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色谱基础和方法
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气相色谱法对汽油中苯含量的测定研究

发布时间:2024-08-21作者:小编来源:点击:

对于气相色谱法而言,具有灵敏度高、分离效率高、分析速度快等优点,可以对多组分混合物进行分离,进行物质定性和定量的分析,目前在环境保护、食品检验和石油加工中有着广泛应用。结合汽油中苯的存在而言,一方面可以提高汽油中的辛烷值,进而增加燃油品质,另一方面也会有较强的致癌作用,因此有必要做好车用汽油生产中的苯含量的测定工作。下面将具体分析苯含量测定中,基于反吹系统的双柱串联气相色谱仪的应用效果,以期望可以有效控制汽油中的苯含量,更好发挥燃油价值。

1 实验准备概述

1.1 主要仪器、试剂

仪器如下:气相色谱仪 GC System;容量瓶(25 m L);移液枪(50μL)。试剂如下:异辛烷(纯度99%);FJ-3色谱参考样(苯);丁酮(内标物);汽车样品(市售车用汽油)[1]

1.2 色谱条件设计

色谱条件可以参考表1。

表1 气相色谱仪的色谱条件

表格图

2 实验过程分析

2.1 实验原理

在进行试验中,其原理可以从以下步骤进行解释:

1)样品中的内标物选择将丁酮(MEK),完成内标物选择后将样品导入气相色谱仪中。

2)当样品进行内标处理后,会经过色谱柱(含非极性固定相),这时样品组分能够基于沸点的差异,不断得到分离。需要注意的是,在辛烷流出后,还需进行非极性柱的反吹,能将沸点大于辛烷的组分进行反吹处理。

3)完成反吹后,借助分析柱中的强极性固定相TECP,可以对辛烷和轻组分进行分析,进而了解芳烃、非芳烃化合物的组成规模数量。

4)最后应用火焰离子化检测器对流出的组分进行检测,同时要求使用记录仪对实验数据进行全面、精确的记录。当完成对峰面积的测量及依据内标物进行浓度计算后,可实现基于气相色谱法对汽油中苯含量的测定研究。

2.2 实验过程

2.2.1 测定标准曲线

在进行标准曲线的测定中,一方面要结合内标标准曲线法合理设计实验流程,另一方面需要借助FJ-3苯标准溶液,组成苯体积分数分别为0.12%、0.67%、1.25%、2.50%、5.00%的样品。当完成流程设计和样品溶液配置后,借助上述SH/T 0713—2002中的苯测定方法,进行标准曲线测定试验。

2.2.2 测定检出限

在测定中其方法是观察是否存在目标物,且其空白剂应用异辛烷。在具体的测定环节中,先预计苯体积分数检出限为0.1%,然后分别加入50μL苯、1 m L丁酮并用异辛烷定容至刻度,此时可进行样品(苯体积分数为0.2%)的配置。

其次,要通过六次平行的测定对检出限进行计算。需要注意的是,若浓度大于或者小于计算方法的检出限,则应调整样品浓度并进行检出限的重新测定,同时也应对两批次方差的测定值进行计算,完成检出限测定[2]

2.2.3 测定准确度

在精确度测定中,需要结合标准曲线的中间浓度点(1.25%),完成对苯含量回收率试验的精度测定。具体的操作步骤和注意要点需要参考SH/T 0713—2002中的苯含量测定方法,最后对测定方法进行应用精度讨论。

2.2.4 样品精密度的测定

精密度测定中,也要对样品进行六次测定试验,其具体步骤为:25 m L容量瓶中加入1.0 m L丁酮;汽油样品定容到刻度;对样品进行充分的混合;借助上述测定仪器进行上机测定。

2.3 注意事项

在进行测定实验中,需要确保测定环境满足上述实验规定,同时对测定仪器和人员进行一定的管理。人员方面进行培训和熟悉试验流程,仪器方面做好设备维护管理。

3 实验结果讨论

3.1 苯校准曲线

其预定数值可以参考表2,在计算后,其苯的回归方程可以参考公式:y=1.960 9x+0.000 6,R2=1.0。同时结合数据进行校准曲线的设置,图1为校准曲线,在分析图1后有着明显的线性关系,可以当做样品测定中所应用的校准曲线,提高测定质量。

表2 FJ-3色谱参考样中苯、丁酮测定数据

表格图
图片

图1 校准曲线

3.2 检出限

首先进行空白试剂(用异辛烷)的测定,结果中无目标物的出现。其次,借助HJ 168—2010中的方法,以苯体积分数检出限为0.1%进行样品的分析,然后对两倍含量预估值(苯体积分数0.2%)的样品进行六次测定,最后得到平行测定的数据(含苯体积分数0.2%),详情可以参考表3。结合数据进行精细计算后,苯样品六次平行测定结果的标准偏差SD为0.004 27%,结合公式计算得方法检出限(MDL)为0.013 4%,在该样品浓度测定超过方法检出限的10倍后,应调整样品浓度进行新的测定。重复上述步骤,再配置4倍的苯含量溶液(苯体积分数0.4%),再将100μL苯和1 m L丁酮加入容量瓶(25 m L)中,并在定容至刻度中使用异辛烷,进而得到苯体积分数0.4%的样品。进行六次平行测定,其测定结果可参考表4。

表3 含苯体积分数为0.2%的六次平行测定结果

表格图

表4 含苯体积分数为0.4%的六次平行测定结果

表格图

结合上述含苯体积分数0.2%、0.4%样品的六次平行测定数据,能分别得到其平均值(VA=0.195%、VB=0.389%)与方差(SA2=1.571×10-5、SB2=8.571×10-6),其方法检出限(MDL,在公式中将其表达为LMD)的计算参考公式(1)、式(2):

图

式中:LMD为方法检出限(MDL)之值;T为自由度(99%置信度时t的分布);VA为批次差较大的自由度(nA-1);VB为批次差较大的自由度(nB-1);Sp为组合标准偏差;最后得出MDL为0.009 3,检出限较低。

3.3 准确度

对苯标准样品(含苯体积分数1.25%)进行四次测定,其数据参考表5。在进行试验后,苯体积分数均值为1.257%、回收率100.5%,结合行业中其他的研究数据,具有较高的相似性,可证明气相色谱法(SH/T0713—2002)具有准确、可信性。同时参考表5,测定结果无大幅度波动,整体的精密度及重复性较高,代表气相色谱检测系统较稳定[3]

表5 含苯体积分数为1.25%的苯标准样品四次测定结果

表格图

3.4 精密度

对市售92号汽油样品进行重复测定,结果可得到汽油样品中苯体积分数测定值(n=7),其中样品1、2、3、4、5、6、7的苯体积分数精密度测试值分别为0.49%、0.48%、0.48%、0.48%、0.49%、0.50%、0.48%,同时在经过数据处理后,7份样品的平均值为0.49%、标准偏差为0.007、相对标准偏差为0.01%。

4 结语

在基于气相色谱法对汽油中苯含量进行测定时,经过上述一系列的分析,可得出以下实验结论:苯校准曲线具有很好的线性关系,其相关系数为1;检出限为0.009 3%,远远小于0.1%;对标准样品(苯体积分数1.25%)进行准确度分析,回收率为100.6%;对92号车用汽油进行七次重复测定,平均值为0.49%,标准偏差为0.007,相对标准偏差为0.01%。在综合了解上述数据后,其气相色谱法(SH/T 0713—2002)能高效适用于汽油中苯含量的测定,利于提高汽油的整体质量,更好地发挥其价值。


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