产物的提纯过程中, 首先需要将化学产物放入油浴锅中, 然后对油浴锅进行加热, 直至油浴锅的温度达到85摄氏度与90摄氏度之间, 得到含有环己烷的蒸馏, 并且也要边加热边搅拌, 最终收集到蒸馏后的样品, 具体过程如下:

(1) 用蒸馏水对产物洗涤三次, 将产物中的一些杂质 (高温氧化物等无机物) 洗涤干净。

(2) 添加百分之三十的氢氧化钠溶液对产物进行碱洗, 在除去产物中无用的酸碱物质的同时也能够使酯类副产物得到皂化。

(3) 添加百分之三十七的甲醛水溶液。在此要注意, 添加甲醛水时必须保证产物的温度在25到30摄氏度之间, 并且也要对其进行不断的搅拌, 使得甲醛与样品溶液充分混合反应。

(4) 添加百分之十的硫酸溶液, 对样品进行酸化。

(5) 将最终得到的样品溶液进行水蒸气蒸馏, 直至蒸馏彻底, 溜出物蒸发完全。

(6) 对溜出物进行分离。

(7) 将75摄氏度的油相分离液在88mm Hg的压力条件下再次蒸馏, 直至得到92.4%以上的硝基环己烷停止蒸馏。

3 试验结果数据的分析

本实验首先探索了利用硝化剂制备硝基环己烷的可行性, 其次对温度因素、停留时间等因素对该反应的影响进行探究分析, 第三对反应产物进行鉴别, 包括大量的硝基环己烷和少量的环己醇、环己酮和己二酸。

3.1 温度因素对试验反应的影响

反应条件:流速为10毫升每分钟, 环己烷和硝化剂的摩尔比设定为3:2。

在试验反应过程中, 可以发现环己烷的转化率随着温度的逐渐升高而升高, 硝基环己烷的选择性随着温度的升高而逐渐增加, 增加到最高点又逐渐减小, 数据信息主要如下:

从试验数据中可知, 在250摄氏度左右, 硝基环己烷的选择性是最高的, 能够达到78.20%, 并且随时对产物溶液进行气象色谱分析可得, 在温度为150摄氏度到200摄氏度之间, 环己醇和环己酮的含量也是最高。

综上所述, 温度选择在250摄氏度左右为环己烷的最佳反应温度。

3.2 停留时间对试验反应的影响

反应条件:试验温度选择为250摄氏度, 环己烷与硝化剂的摩尔比选择为3∶2, 流速设定为10毫升每分钟, 取样的时间设定为6小时。

从数据采集信息中的发展趋势可以看出, 随着停留时间的不断减小, 环己烷的转化率也在不断减小, 硝基环己烷的选择性先上升再减小。

停留时间直接决定着反应物的反应是否充分, 如果停留时间太短, 那么环己烷和就不会得到充分的反应, 并且根据气相分析色谱可知停留时间越短副产物的产生也就越少, 所以说环己烷的转化率和硝基环己烷的选择性就会比较低。例如:停留时间为26.46秒, 环己烷的转化率为3.02%, 硝基环己烷的选择性为24.32%, 而停留时间为46.05秒, 环己烷的转化率为12.14%, 硝基环己烷的选择性为76.35%, 中间数据稳步提高, 直到停留时间为72.34秒时, 环己烷的转化率为12.87%, 硝基环己烷的选择性达到最高为94.32%。而随着停留时间的提高, 由于具有很强的氧化性, 反应越充分环己烷就会被氧化破坏得越严重, 副产物就会更多, 所以当停留时间大于72.34秒时, 硝基环己烷的选择性却降低, 当停留时间80.12秒时, 硝基环己烷的选择性降低为72.13%。

综上所述, 反应管中的停留时间要选择在46秒到72秒之间。

4 结束语

以上所述, 在进行环己烷非催化气相硝化反应的探究过程中, 最佳的反应温度为250摄氏度, 最佳的物料比, 也就是环己烷:硝化剂选择2∶1, 最佳的停留时间段选择为46秒与72秒之间, 这样才能够使得硝基环己烷的生产效率最佳, 原料的利用效率最大化, 做到经济化、生态化生产。

参考文献

气相催化法篇5

固定液相对极性，麦氏常数，程序升温，噪声，漂移，分流比，检测器灵敏度，检测限等。2．基本理论

（1）差速迁移：在色谱分析中，分配系数不同是组分分离的前提条件。气相色谱法中，载气种类少，可选余地小，要改变组分之间分配系数的或大小或比例，主要通过选择合适的固定液。

（2）GC中的速率理论：速率理论是从色谱动力学的角度阐述影响柱效的因素，以Van Deemter方程式表示，在填充柱中，速率方程为：

H=A+B/u+Cu =2λdp+ 2gDg/u+ 在开管柱中，A＝0，此时速率方程为：

H=B/u+Cgu+Clu =u +

最小板高对应的载气线速度称为最佳线速度，为了减少分析时间，常用的最佳实用线速度大于最佳线速度。在学习速率理论时，应熟悉速率方程式中各项和各符号的含义，即这些因素是如何影响柱效的，从而理解分离条件的选择。

（3）色谱柱分填充柱及毛细管柱两类，填充柱又分气-固色谱柱及气-液色谱柱。固定液按极性分类可分成非极性、中等极性、极性以及氢键型固定液。固定液的选择按相似性原则。常用硅藻土载体分为红色载体和白色载体，红色载体常用于涂渍非极性固定液，白色载体常用于涂渍极性固定液。硅藻土载体常需进行钝化，其目的是为了减小载体表面的活性。载体钝化的方法有酸洗（AW）、碱洗（BW）和硅烷化，这些钝化方法分别除去碱性氧化物（主要是氧化铁）、酸性氧化物（氧化铝）和覆盖硅羟基。

毛细管柱可分为涂壁毛细管柱（WCOT）、载体涂层毛细管柱（SCOT）、多孔层毛细管柱（PLOT）和填充毛细管柱。

检测器分浓度型及质量型两类。氢焰检测器是质量型检测器，具有灵敏度高，检测限小，死体积小等优点。热导检测器是浓度型检测器，组分与载气的热导率有差别即能检测。电子捕获检测器也是一种浓度型检测器，检测含有强电负性基团的物质，具有高选择性和高灵敏度。

为保护检测器和色谱柱，开气相色谱仪时，必须先开载气，后开电源，加热。关机时，先关电源，最后关载气。

（4）柱温的选择原则为：在使最难分离的组分有尽可能好的分离度的前提下，要尽可能采用较低的柱温，但以保留时间适宜及不拖尾为度。对宽沸程样品，采用程序升温方式。

（5）定性与定量：定性方法有已知物对照法，相对保留值，保留指数，利用化学方法配合，两谱联用定性。定量方法常用归一化法和内标法，在没有校正因子情况下，使用内标对比法较好。3．基本计算

固定液的相对极性

分离方程式 R=

相对重量校正因子= 归一化法 Ci%=

外标法 mi =

内标法 mi=fiAi ms=fsAs mi= Ci%=

气相催化法篇6

国内气相流化床聚丙烯生产工艺多引进于美国某化学公司, 该工艺为气相流化床工艺, 可以用来生产均聚、无规和抗冲三种聚丙烯产品, 基本满足国内聚丙烯市场的需求, 国内某公司聚丙烯生产装置于2010年8月一次投料试车成功, 并实现连续运转, 在2011年商业化运行的第一个年生产聚丙烯产品246657吨, 达到了设计负荷的83%。为了降低装置的生产成本, 减少对进口催化剂的依赖, 该公司聚丙烯装置于2011年7月份开始国产催化剂的试用工作, 先后对多家国内聚丙烯催化剂生产厂家的催化剂进行了装置实验, 通过多次国产催化剂实验, 了解了国产催化剂的性能, 总结出了装置在催化剂试用期间的调整思路以及应对问题的措施, 为国产催化剂在装置的应用奠定理论基础, 并与进口催化剂进行了参数和性能对比, 对国产催化剂提出了有方向的整改意见, 推进了国产催化剂的提高。实现了实验和研究双方的共赢。

2 气相流化床聚丙烯流化床均聚反应简介和催化剂应用

气相流化床聚丙烯装置是以流化床为中心的气固相聚合技术。在流化床反应器中, 循环气压缩机提供气体循环的动力, 所有原料以气体形式与处于流化床中固相状态的催化剂相接触, 在催化剂表面形成聚烯烃分子, 成长为颗粒, 气体循环带走反应床层的热量, 并最终通过循环线上的换热器带走循环气中的热量。通过床层重量和料位来控制PDS间歇出料, 维持床层重量稳定, 负荷稳定。反应器通过床层压差表来指示反应器的运行状况, 主要检测参数包括:分布板压差、低位流化密度、高度流化密度、床层重量、床层料位等。

气相流化床聚丙烯均聚反应使用的催化剂以Ti Cl4为活性中心, 以Mg Cl2为载体, 配比定量的内给电子体, 通过研磨浸渍法或挤压喷射法制备而成, 与该催化剂匹配使用的助剂有三乙基铝 (TEAL) 和外给电子体 (SCA) 。TEAL的作用是将Ti Cl4还原成Ti Cl3, 并生成Ti-C键, 形成活性中心引发反应。外给电子体的作用是配合内给电子体形成等规度更高的反应基团, 提高产品的等规度。按照年产30万吨聚丙烯计算, 需消耗催化剂约11吨 (粉末) , 相应地消耗TEAL约39吨, SCA约10吨左右。见图1。

3 国内聚烯烃催化剂的发展情况简介

我国最早开始研究和开发Ziegler-Natta PP催化剂的是北京化工研究院, 迄今为止已开发出了N型催化剂、H型催化剂、球型催化剂、高结晶催化剂。中国科学院化学研究所开发出了CS型催化剂, 北京燕化高新技术股份有限公司与其他研究单位共同成功开发出YS-84X系列高效载体催化剂和HDC催化剂, 中山大学研制出STP催化剂等。其中北京化工研究院的毛炳权等研制的N型催化剂以其超前的构思、优良的性能, 不仅获得了中国和世界主要工业国的专利, 而且还实现了向美国技术出口, 成为了国内和世界上PP生产装置优选的催化剂之一[1]。

国内PP催化剂主要生产商有北京奥达石化新技术开发中心, 主要生产N型和NG型催化剂、DQ型催化剂以及络合一Ⅱ型催化剂, 生产能力分别80, 60, 30t/a;辽宁营口市的向阳催化剂有限责任公司, 主要生产CS系列催化剂, 生产能力达300t/a;燕化高新技术股份有限公司, 主要生产YS-84X系列催化剂和HDC催化剂, 生产能力分别为40t/a和20 t/a;河北省任丘市利和科技发展有限公司, 主要生产SUG、SPG、PG等类型催化剂, 生产能力在230t/a。

本文主要是针对国内某1公司生产的A催化剂和某2公司生产的B催化剂在装置的应用试验进行分析研究。

4 国产催化剂在装置的应用试验研究

4.1 国产催化剂与进口催化剂的参数对比

通过上述表格中的参数对比可以发现, 国产催化剂与进口催化剂的催化剂活性组分含量相当, 催化剂活性接近进口催化剂活性, 催化剂的颗粒形状略有偏差。理论上可以满足生产装置的需要。

4.2 国产催化剂的试用方式

国产催化剂试用过程中通常采取的试用方式有两种, 第一种是将进口催化剂与国产催化剂进行一定浓度的配比, 并逐渐提高国产催化剂的浓度直至100%, 配比的浓度一般为30%, 50%, 75%, 100%, 这种配比试用方式相对比较缓和, 随着国产催化剂浓度的提高, 逐渐地将国产催化剂的性能暴露出来, 操作员有充足的时间调整来保证产品质量。第二种方式是直接试用100%浓度的国产催化剂, 这种方式要求对催化剂的性能有足够的较为准确的预了解, 尤其是催化剂的活性和氢调性。两种试用方式的优缺点对比见表2。

试用装置可以根据自己装置的实际情况选择其中一种方式进行试用, 并根据不同的试用方式来制定相应的试用方案。

4.3 国产催化剂试用期间装置负荷的调整及稳定时间

无论采取哪种试用方式, 催化剂试用期间的负荷调整均尤为关键, 稳定的负荷调整可以保证反应器的稳定运行和产品质量的稳定, 对于首次使用国产催化剂时, 装置负荷以满足装置稳定生产的最低负荷试用, 逐渐提高至装置满负荷运行。通常三个负荷阶段就可以满足测试要求:70%~80%, 80%~90%, 100%。

每阶段负荷的稳定时间因各装置的不同控制条件而定, 由以下因素决定:该阶段的负荷 (M) 、反应器的床重 (m) 、粉料仓的存料量 (P) 、挤压机的停留时间 (P1) 。对于流化床反应器每三床床层粉料可以彻底置换一床床层粉料, 那么对于反应器生产的新粉料经挤压机造粒后形成产品粒料的最小时间为:

通常每阶段负荷的最少稳定时间为两倍的Tmin, 来保证在该负荷阶段有可以充足的反应器调整时间和产品质量调整时间。

4.4 国产催化剂试用期间的物料及助剂消耗

催化剂试用期间, 维持原料丙烯的分压在正常范围, 根据催化剂的氢调性来提高或降低反应器氢气浓度 (H2/C3比) ;维持原有辅助催化剂的使用, 包括TEAL (三乙基铝) 和SCA, 试用初期可以略降低Al/Ti (TEAL/Cat) 比和提高Al/Si (TEAL/SCA) 比, 这样利于稳定催化剂活性和产品质量, 在经过一个Tmin时间后, 根据反应情况适当调整Al/Ti (TEAL/Cat) 比和Al/Si (TEAL/SCA) 来提高催化剂活性, 典型的国产催化剂与进口催化剂物料及三剂消耗对比见表3。

由上表可知, 在使用国产催化剂时, 原料丙烯的消耗与进口催化剂相当;国产催化剂的氢调性低于进口催化剂, 即需要提高H2/C3比, 在开始催化剂试用之前进料提高氢气浓度至目标值, 保证产品的熔融指数;助剂TEAL的消耗与进口催化剂相当, 而SCA的消耗低于进口剂, 说明国产催化剂的等规性优于进口催化剂。

4.5 国产催化剂试用期间聚丙烯粉料和粒料产品分析

聚丙烯装置产品质量控制包括粉料产品和粒料产品, 粉料产品采样点位于PDS出料口, 表现反应器的参数控制, 粒料产品采样点位于挤压机出口产品料斗, 表现挤压机及添加剂加料系统的运行控制, 催化剂试用初期需增加粉料及粒料产品分析的批次, 来保证可以及时监控和调整反应器、挤压机及添加剂的运行参数, 保证产品质量。试用期间产品质量见表4。

通过上表可知, 试用国产催化剂期间, 粉料产品质量属于优级品, 国产催化剂粉料细粉含量优于进口催化剂, 说明国产催化剂的颗粒分布较好, 国产催化剂粉料堆积密度高于进口催化剂, 会导致粉料在反应器中的分布较进口催化剂粉料更为在底部集中, 导致低位流化密度偏高, 床重指示会低于实际反应器的床层重量, 在反应器稳定后可以适当提高床层重量, 这样也可以提高催化剂的产率。

5 结语

通过国产催化剂在装置的应用试验可知, 国产催化剂的活性接近进口催化剂的活性, 原料丙烯单耗与进口催化剂持平, 氢调性略低于进口催化剂, 导致氢气单耗略高于进口催化剂15%~30%, 等规度高于进口催化剂, 助剂SCA的单耗低于进口催化剂20%左右, 细粉含量较少, TEAL单耗基本相同, 粉料堆积密度大于进口催化剂, 粉料颗粒形状较好, 满足聚丙烯装置生产和产品质量的要求, 可以在国内同类聚丙烯生产装置上进行应用。同时, 国产催化剂的价格优势明显, 技术服务和供货周期优势也是国外催化剂无法匹敌的, 并且随着国产聚丙烯生产技术和催化剂技术的发展, 国产催化剂在国内聚丙烯生产装置的使用份额必将逐年地提高。

参考文献

气相催化法篇7

1 气相色谱-原子发射光谱联用仪器的原理

气相色谱-原子发射光谱联用设备由色谱仪、光谱仪、色谱仪和光谱仪之间的接口以及数据收集处理系统四部分组成。其原理是利用微波, 在惰性气体内发生的电子反应来产生等离子体。等离子体具有较高的温度, 从气相色谱分离的组分进入石英放电管, 样品在高能等离子体中吸收能量发生化学键断裂, 使原子由基础状态跳跃到激发状态, 当激发状态的原子失去能量的支持回到基础状态时, 发出特征波长的谱线, 利用二极管接收信号。由于气相色谱-原子发射光谱联用仪器具有成本低、操作便捷的优点, 所以该仪器逐渐被商品化。

2 光谱条件对汽油分馏分析的影响

在原子发射光谱检测仪中, 化学干扰和光谱干扰会降低选择性, 导致检测灵敏度降低。所谓的化学干扰就是由于等离子体中的化学杂质与放电管壁发生化学反应所致。在等离子气体中可能引起的干扰包括:等离子气体中包含的空气以及水蒸气和其他化学元素等。光谱干扰是指在一定光波波长下, 不同光波产生的波峰发生重叠, 在较长的光波中, 其他化合物的存在会影响硫的测定, 使硫在选择和检测方面都产生一定的抵抗力, 灵敏度也大大降低。要想降低其他化学物质的干扰, 可以在选择波长时注意波长的长度以及操作条件。即使在硫的检测过程中, 波长有极小的波动, 硫的测定误差也会增加好几倍。在现代商品化的仪器中, 通过实施多方位检测提高了被测元素的选择性以及测量的准确性。

3 气相色谱-原子发射光谱的分析方法以及应用

3.1 气相色谱-原子发射光谱在测定石油硫化物中起到重要作用

随着原油的深度加工, 油品中的硫、氮以及其他化学物质也在不断增加, 环境污染也在加重, 汽油中的硫会形成酸雨, 还将影响石油中硫的稳定性。我国现在对汽油产品中硫的含量要求为不高于0.08%, 但随着炼油事业的发展, 汽油工艺的加工也面临严峻的考验。在我国并没有太多的研究高硫原油, 主要靠进口低硫原油来维持原油的使用, 因而必须研究开发高硫原油的的汽油加工工艺。在汽油脱硫工艺中, 多环含硫化合物比较难以脱除硫, 而在苯并噻吩类含硫化合物中更难以脱除硫。

气相色谱是测定汽油中各种硫化物含量及分布情况的最有效方法。原子发射光谱检测器具有灵敏度高、选择性准确等优点, 还可以对多种元素同时检测, 实现复杂化合物的定性检测。

3.2 气相色谱-原子发射光谱联用技术对石油中硫化物的分析应用

3.2.1 汽油样品的来源

通过对各石油样品进行分析检测, 得出硫主要以噻吩类和苯并类的化合物形式存在, 样品中苯并噻吩的浓度与大多数汽油中硫化物的含量有很大的差异, 这个方法为检测汽油质量提供了依据。

3.2.2 检测仪器

在采用气相色谱-原子发射光谱技术对汽油中硫化物进行检测时用到的仪器有:原子发射光谱检测器、气相色谱-微波诱导等离子体原子发射仪。由于这两种仪器具有灵敏度高、选择性好、定量结果准确以及可对未知化合物进行定量检测等优点, 所以在石油化工、环境、农药等复杂体系中各种元素的测定中都有应用。

3.2.3 汽油分馏中硫化物的分析以及脱硫过程的分析

在汽油分馏中, 采用化学方法对汽油分馏样品进行预先处理。首先采用氧化法将汽油中的其他化学物进行氧化。然后再取少量汽油样品, 加入双氧水, 对一开始已经被氧化的物质继续氧化。最后利用气相色谱-原子发射光谱的技术得到样品处理后的三张色谱图, 对催化裂化汽油加氢脱硫过程中各种硫化物的变化进行分析, 并研究了催化裂化汽油中烯烃类化合物对脱硫效率的影响。

3.3 汽油中氮氧化合物的分析

3.3.1 氧化合物的分析

在汽油的加工工艺中, 经常采用的氧化合物有甲醇和乙醇等, 来提高汽油的质量。一般汽油中氧含量地测定采用的是气相色谱法。为了消除汽油中其他烃类对测定的影响, 可以采用双柱技术, 例如原子发射检测, 或者是采用气相色谱-原子发射光谱联用技术来测定汽油中氧化合物中氧的含量。利用气相色谱-原子发射光谱联用技术来测定氧含量时, 可以对尾吹气的流速比进行优化, 检测波长等提供的参数来测定原子发射光谱检测仪的灵敏度。

3.3.2 氮化合物的分析

测定汽油中含氮化合物具有很重要的意义, 因为汽油中少量氮化合物的存在会有颜色, 形成胶状物, 导致汽油中毒。在汽油中含氮化合物的含量很低而且还有复杂的石油基质, 要想准确测定汽油中氮的含量有一定的难度, 所以采用气相色谱-原子发射光谱联用技术可测定复杂基质中氮的含量。采用气相色谱-原子发射光谱技术, 依据硝基苯的响应, 用外标法定量, 研究了汽油中氮化合物的分布以及痕量氮化合物的测定。

3.4 汽油中有机金属化合物的测定

在汽油中含有一定量的锡、汞等有机金属化合物。如果这些元素采用传统的原子吸收方法分析, 不可能实现无机化合物与有机金属化合物的区分, 一般采用气相色谱法对汽油中的有机金属化合物进行分析研究。对一些沸点较高、热稳定性较低的化合物应该通过化学处理将它们转变成易挥发、热稳定性高的化合物。当这些化合物用于汽油质量分析时, 由于样品中其他高浓度有机分子的干扰, 用一般的检测器很难进行检测分析。气相色谱-原子发射光谱的到来, 给有机金属化合物的研究带来了新一轮的革命。由于气相色谱-原子发射光谱技术的高选择、高灵敏度的优点, 不受其他大量有机分子的干扰, 对痕量有机金属化合物研究起到了很大的作用。近来人们又发明了一种阵列毛细管气相色谱-原子发射光谱技术, 可以更好地对汽油中有机金属化合物进行检测, 而且用时非常短, 在十秒到几十秒的时间内, 就做到了汽油中有机金属化合物的检测。

4 总结

综上所述, 采用气相色谱-原子发射光谱技术对催化裂化汽油中硫化物以及其它化合物分布情况的测定是最有效方法之一。该方法能够测定被测物中各种元素的组成和各种元素的含量, 而且不受干扰。气相色谱-原子发射光谱技术, 在有机化合物的结构测定和复杂化合物体系中有机化合物的定量测定方面发挥作用。在国内, 应该加快气相色谱-原子发射光谱的应用, 对汽油加工工艺进行更先进的改进, 以减少汽车尾气排放对环境的污染。

参考文献

气相色谱法分析2,4-二氯甲苯篇8

本文对工业产品2,4-二氯甲苯进行了气相色谱法分析,采用GC4004型气相色谱仪,不锈钢管色谱柱,使用面积修正归一法对工业2,4-二氯甲苯进行定量测定,取得了比较满意的结果.

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

气相色谱仪:灵敏度及稳定性符合GB-9722中有关规定的气相色谱仪.本文采取GC4004型气相色谱仪.

检测器:热导检测器.

数据采集系统:积分仪或色谱工作站.

色谱柱柱管:长3.0-4.0m,内径2mm的不锈钢管.

对氯甲苯:分析纯;

2,4-二氯甲苯:色谱纯;

3,4-二氯甲苯:色谱纯;

固定液:XE-60和DC-550(均是色谱纯);

载体:上试202红色担体(粒径0.2-0.3mm);

丙酮:分析纯;

氢气:纯度99.9%(V/V);

微量玻璃注射器:容量10μL,最小分刻度0.2μL。

2 色谱柱的制备

2.1 固定液的涂渍

称取XE-60(氰乙基甲苯聚硅氧烷)3.0克及DC-550(硅酮)3.0克分别置于250m L烧杯中,加入适量的丙酮(以能浸没全部载体为准)溶解,分别徐徐加入20克干燥的载体,使完全湿润,再于红外灯下使溶剂缓慢挥发至干(应经常转动烧杯使之涂渍均匀),移至105-110℃烘箱中干燥约一小时,两种固定相以1:1重量混合均匀备用.

2.2 色谱柱的填充

将洗净、烘干的不锈钢柱的人口端接一小漏斗,出口端塞人适量的玻璃棉和铜网,通过橡皮管与真空泵相通,启动真空泵,从漏斗处分次加入柱填充物,同时,不断振动柱管,使填充物均匀、紧密地填满色谱柱管,停真空泵,在入口端也塞一团玻璃棉,并适当压紧,使填充物不移动.

2.3 色谱柱的老化

将填充好的色谱柱置于柱箱中,通低流量N2并升温至260℃下,至少老化12h;老化时,检测器入口用螺丝闷死,降温后,将柱出口与检测器连接好。

3 色谱操作条件

分析条件必须选用对各仪器最合适的条件,允许根据不同仪器作适当变动,以得到合适的分离度.以下为GC4004型气相色谱仪操作条件:

汽化室温度:220℃;

检测器温度:220℃;

柱箱温度:150℃;

桥温:180℃;

载气(氢气)流速:35m L/min.

4 测定步骤

4.1 标准样的配制

分别吸取5.0m L色谱纯2,4-二甲苯置于清洁、干燥的4-5个密闭玻璃瓶中,用微量注射器分别加入分析纯对氯甲苯、色谱纯3,4-二氯甲苯,用增量法依次称重,准确至0.0002克,混匀,测定时配制.

4.2 校正因子的测定

待仪器操作条件稳定后,分别吸取0.4μL各标准样品,进样分析,待出峰完毕,计算校正因子.测定结果按置信度95%取舍,求出平均值.

校正因子计算:

各组分绝对校正因子fi按下式计算

fi=mi/Ai

式中:fi—组分i的绝对校正因子;

mi—标样中组分i的质量,g;

Ai—数据采集系统积分得到的组分i的峰面积数值.

4.3 测定步骤

气相色谱仪操作稳定后,吸取0.4μL样品注入色谱柱,所得组分出峰完毕后,分别测量各组分峰面积.

色谱图如图1所示:

1--对氯甲苯;2--2,4-二氯甲苯;3--3,4-二氯甲苯

4.4 2,4-二氯甲苯含量的计算

其样品的质量分数,用校正归一法按下式计算各组分的百分含量,按GB/T 8170—1987的规定进行修约.

式中:Xi---被测组分的质量百分含量;

fi’---被测组分的相对校正因子;

Ai---数据采集系统积分得到的被测组分的峰面积值数.

按下式计算相对校正因子:

fi’=fi/fs=(mi·As)/(ms·Ai)

式中:fi’-组分i的相对校正因子;

fi-组分i的绝对校正因子;

fs-2,4-二氯甲苯的绝对校正因子;

4.5 各组分的相对校正因子

在进行测量得到的各组分保留时间及根据校正因子公式以2,4-二氯甲苯为参照物计算的各组分的相对校正因子列于表1.

5 注意事项

5.1 测出准确的校正因子

以色谱检查2,4-二氯甲苯纯样时,如发现含有足以影响准确测定校正因子的对氯甲苯、3,4-二氯甲苯等组分,则可以反复注入与本测定进样量相同体积的该2,4-二氯甲苯纯样,以测得该纯样中各组分的平均峰面积。然后在计算人工配制标准样品的校正因子时,应事先在相应的组分峰面积中扣除上述平均面积,以得到准确的校正因子.

5.2 结果的取舍

主含量两次平行测定之差不大于0.1%,取两次平行测定结果的算术平均值为测定结果.

6 结论

该方法线性范围宽,准确度和精密度都符合常规分析的要求,并且操作简便、快速;是分析工业2,4-二氯甲苯较为理想的方法它的建立,对工业企业连续快速地控制生产工艺中出现的问题,加强生产管理,提高产品质量起到了很好的作用。

摘要：介绍了采用GC9800TFP气相色谱仪,石英毛细管色谱柱,使用面积修正归一法对工业2,4-二氯甲苯进行定量测定的步骤及计算过程.该方法简便、快速、准确.

关键词：2,4-二氯甲苯,归一法,气相色谱法

参考文献

[1]卢佩章,戴朝政,张祥民,色谱理论基础[M],北京:科学出版社,l997,265-273.

[2]卢佩章,许国旺,气相色谱专家系统[M],济南:山东科技出版社,1994

气相色谱法测定土壤中代森锌篇9

大量使用代森锌已对人类的健康造成了威胁, 2013年代森锌被列入了土壤环境质量调查的必测项目, 目前监测土壤中代森锌没有国标分析方法, 在土壤环境质量标准及相关标准中也没有代森锌的含量标准限值。为了完成监测任务, 笔者参照陈志永等《代森锌在花生和土壤中残留测定分析方法的研究》中的方法对土壤中代森锌的监测方法进行了进一步探究。将样品用含0.5g L -半胱氨酸的碱性EDTA溶液进行处理, 把不溶于水的二硫代氨基甲酸酯锌盐转化为可溶于水的钠盐, 加入离子对试剂四丁基硫酸氰胺溶液, 用盐酸调节p H值至7, 加入甲基化试剂甲基碘, 反应生成乙撑双二硫代氨基酸, 使用带ECD检测器的气相色谱仪进行测定。

仪器与试剂

主要试剂

二氯甲烷、无水硫酸钠、氢氧化钠:天津市福晨化学试剂厂, 甲醇:安徽时联特种溶剂股份有限公司, 1, 2 -乙二醇:天津进丰化工有限公司, 甲苯:衡阳市凯信化工有限公司, 一碘甲烷、半胱氨酸、EDTA:衡阳市高新技术产业开发区宏利贸商行, 盐酸:昆山金城试剂有限公司, 以上试剂均为分析纯;代森锌纯品:购自美国百灵威试剂公司。

主要仪器

Agilent - 7890A气相色谱仪、ECD检测器、DB - 1701 毛细柱;恒温振荡器;旋转蒸发器:RE -52AA, 上海亚荣生化仪器厂;氮吹仪:QSC - 12T, 上海泉岛科贸;抽滤装置、具塞三角锥形瓶、分液漏斗及其它玻璃容器。

实验分析步骤

样品预处理

准确称取经冷冻干燥、研碎过60 目筛的土壤样品20 g, 置于250 m L的具塞三角锥形瓶中, 加入100 m L p H为9.5 ~ 9.6 的0.2 mo L/L EDTA溶液 (含0.5 g L -半胱氨酸) , 用振荡器震荡提取5min, 用玻璃砂芯抽滤装置进行抽滤, 并用20 m L上述EDTA溶液洗涤残渣, 把滤液合并起来。再加入0.41 mol/L的四丁基硫酸氢胺溶液5 m L, 恒温震荡3min;用2 mol/L的盐酸调节p H值至7.0, 加入0.1 mol/L碘甲烷的二氯甲烷-石油醚 (V:V=3:1) 溶液30 m L, 恒温震荡10min, 静止。将混合液转移到500 m L分液漏斗中, 将上述有机相合并, 用无水硫酸钠进行干燥。静止25 min, 然后加入20% 的1, 2 -乙二醇甲醇溶液5 m L。用旋转蒸发器在30℃浓缩至1 m L, 然后用氮气吹至近干, 将残留液用甲醇转移并根据待测样品浓度定容至适当体积, 用ECD检测器进行气相色谱测定。

标准曲线绘制

配制代森锌质量浓度分别为:5.0、10.0、25.0、50.0、125.0μg/L的标准溶液系列。

仪器分析条件

色谱柱:DB- 1701型色谱柱 (30m×0.25mm×0.25μm) 。

色谱条件:汽化室温度:230℃, 柱温:180℃, ECD检测器温度:180℃。载气为高纯氮气 (纯度大于99.9%) , 流速:60ml/min。分流进样, 分流比为10:1, 进样量为2.0μL。相对保留时间为1.092min。

定量方法

定量:外标法。以峰面积为纵坐标, 代森锌质量浓度为横坐标绘制标准曲线, 计算土壤提取液中代森锌的含量。代森锌标样转化后 ( 只检出二硫化碳) 色谱图见图1。

结果与讨论

标准曲线和相关系数

按上述分析条件对代森锌标准溶液系列进行测定, 经最小二乘法拟合求得线性回归方程为:y =65.978x +348.11, 相关系数r = 0.9999 (见图2) 。

方法检出限

配制7 个含5.00 ng代森锌的空白加标样品, 按上述分析方法进行测定, 测定所得结果的标准偏差 ( S) 为0.496。采用美国EPA中规定的方法检出限公式进行测定计算:检出限=3.143× 标准偏差S (重复测定7 次) , 方法最小检出浓度 (ug/kg) = 检出限 (ng) / 样品取样量 (g) 。代森锌检出限的测定见表1。

加标回收率和精密度

配制质量浓度为10μg /L的代森锌空白加标样品7 个, 平行测定, 测定结果的相对标准偏差为7.56% (见表2) 。取10 个空白石英砂, 分别添加10ug/L和50ug/L的代森锌标准溶液各5 个, 进行加标回收测定, 按测定结果计算得加标回收率在89.5% ~121%之间 (见表3) 。

实际样品分析

对3 个取至不同区域的土壤样品按实验方法进行前处理, 并用Agilent - 7890A气相色谱仪进行分析测试, 其中样品1 未检出, 样品2 和3 均检出代森锌农药残留, 残留量分别为:3.21、1.52μg/Kg。

结语

浅谈空气苯含量气相色谱法检测篇10

1. 气相色谱法原理

气相色谱法是一种分离技术, 利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。气相色谱法用气体作流动相, 即载气, 一般为惰性气体, 载气的主要作用是将样品带入气相色谱法系统进行分离, 其本身对分离结果影响很小。气相色谱法通常以表面积大且具有一定活性的吸附剂作为固定相。当多组分混合样品进入色谱柱后, 由于各组分的沸点、极性或吸附性能不同, 每种组分都会在流动相和固定相之间形成分配/吸附平衡, 由于载气的流动性, 使各组分在运动中反复多次进行分配/吸附, 结果载气中分配浓度大的组分先流出色谱柱, 固定相中分配浓度大的后流出。组分流出色谱柱后随即进入检测器, 检测器将各组分转换成与该组分浓度大小成正比例的电信号。当这些信号被记录下来时就是色谱图, 其包含有全部原始信息。

2. 气相色谱法基本操作

目前气相色谱法仪型号繁多, 但其基本结构是相似的, 即由气路系统、进样系统、柱系统、检测系统、数据处理系统、控制系统等几部分组成。

2.1 气路系统。

气源 (高压钢瓶或气体发生器) 为气相色谱法仪提供载气和辅助气, 气相色谱法对各种气体的纯度要求较高, 一般要达到99.999%。这是因为气体中的杂质会使检测器的噪声增大, 还可能对色谱柱性能有影响, 甚至污染检测器。因此常在气源与仪器之间连接气体净化装置。气相色谱法仪的气路控制系统好坏直接影响分析重现性, 如果控制不精确, 就会造成保留时间不重现而影响分析结果。在实际操作中, 气路系统最常出现的问题是泄漏, 轻则影响正常分析工作, 重则造成安全事故, 所以应注意经常检漏。

2.2 进样系统。

气相色谱法进样系统主要包括两部分:一是引入装置, 如注射器和自动进样器;二是汽化室, 也就是进样口。要获得准确的气相色谱法分析结果, 首先要将一定量的样品引入色谱系统, 并使之有效汽化。然后用载气将其带入色谱柱。对于汽化室应注意以下几项技术指标: (1) 操作温度范围:一般最高汽化温度为350℃~420℃, 而且汽化室还有程序升温功能。 (2) 载气压力和流量设定范围:一般载气压力范围为0~100psi, 流量范围在0~200m L/min之间。 (3) 死体积:常见汽化室死体积为0.2~1m L。 (4) 惰性:汽化室内壁应有足够的惰性, 不对样品具有吸附作用、化学反应或对样品的分解有催化作用。 (5) 隔垫吹扫功能:进样隔垫一般为硅胶制成, 不可避免地含有一些残留溶剂或低分子齐聚物。而且在汽化室高温影响下, 硅胶会发生部分降解。这些杂质如果进入色谱柱就可能出现杂质峰, 影响分析结果。隔垫吹扫能有效地消除这一现象。 (6) 对于毛细管柱进样口, 还应设定分流比:常用分流比为20~200:1。

2.3 柱系统。

气相色谱法仪的柱系统包括柱箱、色谱柱, 及色谱柱与进样口和检测器的接头。柱箱主要关系到能否安装多根色谱柱, 以及操作是否方便, 其控温参数也差别不大, 多阶程序升温设计完全能满足优化分离的需要。色谱柱是色谱分离最重要的组成部分, 其选择必须要看具体的分析任务。下面介绍几个色谱柱操作中的注意事项:

(1) 色谱柱的安装:色谱柱特别是毛细管柱在安装时需注意三个问题:第一, 先将密封垫套在柱头, 此时柱头应朝下, 避免密封垫碎屑进入柱内造成堵塞。将石墨垫套在柱头后, 应将柱头截去1~2cm。第二, 柱端伸出密封垫的长度应严格按照说明书确定。第三, 接头不要拧得太紧, 以免将色谱柱压裂或压碎。

(2) 色谱柱的维护:新安装色谱柱后应在进样前进行重复老化, 直到基线稳定为止。色谱柱使用一段后, 柱内会滞留一些高沸点组分, 这时基线会出现波动或杂质峰, 此时也应对色谱柱进行老化;新购置的色谱柱一定要在分析样品前先测试柱性能是否合格;暂时不用的色谱柱应将柱两端堵上, 以免受到污染;每次关机前都应将柱箱温度降到50℃以下, 再关电源和载气。

2.4 检测系统。

气相色谱法对检测器的要求就是高灵敏度和高选择性。检测器的选择要根据分析对象和目的来确定, 常用的检测技术有多种, 如:氢火焰离子化检测器 (FID) 、热导检测器 (TCD) 、火焰光度检测器 (FPD) 、电子俘获检测器 (ECD) 、氮磷检测器 (NPD) 等。其中FID应用最为广泛。下面主要就FID介绍几项其操作中的注意事项:

(1) FID虽是通用型检测器, 但对有些物质响应值很小或无响应。如H2O、NH3、CO、CO2、CS2、CCL4等等。因此检测这些物质时不能使用FID。 (2) FID是利用氢气和空气燃烧所产生的火焰使被测物质离子化的, 故应注意安全问题。 (3) FID的灵敏度与氢气、空气和氮气的比例有直接关系。一般三者比例接近1:10:1。 (4) 为防止检测器被污染, 检测器温度设置不应低于色谱柱实际工作的最高温度。一旦检测器被污染, 轻则灵敏度下降、噪声增大, 重则点不着火。消除污染的办法主要是清洗喷嘴表面和气路管道。

2.5 数据处理系统和控制系统。

分离效果的好坏、检测器性能如何, 都要通过数据反映出来;分离优化、方法的开发都要以数据为依据;分析结果也必须用数据来表示。因此数据处理系统是GC分析必不可少的部分。而控制系统一般都置于主机上, 如温度控制、气体流量控制和检测器控制等。

3. 气相色谱法检测空气中苯含量

下面以检测空气中苯含量为例, 介绍一下气相色谱法的具体应用。

3.1打开氮气钢瓶总阀门, 氢气、空气发生器的电源开关, 打开净化器上的氮气开关, 调整输出压力稳定在0.4MPa左右。

3.2注意观察色谱仪载气的柱前压上升并稳定大约5分钟后, 打开色谱仪的电源开关。

3.3苯分析的色谱条件设置:采用恒温检测法:柱箱:90℃;进样器:150℃;检测器:150℃。

3.4点火:待检测器温度升到150℃后, 打开净化器上的氢气、空气开关。观察色谱仪上的氢气和空气压力表分别稳定在0.05MPa和0.1MPa左右。按住点火开关大约5秒钟点火。观察色谱工作站如果基线在点火后电压值明显高于点火之前说明已经点着, 如果电压值无变化则没有点着, 应重新点火。

3.5引进模板:当确定火已点着后, 打开一个新文件并引进分析苯的模板。所谓模板, 就是一个正比例的标准曲线, X轴为苯浓度, Y轴为峰高。

3.6引入样品:被采集到的样品经由热解析后被注入色谱仪中。如果采用手动进样, 要特别注意进样时应“稳、准、快”, 且进样要充分, 尽量避免进样过程对分析结果造成影响。

3.7分析样品:当样品被成功注入色谱仪后, 马上按下控制面板上的开始按钮, 工作站会自动进行检测, 直至所要分析的苯的色谱峰完全显示在工作站中, 便可停止检测。由于工作站直接生成峰高值, 再根据标准曲线比例关系就能计算出样品中苯的浓度值。

3.8关机程序:首先关闭氢气和空气气源, 使氢火焰检测器灭火。在氢火焰熄灭后再将柱箱的初始温度、检测器温度及进样器温度设置为室温, 待温度降至设置温度后, 关闭色谱仪电源。最后再关闭氮气。