气相色谱技术在生物柴油分析中的应用进展

李 外，赵雄虎，贾 佳，季一辉

（1 中国石油大学（北京）石油工程学院，北京102249；2 中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室，北京102249；3 中国海洋石油总公司能源发展股份有限公司监督监理技术分公司，天津300450）

生物柴油是一种以长链脂肪酸的单烷基酯为主成分的燃料，以动植物油脂或城市中的生活垃圾、餐厨废油为原料，通过催化剂作用下的酯交换（transesterification）反应制备。目前它的主要用途是作为一种燃料来部分地替代价格不断升高的石化柴油（可直接作为燃料使用，也可通过与石化柴油混掺来实现）。与石化柴油相比，生物柴油具有一些很重要的技术优势与环保优势，如润滑性更好、闪点更高、生物毒性更低、原料可再生、有害气体的排放量很低等。而且由于其物理性质与化石类柴油相似，在使用时无需对发动机、输配方式和贮藏设施进行任何更改[1]。因此国内外对生物柴油工业的发展都很重视，尤其是欧洲和北美地区，近年来生物柴油的生产能力激增，同时关于其研究已有不少专著和文献[2-9]。

生物柴油的主要组分是脂肪酸的烷基酯，此外还含有甘油、甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯、醇类、水、反应后残留的催化剂、未反应的游离脂肪酸、皂类、金属等副产物和杂质[10]。根据制备原料的不同，生物柴油中还可能含有生育酚、磷脂、醇基葡萄糖苷、叶绿素、脂溶性维生素和烃类等[9]。这些物质中有很大一部分会导致生物柴油在使用时出现严重的作业问题和环境问题。如生物柴油中的水会引起3 个严重的问题：发动机部件的腐蚀、微生物的增生以及酯的水解[11-12]。另外，在酯交换反应的过程中还会产生一些杂质。因此，对生物柴油产品及其制备过程中反应体系的化学组成进行快速定性定量分析，对生物柴油工业具有重要意义。

气相色谱（GC）分析技术分离和定量能力强、性价比高，受到了分析化学家们的普遍青睐。近年来，GC 的发展已日趋成熟，基础性的创新成果有限，但技术性的进步一直在进行着，尤其是与行业相关的应用性研究仍然十分活跃[13]。在对生物柴油的分析中，GC 一直是最常用的技术，这是因为与其它分析技术相比，其测定微量组分时的精确度较高。但分析过程中有时会出现基线漂移、信号的交叠干扰以及样品和标样老化，这些会显著干扰分析结果[14]。而且，由于生物柴油试样中含有羟基和羧基化合物，因此在用传统方法进行GC 分析前要对试样进行硅烷化处理。尽管这一过程提高了色谱的分离效果，但也延长了分析时间。基于以上原因，人们在生物柴油分析过程中经常对GC 进行改进和革新，或者使之与其它分析方法联用，以期相互弥补。目前比较成功的联用技术包括气相色谱-质谱联用（GC-MS）、液相色谱/高效液相色谱-气相色谱联用（LC-GC，HPLC-GC）、气相色谱-红外光谱联用（GC-IR）、薄层色谱-气相色谱联用（TLC-GC）等。本文对气相色谱在生物柴油产品分析与生产过程中的应用做了回顾与展望，以期进一步促进该项技术的改进和提高。

1 气相色谱技术在生物柴油产品分析中的应用

1.1 生物柴油产品标准概述

对于生物柴油产品，各个国家和地区都根据自身实际情况制定了技术标准，包括我国的GB/T 20828 和美国的ASTM D 6751 等。这些标准对生物柴油物性参数、燃料指标和杂质含量上下限进行了规定，并提供了标准分析方法[15]。具体指标见表1。市场上的生物柴油产品包括两种：①纯生物柴油；②生物柴油与其它燃料（如化石柴油或醇类）的混合物。所以后来美国又颁布了一个用于石化柴油-生物柴油混合物的ASTM D 7467[16]标准。在欧洲，纯生物柴油可直接作为加热用油，欧盟专门为它制定了一个EN 14213 标准[17]。与石化柴油混掺的生物柴油则要满足另一个欧盟标准EN 14214[18]。总体来看，这些标准中以欧盟的最为严格细致，对组分的测定方法是独立于石化柴油的。随着这些标准的不断完善，对生物柴油产品的组成分析正在变得越来越重要。

1.2 测定脂肪酸的烷基酯含量

生物柴油的主要成分是脂肪酸的烷基酯，一般是甲酯或乙酯。如果想得到最好的发动机性能，烷基酯类物质的含量不能低于98.8%[21]。所以在生物柴油分析中，首要的任务是测定烷基酯的含量。同时，在生物柴油的某些分析方法中，烷基酯含量的测定是和甘油酯含量的测定同时进行的。故将这些方法也一并讨论。

1994年，Mariani 等[22]首创了以气相色谱-质谱联用（GC-MS）的方法对纯生物柴油中的脂肪酸甲酯和各种甘油酯进行定量分析。生物柴油各组分经气相色谱仪分离后依次进入质谱检测器，质谱检测器可以测定不同质荷比的离子流强度。被测物质在离子化之后，失去一个电子变为分子离子，同时还有大量的碎片离子产生，因此质谱图中离子流的质荷比和相对强度可以作为酯类物质的指纹。该法还可以鉴别蒸馏前和蒸馏后的生物柴油产品。此后，该课题组在1994年又提出可将气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID）联用，以定量分析生物柴油/石化柴油混合物中的脂肪酸甲酯[23]。在该项研究中还首次提出了皂化值（SV，指皂化1 g 样品所需氢氧化钾的毫克数）与混合油中生物柴油含量之间的关系，这对进行相关测定非常有用。2003年，这个

表1 各国生物柴油标准的质量指标和检测方法[18-20]

课题组在另一项研究中指出，通过改进GC-FID 分 析法中对样品的预处理手段，可以大大提高这项分析技术的精度和准确度[24]。由于人们在研究GC-FID 法中取得的突出成就，GC-FID 法被欧盟选为测定纯净生物柴油中脂肪酸甲酯含量的标准方法（EN 14103），这也是目前最常用的方法。

在2003年的一项研究中，巫淼鑫等[25]用毛细管色谱柱通过GC-FID 法对由6 种不同植物油制成的生物柴油进行了脂肪酸甲酯的鉴定，并分别测出了这6 种原料的脂肪酸组分。2005年，李长秀等[26]研发了一种简便快速的高温GC-FID 法，该法无需对样品进行硅烷化处理就可以对生物柴油中的脂肪酸甲酯和甘油酯进行定量分析。这种方法是通过使用非极性抗高温的毛细管色谱柱来实现的。之所以采用高温气相色谱法分析，是因为当反应转化率较低时，高沸点的甘油二酯、甘油三酯会在柱内残留，致使柱效快速下降。同年，Wawrzyniak 等[21]又研发了一种新的GC-FID 分析法，这种方法用极性毛细管色谱柱（J&W INNOVAX）来对生物柴油中的脂肪酸甲酯进行定性和定量分析，具有很高的精度和准确度，而且无需对样品进行预处理。不过，这种方法需要同时使用几种内标物（月桂酸酯、肉豆蔻酸酯、棕榈油酸酯、硬脂酸酯、油酸酯、亚油酸酯和亚麻酸酯），在一定程度上增加了分析成本和复杂程度。2006年刘祥华等[27]的另一项研究还提出了一种更精确的GC-FID 分析法，来评价生物柴油中的脂肪酸甲酯。

Schober 等[28]用一种改进的GC-FID 法来定量分析由椰子油和棕榈油制得的生物柴油中的甲酯。用这种方法可以测定原料中的正十七酸甲酯。这实际上解决了一个测定难题，因为当时欧盟的EN 14103—2003 标准中，正十七酸甲酯是作为内标物的，所以当样品中含有这种酯时，用常规方法是检测不出来的。作者指出，如果使用他们改进的方法，由于能够检测出正十七酸甲酯，最终得到的酯总量会增加2～7 个质量百分点。同时，这种方法也可以测定短链脂肪酸（C8～C12）的酯。这项工作使得欧盟在2011年出台了新的EN 14103—2011 标准，将测定方法中使用的内标物由正十七酸甲酯改为正十九酸甲酯以消除系统误差。

Gecol 等[29]在一项研究中将高效液相色谱（HPLC）与GC 联用，对由餐厨废油制得的生物柴油进行分析。结果表明，该法不仅能精确地测定样品中的脂肪酸甲酯和甘油酯，还能对乙醇和脂肪酸乙酯等头部基团更大的酯进行定量分析。这在文献中是比较少见的，因为虽然大多数色谱分析技术都已被应用于甲酯的分析，但还没有被广泛地应用于头部基团更大的酯（如乙酯和异丙酯）。一般来说，大部分方法仍需改进（如对控温程序进行改进），才能对更高级的酯进行分析。这是当前用GC 对生物柴油进行分析的一个热点课题。另外，在用HPLC-GC 对烷基酯进行分析的过程中，用吡啶代替标准方法中推荐的正己烷作溶剂可能效果更好。这些问题在各类文献中已经引起了普遍关注。

有关用各种气相色谱分析烷基酯的总结及分析条件举例见表2。

1.3 测定甘油和甘油酯含量

各国的技术标准对生物柴油产品中的总甘油含量（键合甘油含量+游离甘油含量）和游离甘油含量都作出了限制。其中“键合甘油”并不是甘油，而是指生物柴油中甘油三酯、甘油二酯和甘油单酯的总量（见图1）。甘油和甘油酯是生物柴油生产过程中产生的主要副产物，在生物柴油燃烧的过程中，它们会沉积在发动机中[9]，这对发动机的正常运转是有害的。业界一致认为，甘油和甘油酯的含量是决定生物柴油品质的一个主要因素[32]。同时，通过测定游离甘油和总甘油的含量也能看出原料的反应程度，这对生物柴油制备过程的监控意义重大。实际上，在生物柴油的生产过程中，洗涤产品的步骤可以很容易地洗去游离甘油，但如果想使甘油酯的含量较低，就只能通过使用合适的催化剂，设定合适的反应条件，或者将产品进行再次蒸馏等措施来实现[33]。而在蒸馏过程中，产品中可能会再次生成一些游离甘油[34]。

我国的GB/T 20828 和美国的ASTM D 6751 标准中规定了生物柴油中的总甘油含量和游离甘油含量的上限。而欧盟的EN 14214—2003 标准分别规定了甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯的具体含量上限，比另外两个标准更严格。

图1 生物柴油中的甘油含量

表2 用气相色谱分析生物柴油中的烷基酯

因为各技术标准中规定的甘油类物质的含量上限较低，所以人们需要精确而可靠的方法来进行分析测定。通常选用毛细管气相色谱法来实现[35]。有学者声称只有GC 能够满足测定生物柴油中低含量甘油酯的所有要求。但是在进行测定之前，必须先将标样的纯度用HPLC 进行检测，否则如果标样物质不纯，会导致GC 的分析结果不准确。

最初人们采用基于酶催化结合分光光度计的方法来分析生物柴油中的甘油类物质。但这种方法比较复杂，可重复性也比较差[36-37]。1992年，Bondioli 等[38]提出了一种GC-FID 联用的方法，以测定生物柴油中的游离甘油。这种方法无需对样品进行硅烷化，使用一根装有Chromosorb 101 载体的玻璃柱进行分析。此后这种方法被人们普遍接受，现今大部分用GC 来分析生物柴油的方法都使用了FID[14]。不过，这种方法只有在对菜籽油、葵花籽油或大豆油制得的生物柴油进行分析时是可靠的，而且只适用于游离甘油含量大于0.02%的样品。后来人们又研发了一种将GC-MS 联用来对生物柴油中的甘油酯进行定量分析的方法[39]。该法使用一根(5%苯基)-甲基聚硅氧烷柱与质谱仪联用，能够得到非常准确的定量分析数据。但是在进行分析之前要用N,O-双（三甲基硅烷基）三氟乙酰胺（BSTFA）对样品进行硅烷化。Mittelbach 等[40-41]提出用GC-MS 法也可以测定生物柴油中的游离甘油含量，而且精度高，速度快，还可同时测定生物柴油中的甲醇。1995年Plank 等[38]研究出了另一种GC-FID法，可以同时测定生物柴油样品中的甘油和各种甘油酯。该法用N-甲基-N-三甲基硅基三氟乙酰胺（MSTFA）将样品进行硅烷化，然后以1,2,4-丁三醇和甘油三癸酸酯作内标物，通过毛细管气相色谱装置对各种组分进行分析，每次分析约需30 min。根据Ruppel 和Hall[42]对该法的评价研究，该法简单、灵敏、可靠，所需样品的量较少。后来，这种方法先后被欧盟的EN 14105 标准、美国的ASTM 6584 标准和我国的GB/T 20828 标准所采用。但是这个方法仍然有其缺陷。比如，不能用它来对月桂酸甲酯产品进行分析。Bondioli 和Della Bella[37]在2005年提出了另一个分析方法，他们推荐在生物柴油样品中存在某些挥发性组分时用该法替代标准的Plank 法，因为这些挥发性物质可能会影响Plank 法的分析结果。此后ASTM D 6584 标准对Plank 法也做过一些改进，比如将毛细管流动技术[43]和高温气相色谱柱[44-46]应用到该法中。举例来说，对于甘油三酯的分析，可采用高温气相色谱-质谱法测定其结构和组成[47]。由于其沸点很高，进样方式应采用柱上进样或程序升温气化（PTV）进样方式[48]，可以获得按照碳数分离的甘油三酯的组成和含量。

2007年Chong 等[49]提出了一种测定甘油酯类的新方法，他们先用含氟酸的酸酐将酯类氟化，然后将GC-MS 技术和FT-IR 联用，测定生物柴油中的甘油酯。这种方法可以减少分析时间和成本。

将HPLC 和GC 联用，充分发挥HPLC 的分离优势，也可以测定生物柴油中的游离甘油量和总甘油量。这两项技术联用可以使GC 的色谱图变得比较简单，这样可以在图上标出更多更可靠的峰。Lechner 等[50]提出了一种LC-GC 法，以测定生物柴油样品中的甘油酯，每次分析时间为52min。该法在进行分析之前，先将样品乙酰化，然后用高效液相色谱-二极管阵列检测器（HPLC-DAD）和GC-FID装置结合起来，使用一根型号为DB-5 的色谱柱进行分析。

2011年王鹏等[51]提出了一种薄层色谱-热辅助水解甲基化-气相色谱法（TLC-THM-GC），来测定生物柴油中的甘油酯含量。先用薄层色谱分离样品中的甘油酯，将其萃取后与三甲基氢氧化硫在350℃下进行衍生化反应，最后用气相色谱测定生成的脂肪酸甲酯，确定甘油酯的含量。该方法准确、灵敏。不仅能测定生物柴油样品中各甘油酯的含量，同时可以有效检测各甘油酯中脂肪酸部分的组成。

1.4 测定甲醇含量

甲醇在酯交换反应中大大过量，反应得到的生物柴油虽经水洗、蒸馏等方法处理，但最终成品中仍难免存在少量游离甲醇[15]。生物柴油中的甲醇会引起金属腐蚀，主要是铝的腐蚀。ASTM D6751 间接地通过设定闪点下限值对甲醇含量进行了限制。但是，EN 14214 标准中除了对闪点作了限制之外，还专门规定甲醇的质量分数不得高于0.2%。除了用近红外光谱[52-53]，体积排阻色谱（即凝胶渗透色谱GPC）[54]等方法可以对生物柴油中的甲醇进行定量分析之外，李长秀等[55]提出了一种GC-FID 联用法，来测定生物柴油中的少量甲醇。该法以2-丙醇作内标，采用双柱反吹（一根是2 m×0.32 mm 内径的SE-54 毛细管柱，用于预处理，另一根是25 m×0.20 mm 内径的OV-1 极性毛细管柱，用于分析）的方式，阻止重组分进入分析柱。仪器具备电子流量控制（EPC）功能，通过色谱柱压力的变化实现反吹，从而测定甲醇的含量。2008年，Paraschivescu 等[56]提出了一种顶空固相微萃取法（solid-phase microextraction，SPME），使用聚二甲基硅氧烷固相微萃取纤维取样，然后通过GC-FID 联用进行样品分析。据称，该法具有很好的重复性和回收率，能够对用标准方法不能检测出的含量极低的甲醇进行分析。2012年我国也出现了关于顶空气相色谱测定生物柴油中微量甲醇的报道[57]。

1.5 测定类固醇含量

类固醇（包括固醇）是在植物油中存在的天然非甘油酯类组分。由于它们在生物柴油中可溶，所以会在产品中出现。它们的存在可能会对生物柴油质量造成影响。测定类固醇的两种常用方法是GC-FID 联用和LC-GC 联用。早在20 世纪90年代，Plank 和Lorbeer[58-60]就开始进行生物柴油中类固醇分析的工作。最初他们提出了一种GC-FID 法，以测定由菜籽油制得的植物油甲酯中的游离固醇和酯化固醇。在进行分析之前，先用含1%三甲基氯化硅烷的BSTFA 将样品硅烷化，随后将样品在含5%苯基的甲基聚硅氧烷柱中进行分析。在由菜籽油制得的生物柴油中检出了菜籽油甾醇、β-谷甾醇、芸苔甾醇、胆固醇、豆甾醇和燕麦甾醇以及它们的酯。此后该课题组又研发了LC-GC 法，以测定菜籽油甲酯中的游离固醇，后来对这种方法又进行了一些改进。现在人们更倾向于使用LC-GC 法，因为该法能够提供更多的样品信息，分析时间较短，结果的可重复性也比较好[14]。LC-GC 法无需对样品进行提纯和皂化处理，但必须先用MSTFA 将游离固醇硅烷化。运用这种方法，人们已经对一些以大豆、几种油菜籽、葵花籽和餐厨废油为原料的生物柴油进行了成功的分析。有关用气相色谱对生物柴油中除烷基酯外的其它组分进行分析的总结见表3。

2 气相色谱技术在酯交换反应监控中的应用

显然，对酯交换反应的监控是控制生物柴油质量的一个重要问题，因为在这一过程中会生成一些副产物和杂质。监控可以及早发现反应中的问题以便改正。气相色谱技术能够准确而方便地对生物柴油的主要组分、副组分及杂质进行分析。基于上述优势，人们经常使用这项技术来监控生物柴油的制备过程。

最早涉及用GC 监控制备生物柴油的酯交换反应的研究是在1984年Freedman 等[62]提出的一个分析方法。他们将薄层色谱（TLC）和火焰离子化检测器（FID）结合起来进行监控。除了能够分析脂肪酸烷基酯之外，这种方法还能分析反应中的甘油酯类。这种方法的分析时间很短，只需2～3 h 就能分析30 个样品。但是，这种方法的精度较低，对湿度和实验材料的差异很敏感，故只能进行定性分析。后来，这个课题组研发了世界上第一个完全用气相色谱监控大豆油的酯交换反应中脂肪酸类和甘油酯类物质的方法[63]。在进行分析之前，他们先用BSTFA 对甘油三酯、甘油二酯和甘油单酯进行硅烷化。这一过程将硅烷基引入到甘油酯的分子中（通常是取代活性氢），降低了甘油酯的极性，减少了氢键的束缚，生成容易挥发的三甲基硅烷的衍生物。同时，由于含活性氢的反应位点数目减少，化合物的稳定性也得以加强，从而使样品热稳定性提高，被测能力增强。结果是提高了分离效果，减少了色谱峰的拖尾现象。在这项工作中的色谱柱是一根圆柱形的硅毛细管（管长1.8 m，材料为二甲基聚硅氧烷），其中装入硅酸二酯作为内标。实验装置运行12 min 后，就可实现甘油酯和脂肪酸烷基酯的完全分离。这项研究开创了气相色谱监控酯交换反应的先河，在此后相当长的一段时期内，人们在类似的工作中都是以这项研究的理念为指导的，即：①对试样进行硅烷化预处理；②色谱柱采用耐高温的非极性惰性材料；③使用内标法。

表3 用气相色谱分析生物柴油中其它组分的含量

20 世纪90年代，Cvengros 和Cvengrosova[64-66]提出了一系列GC-FID 联用法来监控菜籽油转化成脂肪酸甲酯或乙酯的反应。该方法使用填料色谱柱，通过计算样品中酯的峰面积来评价反应过程中原料的转化程度。这种方法的好处是实验材料易得，色谱柱也比较便宜。

郭登峰等[67]和吴苏喜等[68]在生物柴油制备研究中选用十三烷酸甲酯、水杨酸甲酯等作为内标物，用气相色谱对脂肪酸甲酯进行定量分析，以监测生物柴油制备反应的进度。刘晓华等[69]建立了一种通过检测氧化钙催化制备生物柴油过程中产生的甘油来监测反应进度的方法。在反应样品中加入硫酸以调节溶液的pH 值，加入草酸来沉淀反应中引入的钙离子，释放与钙络合的甘油，再经过洗涤将甘油转移到分析样品中，最后利用气相色谱对甘油定量分析，从而监测生物柴油的反应进度。实验结果表明，这种甘油定量法准确、快速（5 min 完成样品分析，20 min 完成整个实验过程），可用于氧化钙催化制备生物柴油过程中反应进度的监测。孙树祯等[70]提出了一种高温气相色谱在线分析油脂酯交换反应过程中的脂肪酸甲酯的方法。使用DB-5HT高温毛细管柱，使高沸点的甘油二酯、甘油三酯得到有效分离，解决了它们在常用的聚乙二醇类（PEG）极性毛细管柱内残留而导致柱效迅速下降的问题，其精度和准确性较高，重复性好，且无需对产品进行复杂的衍生化操作，可用于对生物柴油制备过程的监控。王一冰等[71]以十三酸甲酯为内标，采用FID 检测器，程序升温140～240 ℃，通过气相色谱测定大豆油生物柴油制备体系中的脂肪酸甲酯含量，以监测反应进行情况。实验数据表明，各种甲酯分离明显，峰形良好，采用的升温程序在27 min 内可将各成分分离。通过测定样品中各脂肪酸甲酯的含量，与完全酯化生物柴油样品中脂肪酸甲酯的含量进行比较，即可得出生物柴油的产率。该法可用于生物柴油的定性与定量分析，为优化工艺、提高生物柴油产率及品质提供准确、实时的参考数据。

显然，监控技术的核心是同步分析。取样方便，快速准确是同步分析方法所必要的。因此，测试用时短，偏差小，无需对样品额外提纯、皂化或硅烷化的分析方法将受到化学家和工程师们的更多关注。

3 结 语

综上所述，因为制备生物柴油的原料种类繁多，而酯交换反应又受诸多因素的影响，造成其组成情况有很大差异。生物柴油的组成决定了其性能的好坏。如：闪点与甲醇含量关系极大；黏度与未反应的甘油三酯含量密切相关；金属杂质（来自酯交换反应的催化剂残余）会使生物柴油在燃烧过程中产生的灰分增多等。所以对生物柴油的制备反应体系进行监测并对最终产品的组成进行鉴定和分析，具有重要意义。通过将传统气相色谱法进行合理改进、调整，以及与其它各种分析手段（包括质谱、液相色谱、高效液相色谱、红外光谱、薄层色谱等）联用，可解决研究过程中大部分的分析问题。

总体而言，气相色谱技术是一项比较成熟的分析技术，在石油石化行业的应用已相当普及，但用该项技术对生物柴油进行分析，在我国尚属起步阶段。当前需进一步研究的热点问题主要有以下几点。首先，在测定烷基酯时，大部分气相色谱分析方法都是针对甲酯的，当分析更高级的酯如乙酯、异丙酯、正丁酯时，应对这些方法作出改进。如果能探索出一次性分析各种烷基酯的通用方法，在生物柴油分析领域将是突破性的成就。其次，研发一些快速鉴定各种组分的简便方法，对于生物柴油制备反应的监控非常有用。与其它方法相比，气相色谱分析速度快，操作简单，选择性和灵敏度都较高，非常适合用于快速分析。但现在快速分析技术中的检测器绝大多数只限于使用FID，因此有必要开发气相色谱与其它检测器及分析方法联用的快速检测技术，以充分发挥各种仪器和手段的优势，弥补各自的不足。另外，快速气相色谱分析技术的发展还需解决一系列仪器、色谱条件以及数据处理方面的问题，如设备的微型化、快速分析配套软件的研发、信号采集速度的提高等。第三，生物柴油相关分析的行业标准仍有继续研究和探讨的空间，应与时俱进，及时对行业标准进行合理的修订和更新。第四，应结合化学其它分支及其它学科的新理论、新技术、新成果（如主客体分子复合作用可应用于新型色谱柱填料研发，全二维/三维气相色谱技术在生物柴油分析领域尚存大量空白等），将其与气相色谱分析技术结合起来，为生物柴油相关分析不断注入新的思路和活力。

生物柴油因其在生物降解、尾气排放、燃烧性能、润滑性能等方面的优良表现，作为石化柴油替代品倍受关注。近年来，全世界的生物柴油生产能力快速增长，各国政府的法令政策也促使民众开始积极使用这种产品。据美国国家生物柴油委员会估算，2003年美国的生物柴油生产能力仅有2300 万加仑/年，到2008年增至22.4 亿加仑/年。据欧洲生物柴油委员会估计，组成欧盟的27 个国家的生物柴油生产能力在2006年仅有14 亿加仑/年，到2008年猛增至480 亿加仑/年[4]。我国也对这种清洁能源进行了大力提倡、支持和推广。生物柴油工业的快速发展，对分析化学界来说既是挑战，更是机遇。可以预见，有关生物柴油的气相色谱分析技术将朝着准确度、精度更高，速度更快，分析过程更简便，单次分析的物质种类数目更多的方向快速发展。同时，将气相色谱与其它分析技术联用的新颖设计也将越来越多，从而使各种技术之间取长补短，协同增效，为生物柴油行业的进一步蓬勃发展提供可靠而有力的保障。

[1] Tan M E，Van Gerpen J H.The kinematic viscosity of biodiesel and its blends with diesel fuel[J]. Journal of the American Oil Chemists’Society，1999，76（12）：1511-1513.

[2] 李昌珠. 生物柴油——绿色能源[M]. 北京：化学工业出版社，2005.

[3] 闵恩泽，张利雄. 生物柴油产业链的开拓——生物柴油炼油化工厂[M]. 北京：中国石化出版社，2006.

[4] Moser B R. Biodiesel production，properties，and feedstocks[J]. In Vitro Cellular&Developmental Biology－Plant，2009，45：229-266.

[5] 闵恩泽，姚志龙. 近年生物柴油产业的发展——特色、困境和对策[J]. 化学进展，2007，19（7/8）：1050-1059.

[6] 付玉杰，祖元刚. 生物柴油[M]. 北京：科学出版社，2006.

[7] 梁斌. 生物柴油的生产技术[J]. 化工进展，2005，24（6）：577-585.

[8] 闵恩泽. 利用可再生油料资源发展生物炼油化工厂[J]. 化工学报，2006，57（8）：1739-1745.

[9] Knothe G，Van Gerpen J H，Krahl J. The Biodiesel Handbook[M].Urbana，United States：American Oil Chemists’Society Press，2005.

[10] Pinto A C，Guarieiro L L N，Rezende M J C，et al.Biodiesel：An overview[J]. Journal of the Brazilian Chemical Society，2005，16（6b）：1313-1330.

[11] Lee I，Pfalzgraf L M，Poppe G B，et al.The role of sterol glucosides on filter plugging[J].Biodiesel Magazine，2007，4：105-112.

[12] Pfalzgraf L，Lee I，Foster J，et al.Effect of minor components in soy biodiesel on cloud point and filterability[J].Biorenewable Resources，2007，4：17-21.

[13] 杨海鹰. 气相色谱技术在石油和石化分析中的应用进展[J]. 石油化工，2005，34（12）：1123-1128.

[14] Knothe G. Analyzing biodiesel：Standards and other methods[J].Journal of the American Oil Chemists’Society，2006，83：823-826.

[15] 余清，杨运财. 生物柴油研究与生产中涉及的分析技术概述[J]. 中国油脂，2011，36（4）：51-56.

[16] American Society of Testing Materials. ASTM D 7467-2010[S].Pennsylvania，United States：ASTM International，2010.

[17] European Committee for Standardization. EN 14213-2003[S].London，United Kingdom：British Standard Institution，2003.

[18] European Committee for Standardization. EN 14214-2008[S].London，United Kingdom：British Standard Institution，2008.

[19] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 20828-2007[S]. 北京：中国标准出版社，2007.

[20] American Society of Testing Materials. ASTM D 6751-2002[S].Pennsylvania，United States：ASTM International，2002.

[21] Wawrzyniak R，Wasiak W，Frackowiak M.Determination of methyl esters in diesel oils by gas chromatography——Validation of the method[J].Chemical Papers，2005，59（6b）：449-452.

[22] Mariani C，Bondioli P，Venturini S，et al.Sulla formazione di acidi grassi trans nel processo di raffinazione dell’olio d’oliva lampante[J].Rivista Italiana delle Sostanze Grasse，1991，68（9）：455-459.

[23] Bondioli P，Lanzani A，Fedeli E，et al.Vegetable oil derivatives as diesel fuel substitutes：Analytical aspects.Note 4：Determination of biodiesel and diesel fuel in mixture[J]. Rivista Italiana delle Sostanze Grasse，1994，71（6）：287-289.

[24] Bondioli P ，Bella L D. The evaluation of biodiesel quality in commercial blends with diesel fuel[J]. Rivista Italiana delle Sostanze Grasse，2003，80（3）：173-176.

[25] 巫淼鑫，邬国英，韩瑛，等.6 种食用植物油及其生物柴油中脂肪酸成分的比较研究[J]. 中国油脂，2003，28（12）：65-67.

[26] 李长秀，唐忠，杨海鹰，等. 气相色谱法测定生物柴油样品中脂肪酸甲酯和脂肪酸甘油酯的含量[J]. 分析测试学报，2005，24（5）：66-68.

[27] 刘祥华，刘灿明，吴苏喜，等. 气相色谱法测定生物柴油中脂肪酸甲酯含量[J]. 化学研究与应用，2006，18（5）：591-592.

[28] Schober S，Seidl I，Mittelbach M. Ester content evaluation in biodiesel from animal fats and lauric oils[J]. European Journal of Lipid Science and Technology，2006，108（4）：309-314.

[29] Gecol H，Ergican E，Hiibel S R.61st Northwest Regional Meeting of the ACS[C]. Reno，United States：American Chemical Society Publications，2006.

[30] 吴洪新，凌凤香，王少军，等. 棕榈油生物柴油脂肪酸甲酯气相色谱-质谱分析[J]. 当代化工，2007，36（5）：538-540，543.

[31] Muhammad T，Saqib A，Fiaz A，et al.Mir Ajab KhanIdentification，FT-IR，NMR（1H and13C）and GC/MS studies of fatty acid methyl esters in biodiesel from rocket seed oil[J]. Fuel Processing Technology，2011，92：336-341.

[32] Knothe G. Monitoring a progressing transesterification reaction by fiber-optic near infrared spectroscopy with correlation to1H nuclear magnetic resonance spectroscopy[J]. Journal of the American Oil Chemists’Society，2000，77（5）：489-493.

[33] Mittelbach M. Diesel fuel derived from vegetable oils ，Ⅵ：Specifications and quality control of biodiesel[J]. Bioresource Technology，1996，56（1）：7-11.

[34] Bondioli P，Bella L D.An alternative spectrophotometric method for the determination of free glycerol in biodiesel[J]. European Journal of Lipid Science and Technology，2005，107（3）：153-157.

[35] Plank C，Lorbeer E. Simultaneous determination of glycerol，and mono-，di-and triglycerides in vegetable oil methyl esters by capillary gas chromatography[J].Journal of Chromatography A，1995，697：461-468.

[36] Bailer J ，Hueber K. Determination of saponifiable glycerol in“Bio-Diesel”[J].Fresenius，Journal of Analytical Chemistry，1991，340（3）：186.

[37] Monteiro M R，Ambrozin A R P，Liao L，et al. Critical review on analytical methods for biodiesel characterization[J]. Talanta，2008，77：593-605.

[38] Bondioli P，Mariani C，Lanzani A，et al.Vegetable oil derivatives as diesel fuel substitutes.Analytical aspects. Note 3：Determination of methanol[J]. Rivista Italiana delle Sostanze Grasse，1992，69：467-469.

[39] Plank C，Lorbeer E. Quality control of vegetable oil methyl esters used as diesel fuel substitutes：Quantitative determination of mono-，di-，and triglycerides by capillary GC[J].Journal of High Resolution Chromatography，1992，15（9）：609-612.

[40] Mittelbach M. Diesel fuel derived from vegetable oils，Ⅴ[1]：Gas chromatographic determination of free glycerol in transesterified vegetable oils[J].Chromatographia，1993，37（11）：623-626.

[41] Mittelbach M ，Roth G ，Bergmann A. Simultaneous gas chromatographic determination of methanol and free glycerol in biodiesel[J].Chromatographia，1996，2（7-8）：431-434.

[42] Ruppel T，Hall G. Free and total glycerin in B100 biodiesel by gas chromatography[J].LC GC North America，2007，25（s）：53.

[43] McCurry J D，Wang C. Improving the analysis of biodiesel using capillary flow technology[J].LC GC North America，2007，25（s）：48-49.

[44] Kelly K，Countryman S，Nguyen N.Reliable analysis of glycerin in biodiesel using a non-metal GC column[J]. LC GC North America，2007，25（s）：60.

[45] Nguyen N，Kelly K，Countryman S.Reliable analysis of glycerin in biodiesel using a high-temperature non-metal GC column[J]. LC GC North America，2008，26（s）：36-37.

[46] Burger B，Sticlsen G.Analysis of total glycerin in biodiesel using an MXT (R)-biodiesel TG column with a built-in retention gap[J]. LC GC North America，2008，26（s）：38.

[47] 邹建凯. 椰子油甘油三酯的高温气相色谱/质谱分析[J]. 分析化学，2002，30（4）：428.

[48] Lozada L，de la Fuente M A，Fontecha J，et al.Considerations of the quantitative aspect of the determination of milkfat triglycerides with split PTV and on-column injection[J]. Journal of High Resolution Chromatography，1995，18（12）：771-775.

[49] Chong N S，Ramamoorthy S，Ashford C，et al.233rd ACS National Meeting[C]. Chicago，United States：American Chemical Society Publications，2007.

[50] Lechner M，Plank C B，Lorbeer E.Determination of acylglycerols in vegetable oil methyl esters by on-line normal phase LC-GC[J].Journal of High Resolution Chromatography，1997，20：581-585.

[51] 王鹏，孙杨，刘哲益，等. 薄层色谱-热辅助水解甲基化-气相色谱法测定生物柴油中的甘油酯[J]. 分析化学，2011，39（9）：1427-1431.

[52] Felizardo P，Baptista P，Menezes J C. Multivariate near infrared spectroscopy models for predicting methanol and water content in biodiesel[J].Analytica Chimica Acta，2007，595（1）：107-113.

[53] Felizardo P，Baptista P，Uva M S，et al.Monitoring biodiesel fuel quality by near infrared spectroscopy[J]. Journal of Near Infrared Spectroscopy，2007，15（2）：97-105.

[54] Arzamendi G，Arguinarena E，Campo I，et al.Monitoring of biodiesel production：Simultaneous analysis of the transesterification products using size-exclusion chromatography[J]. Chemical Engineering Journal，2006，122（1）：31-40.

[55] 李长秀，杨海鹰，王丽琴，等. 气相色谱法在生物柴油生产工艺研究中的应用[J]. 色谱，2006，24（5）：524-528.

[56] Paraschivescu M C，Alley E G，French W T，et al.Determination of methanol in biodiesel by headspace solid phase microextraction[J].Bioresource Technology，2008，99（13）：5901-5905.

[57] 李长秀，孔翠萍. 顶空气相色谱法测定生物柴油中的微量甲醇[J].石油化工，2012，41（10）：1196-1200.

[58] Plank C ，Lorbeer E. Analysis of free and esterified sterols in vegetable oil methyl esters by capillary GC[J]. Journal of High Resolution Chromatography，1993，16：483-487.

[59] Plank C，Lorbeer E.Minor components in vegetable oil methyl estersⅠ： Sterols in rape seed oil methyl ester[J]. Fett Wissenschaft Technologie，1994，96（10）：379-386.

[60] Plank C ，Lorbeer E. On-line liquid chromatography-gas chromatography for the analysis of free and esterified sterols in vegetable oil methyl esters used as diesel fuel substitutes[J]. Journal of Chromatography A，1994，683：95-104.

[61] 陈英明，吕鹏梅，陆继东，等. 地沟油酶法制生物柴油的GC-MS测定[J]. 化学与生物工程，2007，10：72-74.

[62] Freedman B，Pryde E H，Kwolek W F.Variables affecting the yields of fatty esters from transesterified vegetable oils[J]. Journal of the American Oil Chemists’Society，1984，61（7）：1215-1220.

[63] Freedman B，Kwolek W F，Pryde E H，Quantitation in the analysis of transesterified soybean oil by capillary gas chromatography 1[J].Journal of the American Oil Chemists’Society，1986，63（10）：1370-1375.

[64] Cvengros J，Cvengrosova Z. Quality control of rapeseed oil methyl esters by determination of acyl conversion[J]. Journal of the American Oil Chemists’Society，1994，71（11）：1349-1352.

[65] Cvengrosova Z，Cvengros J，Hronec M.Rapeseed oil ethyl esters as alternative fuels and their quality control[J]. Petroleum and Coal，1997，39：36-40.

[66] Cvengrosova Z，Cvengros J，Hronec M. Determination of acyl conversion in vegetable oil ethyl esters[J]. Petroleum and Coal，1998，40：97-99.

[67] 郭登峰，盛梅，罗士平，等. 气相色谱法测定生物柴油中多种脂肪酸甲酯[J]. 中国油脂，2004，29（4）：44-46.

[68] 吴苏喜，官春云. 菜籽生物柴油合成反应程度的气相色谱法判断[J]. 中国油脂，2006，31（8）：67-69.

[69] 刘晓华，吴宗斌，张萍，等. 气相色谱法监测氧化钙催化制备生物柴油的反应进度[J]. 化学学报，2007，65（18）：2025-2028.

[70] 孙树祯，盛波扬. 高温气相色谱在线分析生物柴油酯交换过程[J].中国油脂，2012，37（5）：70-72.

[71] 王一冰，施爱平，曹京京，等. 气相色谱法测定生物柴油产率[J]. 中国油脂，2012，37（5）：73-75.