氣相色譜法對汽油中苯含量的測定研究
發布時間:2024-08-21作者:小編來源:點擊:次
對于氣相色譜法而言,具有靈敏度高、分離效率高、分析速度快等優點,可以對多組分混合物進行分離,進行物質定性和定量的分析,目前在環境保護、食品檢驗和石油加工中有著廣泛應用。結合汽油中苯的存在而言,一方面可以提高汽油中的辛烷值,進而增加燃油品質,另一方面也會有較強的致癌作用,因此有必要做好車用汽油生產中的苯含量的測定工作。下面將具體分析苯含量測定中,基于反吹系統的雙柱串聯氣相色譜儀的應用效果,以期望可以有效控制汽油中的苯含量,更好發揮燃油價值。
1 實驗準備概述
1.1 主要儀器、試劑
儀器如下:氣相色譜儀 GC System;容量瓶(25 m L);移液槍(50μL)。試劑如下:異辛烷(純度99%);FJ-3色譜參考樣(苯);丁酮(內標物);汽車樣品(市售車用汽油)[1]。
1.2 色譜條件設計
色譜條件可以參考表1。
表1 氣相色譜儀的色譜條件
2 實驗過程分析
2.1 實驗原理
在進行試驗中,其原理可以從以下步驟進行解釋:
1)樣品中的內標物選擇將丁酮(MEK),完成內標物選擇后將樣品導入氣相色譜儀中。
2)當樣品進行內標處理后,會經過色譜柱(含非極性固定相),這時樣品組分能夠基于沸點的差異,不斷得到分離。需要注意的是,在辛烷流出后,還需進行非極性柱的反吹,能將沸點大于辛烷的組分進行反吹處理。
3)完成反吹后,借助分析柱中的強極性固定相TECP,可以對辛烷和輕組分進行分析,進而了解芳烴、非芳烴化合物的組成規模數量。
4)最后應用火焰離子化檢測器對流出的組分進行檢測,同時要求使用記錄儀對實驗數據進行全面、精確的記錄。當完成對峰面積的測量及依據內標物進行濃度計算后,可實現基于氣相色譜法對汽油中苯含量的測定研究。
2.2 實驗過程
2.2.1 測定標準曲線
在進行標準曲線的測定中,一方面要結合內標標準曲線法合理設計實驗流程,另一方面需要借助FJ-3苯標準溶液,組成苯體積分數分別為0.12%、0.67%、1.25%、2.50%、5.00%的樣品。當完成流程設計和樣品溶液配置后,借助上述SH/T 0713—2002中的苯測定方法,進行標準曲線測定試驗。
2.2.2 測定檢出限
在測定中其方法是觀察是否存在目標物,且其空白劑應用異辛烷。在具體的測定環節中,先預計苯體積分數檢出限為0.1%,然后分別加入50μL苯、1 m L丁酮并用異辛烷定容至刻度,此時可進行樣品(苯體積分數為0.2%)的配置。
其次,要通過六次平行的測定對檢出限進行計算。需要注意的是,若濃度大于或者小于計算方法的檢出限,則應調整樣品濃度并進行檢出限的重新測定,同時也應對兩批次方差的測定值進行計算,完成檢出限測定[2]。
2.2.3 測定準確度
在精確度測定中,需要結合標準曲線的中間濃度點(1.25%),完成對苯含量回收率試驗的精度測定。具體的操作步驟和注意要點需要參考SH/T 0713—2002中的苯含量測定方法,最后對測定方法進行應用精度討論。
2.2.4 樣品精密度的測定
精密度測定中,也要對樣品進行六次測定試驗,其具體步驟為:25 m L容量瓶中加入1.0 m L丁酮;汽油樣品定容到刻度;對樣品進行充分的混合;借助上述測定儀器進行上機測定。
2.3 注意事項
在進行測定實驗中,需要確保測定環境滿足上述實驗規定,同時對測定儀器和人員進行一定的管理。人員方面進行培訓和熟悉試驗流程,儀器方面做好設備維護管理。
3 實驗結果討論
3.1 苯校準曲線
其預定數值可以參考表2,在計算后,其苯的回歸方程可以參考公式:y=1.960 9x+0.000 6,R2=1.0。同時結合數據進行校準曲線的設置,圖1為校準曲線,在分析圖1后有著明顯的線性關系,可以當做樣品測定中所應用的校準曲線,提高測定質量。
表2 FJ-3色譜參考樣中苯、丁酮測定數據
圖1 校準曲線
3.2 檢出限
首先進行空白試劑(用異辛烷)的測定,結果中無目標物的出現。其次,借助HJ 168—2010中的方法,以苯體積分數檢出限為0.1%進行樣品的分析,然后對兩倍含量預估值(苯體積分數0.2%)的樣品進行六次測定,最后得到平行測定的數據(含苯體積分數0.2%),詳情可以參考表3。結合數據進行精細計算后,苯樣品六次平行測定結果的標準偏差SD為0.004 27%,結合公式計算得方法檢出限(MDL)為0.013 4%,在該樣品濃度測定超過方法檢出限的10倍后,應調整樣品濃度進行新的測定。重復上述步驟,再配置4倍的苯含量溶液(苯體積分數0.4%),再將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異辛烷,進而得到苯體積分數0.4%的樣品。進行六次平行測定,其測定結果可參考表4。
表3 含苯體積分數為0.2%的六次平行測定結果
表4 含苯體積分數為0.4%的六次平行測定結果
結合上述含苯體積分數0.2%、0.4%樣品的六次平行測定數據,能分別得到其平均值(VA=0.195%、VB=0.389%)與方差(SA2=1.571×10-5、SB2=8.571×10-6),其方法檢出限(MDL,在公式中將其表達為LMD)的計算參考公式(1)、式(2):
式中:LMD為方法檢出限(MDL)之值;T為自由度(99%置信度時t的分布);VA為批次差較大的自由度(nA-1);VB為批次差較大的自由度(nB-1);Sp為組合標準偏差;最后得出MDL為0.009 3,檢出限較低。
3.3 準確度
對苯標準樣品(含苯體積分數1.25%)進行四次測定,其數據參考表5。在進行試驗后,苯體積分數均值為1.257%、回收率100.5%,結合行業中其他的研究數據,具有較高的相似性,可證明氣相色譜法(SH/T0713—2002)具有準確、可信性。同時參考表5,測定結果無大幅度波動,整體的精密度及重復性較高,代表氣相色譜檢測系統較穩定[3]。
表5 含苯體積分數為1.25%的苯標準樣品四次測定結果
3.4 精密度
對市售92號汽油樣品進行重復測定,結果可得到汽油樣品中苯體積分數測定值(n=7),其中樣品1、2、3、4、5、6、7的苯體積分數精密度測試值分別為0.49%、0.48%、0.48%、0.48%、0.49%、0.50%、0.48%,同時在經過數據處理后,7份樣品的平均值為0.49%、標準偏差為0.007、相對標準偏差為0.01%。
4 結語
在基于氣相色譜法對汽油中苯含量進行測定時,經過上述一系列的分析,可得出以下實驗結論:苯校準曲線具有很好的線性關系,其相關系數為1;檢出限為0.009 3%,遠遠小于0.1%;對標準樣品(苯體積分數1.25%)進行準確度分析,回收率為100.6%;對92號車用汽油進行七次重復測定,平均值為0.49%,標準偏差為0.007,相對標準偏差為0.01%。在綜合了解上述數據后,其氣相色譜法(SH/T 0713—2002)能高效適用于汽油中苯含量的測定,利于提高汽油的整體質量,更好地發揮其價值。