气相色谱法的应用

气相色谱法的应用气相色谱法在石油工业中的应用⑴石油气的分析石油气（C1~C4）的成分分析，目前都采用气相色谱法。以25%丁酮酸乙酯为固定液，6201担体，柱长12.15m，内径4mm,柱温12℃,氢为载气，流速25ml/nin，热导池电桥电流120~150mA,C1~C4各组分得较好的分离见图10。图10石油在丁酮酸乙酯柱上的分离1-空气；2-乙烷；3-乙烯；4-二氧化碳；5-丙烷；6-丙烯；7-异丁烷8-乙炔；9-正丁烷；10-正丁烯；11-异丁烯12-反丁烯-2,3;13-顺丁烯-2,4;14-丁二烯北京化工研究院近期研究出用多孔氧化铝微球色谱固定相，对C1~C4烃分离很好，柱长2m,内径2mm，内填充0.3%阿皮松L，改性?-Al2O3，微球120~130目；柱温85℃,氮为载气，流速15ml/min，氢火焰离子化检测器。分离谱见图11.此外吉林化学工业公司研究院还研制了石墨化炭黑和改性石墨化炭黑色谱固定相分离C1~C4烃。⑵石油馏的的分析气相色谱法分析石油馏分的效能与分析速度是精密分馏等化学方法所不能比拟的。如一根60m长、内径0.17mm的弹性石英毛细管柱，内涂OV-101,在程序升温条件下（柱温40~90℃）进样0.6?1,分流比150:1，分析了65~165℃大港直馏气油。用一根30m长、内径0.25mm毛细管柱，涂PEG1500,柱温80℃,汽化100℃,氮为载气，分流比100:1,汽油中微量芳香烃得到很好的分离（见图12）。图11低级烃类的气相色谱分离图1-CH4；2-C2H6；3-C2H4；4-C3H8；5-C2H2；6-C8H6；7-iC4H10;8-nC4H10；9-丙二烯；10-丁烯-1；11-iC5H1212--iC4H6;13-反丁烯-2;14-顺丁烯-2;15-丁二烯16-丙炔图12汽微量芳烃的油中色谱分离1-苯；2-甲苯；3-乙苯；4-对二甲苯；5-一间二甲苯；6-邻二甲苯气相色谱法在环境科学中的应用我国在环境科学研究、监督检测中，广泛使用气相色谱法测定大气和水中痕量胡害物质。⑴大气中微量-氧化碳的分析汽车尾气中含有一氧化碳，工业锅炉和家用煤炉燃烧不完全放出一氧化碳，都污染环境。大气中痕量一氧化碳常用转化法没定。国产SP-2307色谱仪具有转化装置，使CO转化为CH4。CO+3H2Ni催化/380℃→CH4+H2O色谱柱固定相可用5A筛分子，GDX-104,PorpakQ等，以分子筛为例，13X或5A分子筛60~80目（先经500~550℃活化2小时）以氢气载气,57ml/nin;氢焰检测器；空气400ml/min;尾吹氮气80ml/min。柱长2m，内径2mm,柱温36℃,检测室130℃，转化炉380v;进样量1mm。可测大气中ppm级一氧化碳。⑵空气中苯系物的分析常用的方法是用长2m,内径3mm的柱子；内填充10%PEG20M/101白担体60~80目；柱温120℃,汽化室150℃,检测室150℃;载气氮流速60ml/min；57ml/nin;氢焰检测器；氢35ml/min,空气400ml/min。对苯、甲苯、二甲苯分离很好。也可用非极性的阿皮松或角鲨烷涂渍的柱子。若需对二甲苯三个异构体完全分离，可用有机皂土与邻苯二甲酸二壬酯混合固定液涂在6201担体上，或采用有机皂土与双甘油混合固定液，三个体都可得到很好的分离。6201为吸附剂，吸附温度-78℃，脱附100℃，浓缩100倍，回收率100%,色谱柱40%N,N-双9_氰乙基）甲酰胺/6201,80~100目，柱温100℃氢焰检测器，苯最小5ppb。⑶水中有机卤化物的分析自来水加氯消毒后会产生氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷等有机卤化物。国外已把氯仿做为监测。氯仿是具有挥发性的液体，可用顶空气相色谱法进行分析，取与样品达平衡状态的气相进行分析。所用色谱柱长2m,内径3mm,U形柱；内填充25%PEG6000+0/5DC-200/ChromosorbW60~80目，按1:1分段填充。柱温102℃,汽化和检测250℃,电子捕获检测器；高纯氮为载气35ml/min。空气、四氯化碳与氯仿分离很好。气相色谱法在医药卫生及生物化学中的应有⑴药物分析例如巴比妥类安眠药分析，北京某所使用气相色谱法一次完成多种巴比妥类安眠药的定量分析。将巴比妥类安眠药先甲基化，再进行色谱分析。重氮甲烷法是巴比妥类安眠药甲基化较为简便的方法，95%以上生成N,N二甲基基巴比妥类安眠药。用2%OV-17、5%SE-30等高温固定液均可，在OV-17柱上各衍生物分离谱图。⑵人体代射产物的分析氟乙烯生物监护指标——尿中硫撑双乙酸的测定。从以氯乙烯单体为原料，进行聚氯乙烯生产的工人中发现有损健康的情况，北京市卫生职业病研究所和北京卫生防疫站共同研究了氯乙烯的生物监护指标，从它在生物体内的代谢发现以硫撑双乙酸的形式同尿中排出，取接触氯乙烯工人尿样，进行甲酯化可用气相色谱法测定。用一根长2m，内径3mm的玻璃柱，柱内填充5%PEG20M/ChromoworbW,AWDMCS60~80目；柱温180℃，汽化和检测室201℃；高纯氮为载气50ml/min；火焰光度检测器，氢60ml/min，空气70ml/min。尿液经酸化及双甲酯化变成硫撑双乙酸酯，浓缩到1ml，取2?l进入色谱系统，在5分钟时得到硫撑双乙酸酯的峰。气相色谱在化学工业中的应用在化学工业生产中，从原料、半成品到成品的分析，很多是采用气相色谱仪进行分析的，举几个典型的例子如下：⑴半水煤气组分的测定半水煤气分析是氮肥工业中必不可少的分析项目，国内已广泛采用气相色谱法分析半水煤气的组分。北京分析仪器厂生产的SP-2307气相色谱仪就是专门不分析这种混合氧化而设计的。此仪器是用5A分子筛和碳分子筛两根色谱柱进行分析。在100℃左右柱温下测定O2、N2、CO、CH4和CO2等气体组分。5A分子筛可分离O2和N2。用碳分子筛TDX-01在同样温度下分离O2＋N2；CO、CH4和CO2。为防止CO2对5A分子筛柱毒化，在此柱前需装一些碱石棉，以吸收CO2。也可用一支TDX-01柱分离半水煤气，只是O2和N2分离不太理想。⑵炼焦产品中蒽、菲和咔唑的分析蒽、菲和咔唑是炼焦工业中重要的产品，如测定蒽中的菲和咔唑容易分离，而菲和蒽很难分离。使用PEG20M改性的CdCl2色谱柱可以把蒽、菲和咔唑分开。⑶硝基氯苯中间位异构体的测定硝基氯苯是重要的化工原料，常常需要测定大量邻位和对位异构中少量间位杂质，使用PEG20M的毛细管柱可很好地测定硝基氯苯中少量杂质。气相色谱法在食品卫生及食品工业中的应用随着气相色谱技术的发展，尤其是氢焰、电子捕获和火焰光度等高灵敏度、高选择性检测器的出现，气相色谱在食品方面的应用得到了较好的结果。(1)食品油中溶剂残留量分析近年来各地普遍采用溶剂浸出法制食用植物油，此法比压榨法出油率高，但会有油中的溶剂残留问题。按国家规定的食用植物油溶剂残留量不得超过50ppmm。氯相色谱法测定溶剂残留量比较灵敏和简便的，常用顶空气相色谱法或外汽化室法。辽宁省卫生防疫站采用色谱法，取10ml油样于小玻璃中，用玻璃纸包好反堵胶塞，塞好瓶口，并于25℃恒温放置30分钟后，振荡3分钟，用2毫升注射器插入瓶口的胶塞，往瓶骨注1ml空气，并反复抽几次，取1毫升进入色谱柱。柱为长2m,内径4mm不锈钢柱，内填充玻璃珠60~80目,气90ml/min；柱温85℃,汽化室110℃,检测室120℃,氢焰检测器，氢气50ml/min,空气500ml/min。外加汽化室法是在色谱进样头处外加一个汽化室，油样注入到汽化室里的填料上，加热汽化室时，溶剂被汽化随载气进入色谱柱。(2)食品中农药残留量分析用气相色谱法测定农药残留量不但灵敏度高（可油ppm~ppb级），分离好，还可同时测定几种或几十种残留农药，所以广泛用于蔬菜、水果、粮食、肉类、蛋类、奶类等农药残留量的分析。目前我国在农药残留量分析中，主要测定有机氯和有机磷农药的残留。样品经粉碎、油溶提取、浓缩、定容到一定体积等步骤，然后用微升注射器进入到色谱柱中。有机磷农药残量测定，由于目前有机磷农药品种多，且不同时期虫害发生亦不相同。故采用不同有机磷农药，因此多组分有机磷农药分离方法建立是必要的。卫生部食品卫生监督检验所与上海、北京市防疫站分别建立了滴滴畏、乐果、马拉硫磷，乙基对硫磷的残留分析法和甲拦磷、稻瘟净、倍硫磷、尔螟松的残留分析法。前四种有机磷农药分析采用1.5m长，内径3mm的玻璃色谱柱，内填充2%SE-30+3%QF-1/ChromosorbW.AW.DMCS60~80目，柱温180℃,汽化和检测室220℃,载气为高纯氮，6oml/min，火焰光度检测器，氢180ml/min,空气50ml/min。后四种有机磷农药分析采用2m长，内径3mm的玻璃色谱柱，内填充5%QF-1+3%PEGA/ChromosorbW.AW.DMCS90~80目，柱温210℃,汽化和检测室22℃,载气为高纯氮，7oml/min，火焰光度检测器，氢90ml/min,空气100ml/min。拟除虫菊酯农药残留量测定：北京市和广东省防疫站建立了二氯苯醚菊酯、氯氰菊酯、杀灭菊酯和溴氰菊酯的残留分析法。采用了1m或1.5m长，内径3mm的玻璃柱，内填充2%或3%OV-1011/ChromosorbW.HP80~100目，柱温245℃,汽化和检测室290℃,载气为高纯氮，电子捕获检测器。气相色谱法在冶金和金属热处理方面的应用金属中的微量气体如氧、氮，可用真空熔化—气相色谱法进行测定，在真空和高温下把金属中的氧化释放出来。氧化经气—固色谱分离开，可测定ppm数量级的气体。在金属热处理中，为了控制炉中气氛，常常须知氯相色谱法分析测定气氛CO、CO2、CH4、H2和N2。气相色谱法在微生物学中的应用现代细菌分类使用了气相色谱法。在医院临床化验中也应用气相色谱诊断疾病。例如可用气相色谱法鉴别厌氧菌的种类，因为不同的厌氧菌可产生不同的有机酸，如丙酸、丁酸、戊酸和已酸等。气相色谱法在其它方面的应用(1)制备“色谱纯”试剂。高纯度试剂有着广泛的用途，用气相色谱法制备纯物质快速、简便，一般纯度可达99.999%以上。制备色谱纯试剂要用制备色谱柱，柱子管径粗，柱子长，柱容量大，检测器只起定性作用，样品在检测器前大部分流到样品收集器里，极少部分进入检测器，收集系统要求收集效率高。(2)高纯度氧化杂质分析。气相色谱用于痕量杂质气体分析得到较大发展，如随着近代工业的发展，对氢气纯度要求很高，其杂质分析也日益迫切，可用气相色谱法测定痕量氧、氮、氩等杂质。又如ppm级标准氧化的制备，常用高纯度氮为稀释气（或称底气），高纯氮中的杂质含量分析就显得十分重要，可用气相色方法测定其中的一氧化碳、甲烷、二氧化碳等的杂质分析。中国计量科学院标准物质所用改装了的SP-2307色谱仪测得了ppb级的杂质。痕量杂质分析要注意载气的纯化，系统的气密性好，杂质浓缩和进样前注意清洗置换管路。