浅谈气相色谱法测定车用甲醇汽油中的甲醇含量

2017-07-12贾辰醒天津市产品质量监督检测技术研究院天津300384

化工管理 2017年11期

关键词：车用气相色谱法

贾辰醒(天津市产品质量监督检测技术研究院，天津 300384)

贾辰醒(天津市产品质量监督检测技术研究院，天津 300384)

经过不断的试验将甲醇与汽油按照一定的比例进行混合，可以形成一种新型能源，这种新型能源被称为甲醇汽油，车用甲醇汽油因其环保清洁、成本低以及能够充分燃烧的优势受到广泛欢迎。但是在如果汽油和甲醇的比例没有掌握好会对汽车发动机和汽油泵产生损害。

气相色谱法；甲醇汽油；甲醇含量

对车用甲醇汽油进行甲醇体积分数测定时选择气相色谱法进行检测，这种方法在进行检测是一般会采用乙二醇二甲基醚、乙醇等作为内标物的内标法，但是这类方法在进行检测时，对汽油中的甲醇体积分数检测的范围比较小，所用时间比较长，并且还需要其他多维气相色谱仪的辅助，不利于普及使用。如果在进行检测时将水作为萃取剂，使甲醇与汽油进行分离，这种方法使用普通气相色谱仪即可进行检测，而且准确率比较高，可以进行推广使用。

1 实验部分

1.1 仪器配置

1.2 试剂与材料

无水甲醇其质量分数必须达到99.9%；高纯氮气质量分数必须达到99.95%以上；燃气选择高纯氢气，必须保证其体积分数达到99.99%；同时还需要准备空气压缩机，微量注射器以及车用汽油和车用醇汽油等材料。

1.3 色谱分析条件

表1 色谱分析条件

1.4 试验方法

1.4.1 试验原理

将提前准备好的样品用一定量的蒸馏水进行萃取，这一措施是将甲醇融进水相中，之后经过一段时间的静置，可以实现样品的分离。之后采用玻璃色谱柱及进一步分离，并使用FID检测器进行检测，使用单点校正法进行定量。

1.4.2 确定实验条件

把酒临风：从稳就业、稳经济的角度谈扶持民营经济，前几期在这个栏目里我们已经谈论许多，其实民企需要的不是扶持而是正常的社会环境。民营企业过去几十年的发展，不是源于某项或某几项对民营企业的扶持政策，而是源于整个改革开放的大环境。包括民营企业合法性的确立、竞争环境的改善以及对未来相对乐观的预期。对于民营企业的支持和发展，应当更多着眼于进行有利于形成公平竞争环境的体制改革，以及能够使得民营企业家有安全感、对未来有明确稳定预期的法治建设。民营企业迫切需要的，不是特殊的政策扶持，而是一视同仁的体制环境。

首先采用3ml的无水甲醇与100ml的蒸馏水进行混合摇匀，同时使用微量注射器在试管中注入0.2μL、0.4μL、0.6μL、0.8μL以及1.0μL的样品进行标样。之后对甲醇的峰面积进行测定，确定甲醇的保留时间。检测完成以后绘制工作曲线，曲线中以甲醇的峰面积作为纵坐标，以进样量作为横坐标，同时确定线形关系，确定整个色谱系统操作正常，并且线形关系中没有出现差错。

1.4.3 样品测定

用无水甲醇与不含甲醇的汽油进行调制，形成甲醇体积体积分数分别为10%、20%、35%、55%、90%的甲醇汽油作为校准样品。同时选取校准样品进行分析，保证甲醇体积分数符合工作曲线线性范围。选择100ml的蒸馏水进行分离，同时使用微量进样器取出分离后的水相溶液进行分析，经过多次分析和取样后，选择峰面积的平均值进行登记，对于未知样品的测定方法与相同规格的校准样品测定是相同的。

1.5 典型样品色谱图

在样品进行分离以后，选择0.5μL放入色谱仪中，按照表1的条件进行分析，最终完成样品色谱图的制定和绘制。

2 结果与讨论

2.1 萃取时间的确定

在进行样品测定时，对样品的摇晃和静置时间进行确定，一般是控制在2min、4min、6min、8min、10min的时间间隔，目的是考察萃取时间对甲醇体积分数测定结果是否有影响。通过统计和分析，可以得出结论当摇晃时间为4min，而静置时间为6min时，萃取效果达到最佳。

2.2 添加剂的影响

不同的添加剂可能会产生不同的影响，所以在试验中将不同的添加剂按照5%的比例加入不同的规格的甲醇汽油中，然后用蒸馏水对甲醇汽油进行萃取，对添加剂对甲醇体积分数的测定结果进行分析，通过对不同结果的测定和对比，可以得出添加剂对甲醇体积分数的测定并没有影响。

表2 添加剂对甲醇体积分数测定结果的影响（%）

2.3 准确度试验

用无水甲醇和不含甲醇的汽油配置出10%、20%、35%、55%、90%的甲醇汽油按照表1中的色谱分析条件进行试验，得出甲醇的回收率并进行统计。

表3 回收率试验计算结果

2.4 精密度试验

分别选择甲醇体积分式为10%、20%、35%、55%、90%的样品进行测定，每个样品测定次数尽量多一些，基本是5次以上，将每次结果进行统计和计算，选取其中可信度95%的数据进行分析和取舍。最终得出运用气相色谱法测定车用甲醇汽油是完全可行的，并且其结果是非常准确的。

3 气相色谱法概述

3.1 定义

气相色谱法中包含两个相，一个是流动相，一个是固定相，如果使用液体作为流动相那么就称为液相色谱，如果使用气体作为流动相那么就成为气相色谱。而在气相色谱中的因为固定相的不同，又存在一定区别。从色谱的分离原理上看，气相色谱法可以分为吸附色谱和分配色谱两种。从色谱的操作形式上看，气相色谱属于柱色谱，而色谱柱的不同，又有不同的区别。

在气相色谱法中主要的仪器装置有气流系统、分离系统、检测系统、数据处理系统、温度控制系统以及其他辅助部件、流动相、固定相、操作温度、样品预处理等组成部分。

3.2 分析法概述

气相色谱仪应用于比较复杂的样品分离中的一种化合物化学分离仪器，在气相色谱仪中的有一部分比较细长的管道，这称为色谱柱，在色谱柱中不同的样品其物理性质和化学性质也是不同的。当化合物从色谱柱的末端流出时会被检测仪器检测到，同时产生一定信号进行输出。在色谱柱中的固定相主要起分离的作用，将不同组成成分在不同的时间段内从色谱柱中的流出。

气相色谱分析法将已知量的气体或者液体分析物通过微量进样器注入到色谱柱的其中一端中，分析物在载气的带动下在色谱柱中的产生运动，色谱柱中的填料会吸收掉分析物中的分子，降低通过的速度。不同的分子通过色谱柱的速率是不同的，所以分析物中的不同的组成成份会在不同的时间段内通过色谱柱的末端，达到分离的目的。这时检测器会检测流出的物体，确定每一种成分达到的时间以及含量。

3.3 检测器

在气相色谱法中能够使用的检测器比较多，常用的有火焰电离检测器、热导检测器等，这两种检测器都可以对很多成分产生灵敏反应。并且这两种常用检测器可以测定比较大范围的浓度，所以说这两种检测仪器是比较强大的。其他的检测仪器基本是以检测个别物质为主，并且检测范围比较小，存在一定局限性。

3.4 气相色谱法的应用

气相色谱法在色谱仪允许范围内，可以气化而不会分解物质都可以使用气相色谱法进行测定，并且对不稳定的物质或者难以进行气化物质也可以利用化学方法，对其进行分析和检测。气相色谱法主要应用领域有石油化工、医药卫生、环境监测以及生物化学等方面。

3.5 气相色谱法的优缺点

优点是分离效率高同时分析速度快，比如说对汽油样品进行分离时，两个小时内可以分离出200多个色谱峰，一般的样品分析只需20分钟的即可完成。其次是使用少量的样品即可得出比较精确的数据，检测的灵敏度比较高，比如说气体样本的检测只需要1毫升即可。另外这种方法选择性比较好，能够分离出恒沸或者沸点比较相近的物质。并且应用范围比较广，在条件允许情况下，能够对高沸点的物质或者固体物质进行分析。

缺点是对样品进行分析时，必须使用已知物品或者是已知的数据用与相应的色谱峰进行比较，有的时候也会借助其他的方法进行辅助，比如说质谱和光谱等，才能得出比较直接或者准确的结果。另外在进行定量分析时，大多数需要使用已知物纯样品对检测后得出的资料进行校正。