氣相色譜法測定重質二元醇的測定-氣相色譜法

摘 """""要：測定重質二元醇及其各組分的方法研究建立，該方法用于重質二元醇中醇含量的測定。重質二元醇是煤制乙二醇技術的副產物，主要由乙二醇、二乙二醇和三乙二醇等組分組成[1]，具有較高的沸點和揮發性。ShimCap-InoWax毛細管色譜柱和FID氫火焰離子化檢測器被用于研究者對重質二元醇的組分進行分離和檢測。設置好的色譜條件，成功地分離了各個醇類組分，并取得了良好的檢測效果。以榆林化學實際生產的重質二元醇為樣品，和客戶樣品進行了對比研究。實驗結果表明，：在所選色譜條件下，重質二元醇的質量濃度與測量結果呈現良好的線性關系，測量范圍為0-～100.003%。；二乙二醇和三乙二醇這兩個組分也呈現出良好的線性關系，測量范圍分別為0～3.10%和0～0.03%。精密度實驗的；相對標準偏差均小于2%，符合要求[2]。加標回收率實驗表明，；重質二元醇的加標回收率在為99.78%～100.05%之間，變異系數為0.44%。；二乙二醇和三乙二醇的加標回收率分別在為99.48%～100.11%和98.13%～100.96%之間，變異系數分別為1.07%和0.75%。兩家；2個樣品測定分析結果相對誤差小于4%，結果可靠。因此，本方法在測定重質二元醇中醇含量方面取得了良好的結果。

關 "鍵 "詞：重質二元醇；氣相色譜；測定

中圖分類號：TQ016.1"""""文獻標志碼： A """"文章編號： 1004-0935（2024）07-1137-04

重質二元醇是一類含有兩個異構體的有機化合物，常被稱為多異丙醇或多丙醇。它們具有較高的沸點和揮發性，易揮發、易溶于水，并帶有一定的腐蝕性^[1]。重質二元醇的物理性質因其不同的結構而異，例如其熔點和沸點范圍廣泛，同時還有著不同的顏色和溶解性。這種有機化合物被廣泛應用于工業、農業、食品和醫藥等領域，如溶劑、防凍劑、脫模劑、清洗劑和生物燃料等^[2]。為了滿足客戶和市場需求，重質二元醇在出廠前需要對其的組分乙二醇、二乙二醇、三乙二醇的含量進行測定，以確保符合技術指標要求。針對這個要求，氣相色譜法是該實驗測定的理想選擇。該方法能夠快速高效地分離各個組分，并通過校正面積歸一化法直接準確地測定重質二元醇的含量。其操作流程簡單易行，分離效果良好，且具有較高的重復性和準確度^[2]。

1 "實驗部分

1.1 "方法原理

采用氣相色譜法，在預定的工作條件下，樣品會經過氣化室進行氣化，然后通過色譜柱，使其中的各個組分得到有效分離^[3]。在分離過程中，可以使用氫火焰離子化檢測器進行檢測，并通過修正水含量的方式進行數據修正。最后，使用校正面積歸一化法（SOR法）計算每個組分的含量。

1.2 "試劑和載氣

乙二醇：色譜純（規格：100ｇ）。

二乙二醇：色譜純（規格：100"mL）。

三乙二醇：色譜純（規格：500 mL）。

四氫呋喃：色譜純（規格：4Ｌ）。

高純空氣：鋼瓶（規格："40Ｌ），用活性炭和分析篩過濾干凈后使用。

高純氫氣：鋼瓶（規格："40Ｌ），純度大于99.99％。

高純氮氣：鋼瓶（規格："40Ｌ），純度大于99.99％。

1.3 "主要儀器設備

氣相色譜儀（產地：日本島津公司，型號：GC-2014C），配備：火焰離子化檢測器（FID），整機靈敏度和穩定性應符合GB/T"9722相關規定要求^[4]。對樣品中 0.001%（質量分數）的組分所產生的峰高應大于噪聲的兩倍。該儀器在放置時應保持在室溫為5～35"℃的環境下，并且相對濕度應低于85%。為防止腐蝕性氣體侵入、振動、日光直射和強磁場對儀器造成損害^[5]，應采取相應的預防措施。同時，操作場所應具備良好的通風條件。

進樣器：微量注射器1、10"μL。

硅膠：分析純。

活性炭：優級純。

1.4""色譜操作條件

色譜分析條件見表1^[6]。

注∶其他能夠完全分離的色譜柱和色譜操作條件都可使用。

1.5""實驗方法

1.5.1 "標準方法建立

使用分析天平準確稱取一定量的乙二醇、二乙二醇、三乙二醇色譜純標準樣品，將其移入干凈的容量瓶中，并加入適量的色譜純四氫呋喃溶劑進行定容，直至達到刻度。然后使用超聲波對其進行均勻混合。隨后，使用1"μL注樣器向色譜儀中快速注入1"μL的標準樣品溶液，按下“start”鍵，并進行3～5次重復測定。記錄數據色譜圖，然后讓色譜工作站自動計算各組分校正因子。為了確保分析結果的準確性和可靠性，需要盡量減小誤差范圍，使其不超過0.1%。接著，根據峰面積和組分理論含量，計算出各組分的相對校正因子。最后，根據標準曲線制作方法，制作一個分析模板。

1.5.2""樣品測定

按照色譜操作條件設置調整好儀器，等色譜基線穩定后，調出分析模板，并在相同條件下使用1"μL微量進樣器吸取1"μL樣品，注入氣化室。迅速按下“start”鍵后，色譜工作站會自動測量各峰面積并記錄出峰情況，實驗色譜圖見圖1。

根據所選定的方法，進行校正以確定水分含量，使用校正面積歸一化法（SOR法）分別計算每個組分的含量^[7]。

1.5.3""結果計算

各被測組分的質量分數Xi，數值以%表示，分別按式（1）計算∶

式中：f_iA_i"—被測組分i的校正峰面積；

X_水—測得的水的質量分數，%；

∑f_iA_i—各組分的校正峰面積之和。

乙二醇：平行實驗測定的兩次獨立測定結果的絕對差值應＜0.02%。

其他組分：取兩次平行測定結果的算術平均值為結果報出，兩次獨立測定結果的絕對差值不超過其算術平均值的10％。

2 "結果與討論

2.1 "色譜條件的選擇

2.1.1 "色譜柱的選擇

重質二元醇具有較高沸點和揮發性，本文選擇將ShimCap-Inowax毛細管色譜柱與 Variance infinityC₁₈毛細管柱進行實驗對比，ShimCap-Inowax毛細管色譜柱 與 Variance infinityC₁₈毛細管柱均能使各組分出峰完全分離，色譜峰形態良好，但 ShimCap-Inowax毛細管色譜柱分析時間更短，基線穩定性更好，且無噪音干擾，具有較高的分離度和靈敏度。故選用 ShimCap-Inowax毛細管色譜柱進行色譜分析。

2.1.2 "溶劑的選擇

重質二元醇在氣相色譜實驗中極易揮發，而四氫呋喃是一種揮發度較低、毒性較小的有機溶劑，具有良好的溶解性，可以溶解一些極性化合物，提高實驗的準確性和效率。經過實驗驗證，四氫呋喃顯示出較低的揮發度，更適用于揮發性高的重質二元醇做溶劑。與石油醚和環己烷等有機溶劑相比，四氫呋喃的親和力較低，可能會影響分離效果，但四氫呋喃揮發度較低，可以避免色譜柱中過多的溶劑積累，從而減小對分析結果的干擾影響。此外，四氫呋喃的毒性較小，使用安全，可以減少對實驗人員和色譜柱造成的損傷，延長使用壽命。因此，選擇四氫呋喃作為溶劑是最佳的選擇。

2.1.3 "溫度的選擇

針對重質二元醇高沸點的特性和色譜柱的使用溫度限制，實驗中將汽化溫度設置為350"℃，以保證樣品能夠充分氣化并防止檢測器污染。為了進行柱溫的優化，將檢測器溫度和進樣口設置較高的溫度，并對分流和不分流模式進行了實驗，觀察色譜峰的影響。結果表明，重質二元醇中醇類物質的分流歧視影響較小，為獲得更好的色譜峰形，選擇分流模式進樣，并設置分流比為50∶1，這樣獲得的峰形對稱性更好。

2.2 "線性范圍與精密度

2.2.1""線性范圍測試

準確稱取重質二元醇標準樣品，并將它們放入一組干凈的試劑瓶中。用超聲波器將它們均勻振蕩混合，用10 μL微量進樣器吸取不同體積（0、1、3、5、7、9 μL）的樣品，加入6個50 mL的容量瓶中，再加入四氫呋喃溶液稀釋至刻度，搖勻。按照實驗規定的操作方法依次進行測定，記錄各組分的色譜峰面積。用重質二元醇及其各組分的峰面積與質量濃度制作標準曲線。實驗中發現乙二醇、二乙二醇和三乙二醇的質量分數在0～91.10%、0～3.58%和0～0.51%呈現出線性關系，線性范圍符合要求。

2.2.2""精密度實驗

準確稱取重質二元醇標準樣品，按照實驗方法逐步配制成3份不同濃度的標準溶液，按照設置好的色譜條件測定乙二醇、二乙二醇和三乙二醇的含量并記錄色譜圖，計算相對標準偏差，結果見表2。

由表2 可知該實驗方法的相對標準偏差均小于2%^[8]，符合實驗要求。

2.3 "加標回收率試驗

準確稱取一組已知含量的試樣，共計6份，然后將每份試樣分別加入不同量的重質二元醇標準儲備液0.5、1和2 mL。根據實驗規定的方法，將這些溶液配制成一系列濃度不同的樣品溶液^[9]。然后，使用該方法對這些樣品溶液進行測定，以確定其中重質二元醇及其各組分的總含量，并計算回收率。具體結果詳見表3。

2.4 "樣品檢測

對榆林化學公司實際生產中的重質二元醇與客戶化驗結果做了對比，結果見表4，通過表4得知，兩家的分析結果相對誤差均小于4%，結果可靠。

注：表中EG代表乙二醇，DEG代表二乙二醇，TEG代表三乙二醇。

3 "結論

筆者建立的氣相色譜法，是重質二元醇及其各組分的測定方法，在經過驗證后表現出了較理想的線性關系和精密度，因此可被視為一種可行且有效的分析方法。該方法可以直接測定重質二元醇中醇組分的含量，測定值準確度與精密度可靠，足以滿足重質二元醇中有關物質含量的測定，是一種高效的分析方法。

參考文獻：

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Determination of Heavy Diol by Gas Chromatography

Assessment of high molecular weight alcohols - Gas chromatography translationZHANG Shengmei，"LI Zien

（Shaanxi Coal Group Shaanxi Yulin Chemical Co.， Ltd.， affiliated with Shaanxi Coal Group

Yulin Shaanxi 719000， Shaanxi Province， China）

Abstract：""ShimCap-InoWax capillary column and FID hydrogen flame ionization detector were used to separate and detect the components of heavy diol. By setting chromatographic conditions， various alcohol components were successfully separated and good detection results were obtained. The heavy diol actually produced by Yulin Chemical Co.， Ltd. was compared with the customer sample."The results showed that under the selected chromatographic conditions， the mass concentration of heavy diol had"a good linear relationship with the measurement results， and the measurement range was"0 ～ 100.003%. The diethylene glycol and triethylene glycol components also showed a good linear relationship， and the measurement ranges were 0 ～ 3.10% and 0 ～ 0.03% respectively. The relative standard deviation was"less than 2%， meeting the requirements. The recovery rate of heavy diol was 99.78% ～ 100.05%， and the coefficient of variation was 0.44%. The recoveries of diethylene glycol and triethylene glycol were 99.48% ～ 100.11% and "98.13% ～ 100.96% respectively， and the coefficients of variation were 1.07% and 0.75% respectively. The relative error of the two samples was"less than 4%， and the results were"reliableA method for determining the components of high molecular weight alcohols and their concentration has been developed and applied for the assessment of high molecular weight alcohols. High molecular weight alcohols are by-products of the petrochemical process for producing ethylene glycol. They are mainly composed of ethanol， di-ethanol， and tri-ethanol， among others， with a high boiling point and volatility. ShimCap-InoWax capillary column and FID hydrogen flame ionization detector were used by researchers to separate and detect the components of high molecular weight alcohols. The separation conditions were set up successfully and successfully detected the components of the various alcohols. Researchers compared the samples from榆林化學 with actual production samples and customer samples. The experimental results show that there is a good linear relationship between the mass concentration of high molecular weight alcohols and the measurement results under the selected chromatography conditions， with a measurement range of 0-100.003%. The two components， di-ethanol and tri-ethanol， also exhibited good linear relationships with measurement ranges of 0-3.10% and 0-0.03%， respectively. The precision experiment showed that the relative standard deviation of the experimental results was less than 2%， which met the requirements. The addition recovery experiment showed that the recovery rate of high molecular weight alcohols was between 99.78% and 100.05%， with a relative standard deviation of 0.44%. The recovery rates of di-ethanol and tri-ethanol were between 99.48% and 100.11% and between 98.13% and 100.96%， respectively， with relative standard deviations of 1.07% and 0.75%. The results from the two samples showed that the relative error of the determination was less than 4%， which is reliable. Therefore， this method has achieved good results in the determination of alcohol content in high molecular weight alcohols.

Key words：""Heavy diol high molecular weight alcohols; Gas chromatography; Determination