氣相色譜法分析碳酸甲乙酯

2017-03-18 18:46:08湯嫻

遼寧化工 2017年6期

湯嫻

（銅陵金泰化工股份有限公司，安徽銅陵 244000）

碳酸甲乙酯（Ethyl Methyl Carbonate，簡稱EMC）是一種簡單的不對稱碳酸酯，相對于碳酸二甲酯等對稱碳酸酯化合物，其極性特點決定了它在溶劑和反應試劑領域有著不可替代的重要地位。尤其是用于鋰電池行業作為導電性電解質和可選擇不同基團參與有機化學反應。

碳酸甲乙酯主要有三種合成方法：光氣法、酯交換法和羰基化法，銅陵金泰化工股份有限公司生產的碳酸甲乙酯主要是采用碳酸二甲酯和乙醇在一定比例條件下混合，以醇鈉作為反應催化劑，酯交換反應生成，通過精餾分離可得到純度約為99.98%的碳酸甲乙酯。但是，碳酸甲乙酯的檢測方法未見報道。銅陵金泰化工股份有限公司采用氣相色譜法（GC）對合成及分離工藝進行控制分析。碳酸甲乙酯在汽化室汽化后，在載氣（N2）作用下進入毛細管柱，由于碳酸甲乙酯和其他雜質在氣相和毛細管柱固定相的分配系數有差異，經過反復（約為103-106次）的吸附、脫附，各個組分在毛細管柱中的速度就會有所不同，經過一定的柱長后，不同的組分就得以分離開。最終通過電信號的輸出與放大將碳酸甲乙酯的檢測結果以色譜圖的形式（采用面積歸一法）呈現。本文著重討論碳酸甲乙酯氣相色譜分析方法的建立。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

氣相色譜儀：安捷倫7820A型，氫火焰離子化檢測器FID，EZChrom色譜數據處理工作站；

丙酮：分析純，純度≥99.5%，國藥集團化學試劑有限公司；

正戊醇：分析純，純度≥98.5%，國藥集團化學試劑有限公司；

EMC標準樣品：純度≥99.5%，安徽銅陵金泰化工股份有限公司；

EMC樣品：安徽銅陵金泰化工股份有限公司。

1.2 色譜條件

色譜柱為安捷倫DB-1701石英毛細管柱 (30 m×0.25 mm, 0.25μm)；載氣為高純氮氣(≥99.995%)；分流比為30∶1；載氣流速為1 mL/min；進樣量為 1 μL；汽化溫度 200 ℃；檢測溫度 250 ℃；柱溫80 ℃。

1.3 實驗方法

1.3.1 EMC標準溶液的配制

用微量進樣器分別精密量取EMC標準樣品2、4、8、16、32、64μL于10 mL容量瓶中，準確加入 8μL正戊醇作為內標物，用丙酮稀釋至刻度，搖勻，使EMC的體積分數分別為：0.02%、0.04%、0.08%、0.16%、0.32%、0.64%。

1.3.2 EMC樣品溶液的配制

取1 mL EMC樣品，用丙酮定容至100 mL。準確加入8μL正戊醇作為內標物于10 mL容量瓶中，用EMC樣品的丙酮溶液稀釋至刻度，搖勻。

1.3.3 測定

在色譜條件下，待儀器準備就緒后進樣檢測，先檢測EMC標準溶液，然后測定EMC樣品溶液，分別記錄EMC與內標物正戊醇的峰面積。

1.3.4 含量計算

將EMC標準溶液中的EMC與內標物正戊醇的峰面積比與EMC含量進行線性回歸，得出線性回歸方程。

將EMC樣品溶液中EMC與內標物正戊醇的峰面積比帶入線性方程，得出樣品溶液中 EMC的含量，最后轉成EMC樣品中EMC的實際含量。

2 結果與討論

2.1 色譜柱

選用安捷倫HP-5石英毛細管柱 (30 m×0.32 mm,0.25μm)和安捷倫 DB-1701石英毛細管柱 (30 m×0.25 mm, 0.25μm)進行比較試驗，結果表明，DB-1701毛細管柱的分離效果較好：出峰時間短，峰形對稱，EMC、雜質、溶劑丙酮、內標物正戊醇均得到有效分離。采用安捷倫DB-1701毛細管柱檢測EMC標準溶液及樣品溶液的色譜圖如下圖1、圖2所示。

圖1 EMC標準溶液的氣相色譜圖

圖2 EMC樣品溶液的氣相色譜圖

2.2 溫度

溫度的選擇是氣相色譜分析方法最重要的參數之一。首先柱溫的選擇會直接影響毛細管柱的分離效能和儀器的分析速度。由于EMC樣品溶液屬于沸程不太寬的簡單樣品，可以采用恒溫模式。經過反復比較，柱溫選擇為 80 ℃時，分析速度快，且各個組分分離度高。其次，由于EMC樣品溶液中重組分雜質的沸點約為130 ℃左右，所以汽化溫度設置為200 ℃，過高或過低都會影響柱效。最后，檢測器溫度需略高于汽化溫度，便于殘留物質揮發，故設置為250 ℃。