邊魯寧，王 崇

(中昊光明化工研究設(shè)計(jì)院有限公司，遼寧大連 116031)

乙醛和環(huán)氧乙烷為同分異構(gòu)體，性質(zhì)極為相似，環(huán)氧乙烷:沸點(diǎn)10.8℃，乙醛:沸點(diǎn)20.8℃，均為極性分子，在氣體分析中氣相色譜的應(yīng)用最為普遍、廣泛，但其在氣相色譜上分離困難，而在質(zhì)量控制中將其分別檢測(cè)定性、定量又因標(biāo)準(zhǔn)、客戶、產(chǎn)品質(zhì)量等一系列原因被需要，食品級(jí)二氧化碳國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，分別對(duì)乙醛和環(huán)氧乙烷的技術(shù)指標(biāo)做出了要求，因此成功的分離乙醛和環(huán)氧乙烷成為檢測(cè)其指標(biāo)的前提。

而二氧化碳中會(huì)存在其他雜質(zhì)，可能對(duì)分離產(chǎn)生一定的影響，因此在研究乙醛和環(huán)氧乙烷分離的同時(shí)，也要考慮其與其他雜質(zhì)的互不干擾。色譜柱可分為填充柱和毛細(xì)柱兩大類，如選用毛細(xì)管柱，雖可以達(dá)到分離目的，但難以滿足檢出限的要求。因此考慮到既要達(dá)到分離的目的同時(shí)保證其靈敏度，本文選擇填充柱作為研究對(duì)象，并以干擾少的非通用型氣相色譜檢測(cè)器FID作為研究載體。關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題既填充柱的選擇。

1 填充柱的分類及應(yīng)用范圍

填充柱的分類及應(yīng)用范圍詳見(jiàn)表1。

2 填充柱選擇范圍的確定

環(huán)氧乙烷和乙醛均屬于含氧有機(jī)物。鑒于表1中列舉的固定相種類，適用范圍縮小到固體固定相中多孔聚合物和液體固定相中適用于氣體及低沸點(diǎn)組分分析的固定液(聚乙二醇)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，選取其中具有代表意義的色譜柱進(jìn)行。

1.多孔聚合物選取GDX系列和Porapak系列;

2.液體固定相選取了聚乙二醇系列。

3 實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備:GAS-D03D氣相色譜儀，配有FID檢測(cè)器，中昊光明化工研究設(shè)計(jì)院有限公司生產(chǎn)。

進(jìn)樣器:2.5mL注射器，上海醫(yī)用激光儀器廠。

表1 填充柱分類及應(yīng)用范圍Table 1 Packed column classification and application scope

標(biāo)準(zhǔn)氣體:二氧化碳底氣乙醛、環(huán)氧乙烷、甲醇等多組分含氧有機(jī)物標(biāo)準(zhǔn)氣，中昊光明化工研究設(shè)計(jì)院有限公司生產(chǎn)，相對(duì)不確定度6%。

以氫火焰離子化(FID)氣相色譜作為基體，由于FID靈敏度高，只針對(duì)碳?xì)浠衔镯憫?yīng)，可有效的去除二氧化碳中其他非碳?xì)浠衔锏母蓴_。

氣相色譜的出峰保留時(shí)間、分離度、靈敏度和載氣流速及柱箱溫度有著密不可分的關(guān)系，降低柱箱溫度，調(diào)慢載氣流速，雖然會(huì)使保留時(shí)間拖延，但同樣也會(huì)導(dǎo)致峰拖尾，峰型不對(duì)稱，靈敏度損失等問(wèn)題，而不同的色譜柱由于其阻力、內(nèi)徑等的差異，因此，最佳的流速和溫度配比不能一概而論，本實(shí)驗(yàn)在保證靈敏度的前提下，通過(guò)固定流速調(diào)節(jié)柱溫和固定柱溫調(diào)節(jié)流速的方法，得出了下列不同柱子最佳條件的譜圖。

3.1 多孔聚合物

多孔聚合物固定相由于其自身的極性和物理性質(zhì)差異，存在很多種類，不同物質(zhì)在其上的出峰順序，主要由該物質(zhì)的沸點(diǎn)以及極性決定。前期實(shí)驗(yàn)中，分別選取了不同極性的柱子進(jìn)行(強(qiáng)極性、中極性、弱極性、非極性)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)非極性和弱極性的多孔聚合物對(duì)其分離的效果要遠(yuǎn)優(yōu)于強(qiáng)極性的。因此選擇非極性的GDX-104(見(jiàn)圖1)和弱極性的Porapak-P(見(jiàn)圖2)。

圖1 GDX-104出峰順序Fig.1 The peak order on GDX-104

圖2 Porapak-P出峰順序Fig.2 The peak order on Porapak-P

3.2 液體固定相

聚乙二醇系列選擇聚乙二醇20 M，聚合質(zhì)量數(shù)大的色譜柱相對(duì)質(zhì)量數(shù)小的，具有老化穩(wěn)定性好，雜質(zhì)峰少的特點(diǎn)，適合痕量分析(見(jiàn)圖3)。

圖3 聚乙二醇出峰順序Fig.3 The peak order on Polyethylene glycol(peg)20M

4 結(jié)論

綜上所述，二氧化碳中乙醛和環(huán)氧乙烷易受氯乙烯，甲醇的干擾，圖1雖然乙醛和環(huán)氧乙烷分離好，但環(huán)氧乙烷和氯乙烯分離度差，圖2三者能達(dá)到一定的分離度，而圖3的聚乙二醇柱子分離效果不理想。因此多孔聚合物柱子可以達(dá)到分離的效果，而在痕量分析中，多孔聚合物一類色譜柱，恰恰滿足了靈敏度高，雜質(zhì)峰少，柱效穩(wěn)定等需求，因此在日后的科研工作中，可更全面的定向研究多孔聚合物對(duì)乙醛和環(huán)氧乙烷的分離作用，甚至可以兩柱結(jié)合使用，以達(dá)到更好的分離效果。

邊魯寧，女，碩士，畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)，2007年于中昊光明化工研究設(shè)計(jì)院有限公司化學(xué)工業(yè)氣體質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心工作至今。