气相色谱分析方法在含氟制冷剂领域的应用研究
2020-03-20王瑞英李丕永王永千徐甲超山东华安新材料有限公司山东淄博255300
王瑞英 李丕永 王永千 徐甲超（山东华安新材料有限公司， 山东 淄博255300）
气相色谱法是以气体为流动相的分离样品的分析方法。样品在进样口被汽化，汽化的样品被载气带入色谱柱，色谱柱中的固定相与样品中各组份分子作用力不同，导致各组份从色谱柱中流出时间不同，样品被分离。通常适用于350℃以下有机化合物的检测分析，具有重要的作用。[1]
1 气相色谱法分析的起源、优势和仪器
气相色谱法是俄国学者茨威特1906年首先提出的。
气相色谱法可用于分析气体、液体和固体样品，使用范围广;
能够进行mg级的定量分析，灵敏度高，同时适用于痕量物质的检测，;
完成一次分析用时几分钟至几十分钟，分析速度快;
能够分离性质相近的同分异构体等物质，选择性高。
气相色谱法所用仪器主要是气相色谱仪。气相色谱仪基本包括以下几个系统：气源系统、进样系统、柱系统、检测系统、数据采集及处理系统、控温系统。
2 气相色谱法在含氟制冷剂领域中的应用
2.1 色谱用气体选择
含氟制冷剂不凝性气体检测用载气为氦气或氢气，色谱柱老化时用载气为氮气。[2，3]
含氟制冷剂纯度检测用气源主要为高纯氮气（或氦气）、空气、氢气[5-14]，现实中由于氦气价格较高，很少用氦气。上述气体主要通过高纯氮气钢瓶、空气发生器、高纯氢气发生器、氦气钢瓶提供。
2.2 进样口的选择
含氟制冷剂不凝气气体含量检测选择填充柱进样口[2，3]，填充柱进样口的载气全部通过进样口进入色谱柱。含氟制冷剂纯度检测时采用分流不分流进样口，选择分流模式[4-14]。
2.3 色谱柱的选择
在含氟制冷剂产业中，制冷剂纯度和不凝性气体含量是生产中的关键指标。检验人员在使用气相色谱仪对纯度和不凝性气体含量检测时所使用的的色谱柱固定相不同，需要选择合适的类型，详见表1和表2。
表1 含氟制冷剂纯度检测用色谱柱固定相
氟代甲烷（R11/R12，一氯三氟甲烷/二氯二氟甲烷）R22(二氟一氯甲烷)R32(二氟甲烷)R125(五氟乙烷)R152a（1，1-二氟乙烷）R142b(1，1-二氟-1-氯乙烷)R143a(1，1，1-三氟乙烷)R134a(1，1，1，2-四氟乙烷)R1234yf(2，3，3，3-四氟丙烯)R1234ze(E)反式-1，3，3，3-四氟丙烯R1234ze(Z) 顺式-1，3，3，3-四氟丙烯交联键合100%二甲基聚硅氧烷固定液[4]键合硅胶及多孔层开管柱[5]键合硅胶及多孔层开管柱（GS-GASPRO）[6]PLOT-Al2O3(S) [7]苯乙烯-二乙烯基苯多孔高聚物（PL0TPoraBOND Q）[8]6%氰丙基苯基-94%二甲基聚硅氧烷[9]键合硅胶及多孔层开管柱（GS-GASPRO）[10]键合硅胶及多孔层开管柱（GS-GASPRO）[11]PLOT-Al2O3(S) [12]PLOT-Al2O3(S) [13]键合6%的氰丙基苯基-94%二甲基聚硅氧烷[14]
表2 含氟制冷剂不凝性气体检测用色谱柱固定相
2.4 检测器的选择
含氟制冷剂纯度检测常用的是氢火焰离子检测器(FID)[4-14]，不凝性气体含量检测用的是热离子化检测器(TID)[2，3，5-10]。
2.5 气相色谱仪在使用中的注意事项
2.5.1外部条件
气相色谱仪对外界温度、湿度有一定的要求，外部温度保持在5-35℃，湿度保持在20-80%。空气湿度较大的南方地区，仪器会出现绝缘性能下降、检测器受潮等现象，从而导致很多异常情况的出现。
2.5.2.使用过程中的维护
在含氟制冷剂的检测过程中，长时间检测样品，会导致衬管被污染的现象发生，需要及时的清理或者更换，避免异常峰的产生。
2.5.3色谱柱的维护
先在高温下老化柱子，用载气将污染物冲洗出来；若柱性能仍不能恢复，就从仪器上卸下柱子，将柱头截去10cm或更长（柱头是最容易被污染的），再安装上测试。
3 结语
气相色谱法发展至今已经成为一门相对成熟的分析技术，对于提升含氟制冷剂分析的效率和水平而言，其重要性不严而喻，不仅能有效地提高分析的精确性和精密度，最大限度地降低了分析的成本，有效提高氟化工的生产率，促进含氟制冷剂化工产业的现代化发展。
