氣相色譜分析方法在含氟制冷劑領域的應用研究

王瑞英 李丕永 王永千 徐甲超（山東華安新材料有限公司， 山東 淄博255300）

氣相色譜法是以氣體為流動相的分離樣品的分析方法。樣品在進樣口被汽化，汽化的樣品被載氣帶入色譜柱，色譜柱中的固定相與樣品中各組份分子作用力不同，導致各組份從色譜柱中流出時間不同，樣品被分離。通常適用于350℃以下有機化合物的檢測分析，具有重要的作用。[1]

1 氣相色譜法分析的起源、優勢和儀器

氣相色譜法是俄國學者茨威特1906年首先提出的。

氣相色譜法可用于分析氣體、液體和固體樣品，使用范圍廣;

能夠進行mg級的定量分析，靈敏度高，同時適用于痕量物質的檢測，;

完成一次分析用時幾分鐘至幾十分鐘，分析速度快;

能夠分離性質相近的同分異構體等物質，選擇性高。

氣相色譜法所用儀器主要是氣相色譜儀。氣相色譜儀基本包括以下幾個系統：氣源系統、進樣系統、柱系統、檢測系統、數據采集及處理系統、控溫系統。

2 氣相色譜法在含氟制冷劑領域中的應用

2.1 色譜用氣體選擇

含氟制冷劑不凝性氣體檢測用載氣為氦氣或氫氣，色譜柱老化時用載氣為氮氣。[2，3]

含氟制冷劑純度檢測用氣源主要為高純氮氣（或氦氣）、空氣、氫氣[5-14]，現實中由于氦氣價格較高，很少用氦氣。上述氣體主要通過高純氮氣鋼瓶、空氣發生器、高純氫氣發生器、氦氣鋼瓶提供。

2.2 進樣口的選擇

含氟制冷劑不凝氣氣體含量檢測選擇填充柱進樣口[2，3]，填充柱進樣口的載氣全部通過進樣口進入色譜柱。含氟制冷劑純度檢測時采用分流不分流進樣口，選擇分流模式[4-14]。

2.3 色譜柱的選擇

在含氟制冷劑產業中，制冷劑純度和不凝性氣體含量是生產中的關鍵指標。檢驗人員在使用氣相色譜儀對純度和不凝性氣體含量檢測時所使用的的色譜柱固定相不同，需要選擇合適的類型，詳見表1和表2。

表1 含氟制冷劑純度檢測用色譜柱固定相

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) 順式-1，3，3，3-四氟丙烯交聯鍵合100%二甲基聚硅氧烷固定液[4]鍵合硅膠及多孔層開管柱[5]鍵合硅膠及多孔層開管柱（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]鍵合硅膠及多孔層開管柱（GS-GASPRO）[10]鍵合硅膠及多孔層開管柱（GS-GASPRO）[11]PLOT-Al2O3(S) [12]PLOT-Al2O3(S) [13]鍵合6%的氰丙基苯基-94%二甲基聚硅氧烷[14]

表2 含氟制冷劑不凝性氣體檢測用色譜柱固定相

2.4 檢測器的選擇

含氟制冷劑純度檢測常用的是氫火焰離子檢測器(FID)[4-14]，不凝性氣體含量檢測用的是熱離子化檢測器(TID)[2，3，5-10]。

2.5 氣相色譜儀在使用中的注意事項

2.5.1外部條件

氣相色譜儀對外界溫度、濕度有一定的要求，外部溫度保持在5-35℃，濕度保持在20-80%。空氣濕度較大的南方地區，儀器會出現絕緣性能下降、檢測器受潮等現象，從而導致很多異常情況的出現。

2.5.2.使用過程中的維護

在含氟制冷劑的檢測過程中，長時間檢測樣品，會導致襯管被污染的現象發生，需要及時的清理或者更換，避免異常峰的產生。

2.5.3色譜柱的維護

先在高溫下老化柱子，用載氣將污染物沖洗出來；若柱性能仍不能恢復，就從儀器上卸下柱子，將柱頭截去10cm或更長（柱頭是最容易被污染的），再安裝上測試。

3 結語

氣相色譜法發展至今已經成為一門相對成熟的分析技術，對于提升含氟制冷劑分析的效率和水平而言，其重要性不嚴而喻，不僅能有效地提高分析的精確性和精密度，最大限度地降低了分析的成本，有效提高氟化工的生產率，促進含氟制冷劑化工產業的現代化發展。