工业甲醛气相色谱分析方法改进

姜迎春

摘要：针对工业甲醛气相色谱分析方法的实际应用，通过实验，对工业甲醛色谱分析的基本条件进行了对比分析，得出了改进思路。根据实验结果，通过对比得出了工业甲醛色谱分析法改进前后存在的差异，证明了该改进方案不仅可以提高分析效率，还能在多种应用条件下提高分析准确性，能够在化工领域中进行推广应用，同时还能够为相关领域的研究提供有效的参考。

关键词：工业甲醛;气相色谱;分析方法;方法改进

一、工业甲醛气相色谱分析方法概述

在现代工业不断发展的背景下，各种技术工艺及工业材料的应用率越来越高。工业甲醛作为现代工业生产中十分关键的原材料，在碳一化学工业链中占据主导地位。基于工艺和用途的不同，工业甲醛衍生出了氨基树脂、多元醇、聚甲醛等产品，在现代社会工业的皮革、塑料、合成纤维以及医药等产业中发挥着重要作用。在工业甲醛相关生产工艺中，甲醇银催化氧化法比较常用，而生产过程中，需要对甲醛浓度进行检测。在针对工业甲醛的检测方法中，气相色谱分析法占据主流，可以一次性快速检测出甲醛及甲醇的含量。在实际应用中，工业甲醛气相色谱分析方法的主要优势在于分析效率高、准确性高，同时在分析时的样品消耗量较小，对环境的要求较低，可以实现批量化的分析。得益于这些优势，气相色谱分析方法可以在工业甲醛的生产控制环节达到各种分析要求。

二、工业甲醛气相色谱分析方法的改进实验分析

1.实验仪器、试剂

1.1实验仪器

型号为Agilent7890A的色相色谱仪，色谱柱为PP-80/100目，色谱柱ID为2000x3mm。检测器为TCD检测器。

1.2试剂材料

甲醛、甲醇、亚硫酸钠（125g/L）硫酸（1mol/L）以及百里香酚酞指示液（1g/L）。

2.实验过程

2.1建立色谱条件

根据本实验所用仪器色谱柱特征及实验要求，明确的色谱条件为：①工业甲醛进样量为0.6μL;②吹扫填充柱进样位置的温度设定为250℃;③样品流速及载气流速分别控制为每分钟22.5ml和每分钟20ml;④隔垫吹扫流量控制为每分钟3ml;⑤色谱柱箱温度为106℃，该温度保持时间为10min。⑥TCD检测器温度控制在250℃。⑦参比流量和尾吹流量分别为每分钟10ml和每分钟5ml。

2.2色谱分析标准曲线

在本试验中，利用实验材料和试剂，配制了A、B、C、D4种甲醛标准溶液，A溶液质量分数为10%，B溶液为20%，C溶液为30%，D溶液为36%。基于之前建立的色谱分析条件，按照色谱分析仪规范操作方法，得出4种甲醛标准溶液的色谱图。操作过程中，每一种溶液均进样五次，并建立相应的标准曲线。使用外标法对色谱图中的相关数据进行处理，绘制相应的色谱图，用作分析。

3.气相色谱分析方法的改进

根据实验操作得出的色谱图及相关数据，可以发现，甲醛色谱峰段宽度较大，和甲醇、水峰段处于相对分离的状态。并且，圖像显示其出峰时间是比较长的。为此，可以采取如下优化改进思路：确保分离度不出现变化，对色谱柱温度进行适当调整，以提高峰段的尖锐性，为后续的积分处理提供便捷。如果这一思路可行，可以很大程度上提高分析效率。同时，基于相应的实验条件，对其中的色谱分析条件及相关参数进行优化。比如，可以将设备的加热器温度调整为200℃，适当调高色谱柱箱温度到115℃，并且将该温度的维持实践减少至5min左右。同时，调整TCD检测器温度至180℃。基于这种改进思路，保证ABCD四种甲醛实验标准溶液的标准曲线建立方法不变，再采用归一化法对四种溶液实验过程产生的色谱数据进行处理，绘制相应色谱图，以作分析。

三、工业甲醛气相色谱分析方法和滴定分析方法的对比实验

1.滴定分析方法概述

国家标准GB/T9009-1998甲醛滴定分析方法，主要是通过较大量的中性亚硫酸钠溶液与甲醛发生化学反应生成氢氧化钠的基本原理，再基于指示剂（百里香酚酞）通过硫酸标准滴定溶液进行滴定。在实际应用中，测得相关数据之后，对照标准的工业甲醛溶液密度、含量关系表，得出所需结论。在实际应用管理中，滴定分析方法可以在31%-38.8%左右的浓度范围内发挥测定功能。可见，在如今工业发展越来越迅速的背景下，滴定分析方法检测工业甲醛的适用范围相对较窄，无法满足当今较高浓度或较低浓度工业甲醛的测定管理需求。

2.对比分析

采用国标甲醛滴定分析方法、传统气相色谱分析方法、改良气相色谱分析方法，对同一批工业甲醛样品（样品A）中的甲醛含量分别进行3次检测。检测结果如下：①国标滴定法检测结果分别为37.79、37.82、37.90，平均值和标准偏差分别为37.84和0.08;②传统气相色谱分析法检测结果分别为41.98、40.12、41.70，平均值和标准偏差分别为41.28和1.02;③改良气相色谱分析法检测结果分别为36.89、36.79、36.80，平均值和标准偏差分别为36.83和0.08。

然后，选取四组不同批次的工业甲醛样品，编号分别为样品B1、样品B2、样品B3及样品B4，同样采用国标甲醛滴定分析方法、传统气相色谱分析方法、改良气相色谱分析方法，对其甲醛、甲醇含量进行单次检测，检测结果如下：①国标滴定法的四组样品检测结果分别为甲醛——37.93、37.80、37.50、37.65，甲醇——4.89、2.51、2.56、2.31;②传统气相色谱分析法检测结果分别为甲醛——40.15、41.68、39.70、40.39，甲醇——5.76、2.71、2.66、2.39;③，改良气相色谱分析法检测结果分别为甲醛——37.18、36.90、36.61、36.66，甲醇——5.16、2.31、2.38、2.15。

四、工业甲醛气相色谱分析的实验结果

1.气相色谱分析方法的改进分析

根据本实验中关于工业甲醛气相色谱分析方法改进思路的执行结果分析，可以发现改进后的检测时间节省率达到了40%，可以有效提升气相色谱分析的效率。同时，从试验结果和理论分析的角度来看，改进之后的分析准确度也有一定程度的提升。

2.综合对比分析

通过对国标甲醛滴定分析方法、传统气相色谱分析方法以及改良气相色谱分析方法的实验结果分析，可以发现：在改进之前，采用传统色谱分析方法对样品A甲醛质量分数的测定结果和国标滴定分析法的测定结果存在较大误差，达到了9%左右;采用改良气象色谱分析方法对样品A甲醛质量分数的测定值和国标滴定法测量值误差较小，仅为2.75%左右。显然，在优化色谱分析条件的基础上，采用定量方法进行实验分析，可以得到目前工业生产实践及技术条件下的最优色谱条件，同时结合归一化定量法，可以全面提升工业甲醛气象色谱分析精度和准确性。进一步来看，滴定方法在测定精密度方面所展现出来的重复性优势较大，而传统气相色谱分析法用外标法定量，由于进样量存在差异，所以其重现性稍逊滴定法。而在改良了色谱分析条件之后，使用面积归一化法进行定量，可以很大程度上消除檢测时进样量差异产生的影响，进而提高工业甲醛浓度的检测精度。从实际应用角度来讲，改进后的气相色谱分析方法，全面集成了该方法本身所具备的各项优势，同时也弥补了存在的不足，在提高效率、精度、准确性等方面都有积极意义，并且可以在实际的工业生产过程中进行推广应用，进而全面提高工业生产过程的甲醛浓度测定、控制，具有较好的经济价值、技术价值和社会价值。

3.其他结论

在工业生产中，工业甲醛浓度大于37%时，甲醛会出现自聚的情况。因此，相较于国家标准滴定法，使用归一化面积法定量的色象棋谱测定方法的测定结果的准确性相对较低。在工业甲醛生产成品的甲醛浓度分析中，国家标准滴定法一般可以作为仲裁分析方法进行对比评估。

结束语：

综上所述，在现代工业生产乃至社会发展理念和机制不断发展的背景下，针对十分重要的工业甲醛测定工作，需要相关人员对常用的国家标准滴定法及气相色谱分析法进行全面深入的研究分析。结合科学实验、实际生产活动分析，对相关方法优化改进，形成更为成熟的工业甲醛生产过程检测、控制机制。只有这样，才能更好的提升检测效率、准确性，一方面为工业生产技术工艺的改良提供关键依据，另一方面为社会的可持续健康发展做出突出的贡献。

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