李 雁 如
(國(guó)家煤及煤化工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心, 山西 太原 030012)
洗油是煤焦油精餾過(guò)程的重要餾分之一,洗油中富含甲基萘、吲哚、苊、芴、氧芴等寶貴的有機(jī)化工原料,因此,分離和分析洗油成分對(duì)煤焦油的深加工及提高其資源綜合利用率具有重要意義[1,2]。苊、芴和氧芴作為合成染料、涂料、制藥、合成樹(shù)脂、工程塑料和橡膠防老劑等主要工業(yè)的原料,在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、印染、香料工業(yè)、工程塑料和橡膠工業(yè)中應(yīng)用廣泛[3,4]。從洗油中提取苊、芴和氧芴,不僅能夠得到高價(jià)值的純品,還可以提高洗油的洗苯能力,也有利于從洗油中分離其他組分[5]。
文獻(xiàn)報(bào)道的洗油組分分析方法主要有紫外分光光度法、反相高效液相色譜法、氣相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法( GC-MS) 、熒光光度法、質(zhì)譜法等[6,7],這些方法各有利弊。而洗油中的苊、芴、氧芴同時(shí)定量分析尚未見(jiàn)報(bào)道。本文采用了毛細(xì)管氣相色譜法同時(shí)測(cè)定洗油中的苊、芴、氧芴含量,取得了理想的效果。該方法操作簡(jiǎn)便、快速,準(zhǔn)確,便于推廣應(yīng)用。
Agilent6890氣相色譜儀;Chemstation工作站;Agilent7683系列自動(dòng)進(jìn)樣器;氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)。
苊、芴、氧芴均為色譜純;無(wú)水乙醇為市售分析純;洗油樣品由山西宏特煤化工有限公司提供。
色譜柱為HP-5石英毛細(xì)管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm),載氣為高純氮?dú)?。色譜條件見(jiàn)表1。
表1 色譜分析條件Table 1 Analysis conditions of gas chromatography
1.3.1 方法原理
用無(wú)水乙醇作溶劑,HP-5石英毛細(xì)管色譜柱進(jìn)行分離,微量進(jìn)樣器直接進(jìn)樣,氫火焰檢測(cè)器檢測(cè)待測(cè)物質(zhì),以單點(diǎn)校正法定量,測(cè)定苊、芴、氧芴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
1.3.2 樣品測(cè)定
分別稱取0.01 g的苊、芴和氧芴(準(zhǔn)確至0.000 2 g),用無(wú)水乙醇溶解,定容于10 mL容量瓶中,搖勻,作為校準(zhǔn)溶液。
試樣經(jīng)脫水靜置后,準(zhǔn)確稱取適量樣品(準(zhǔn)確至0.000 2 g)于25 mL容量瓶中,加入無(wú)水乙醇溶解并稀釋至刻線,搖勻備用。要求樣品經(jīng)稀釋后濃度與校準(zhǔn)樣品濃度盡量接近。按表1色譜條件調(diào)整色譜儀,待儀器穩(wěn)定后,用Agilent7683系列自動(dòng)進(jìn)樣器注入校準(zhǔn)溶液 1.0 μL,平行測(cè)定 2次;再注入1.0 μL的樣品溶液,平行測(cè)定2次。分別取苊、芴及氧芴面積的平均值,作為標(biāo)樣和試樣的峰面積,計(jì)算其含量。
典型樣品色譜圖見(jiàn)圖1。
圖1 典型樣品色譜圖Fig.1 Chromatogram of typical sample
通過(guò)選用丙酮、苯、甲苯、二甲苯、三氯甲烷、二硫化碳、無(wú)水乙醇、石油醚等常用的有機(jī)溶劑進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)可知,無(wú)水乙醇、甲苯和二甲苯均能很好地溶解待測(cè)物,但甲苯、二甲苯對(duì)操作者健康有嚴(yán)重危害,最終選擇無(wú)水乙醇作溶劑。
將色譜純苊、芴和氧芴,用無(wú)水乙醇溶解后,按表1的色譜條件進(jìn)行分析,保留時(shí)間見(jiàn)表2。
表2 苊、芴及氧芴的保留特性Table 2 Retention characteristics of f acenaphthene,fluorene and dibenzofuran t /min
分別稱取0.01 g的苊、芴和氧芴(準(zhǔn)確至0.000 2 g),用無(wú)水乙醇溶解,定容于10 mL容量瓶中并搖勻,作為校準(zhǔn)溶液。用自動(dòng)進(jìn)樣器分別注入標(biāo)準(zhǔn)樣品1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 μL,分別測(cè)定苊、芴及氧芴的峰面積。再分別以苊、芴及氧芴的峰面積為縱坐標(biāo),進(jìn)樣量為橫坐標(biāo),繪制校準(zhǔn)曲線。校準(zhǔn)曲線的回歸方程為Yi=ai x+bi,式中:ai為含i組分的線性方程的斜率;bi為i組分的線性方程的在Y軸的截距。苊、芴和氧芴校準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)分別為為0.999 63、0.999 68、0.999 65,整個(gè)色譜系統(tǒng)操作正常,且線性關(guān)系良好。
洗油中苊(或芴或氧芴)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)按式(1)計(jì)算:
式中:CS—標(biāo)樣的濃度,mg/mL;
AS—標(biāo)樣的峰面積平均值;
Ai—試樣的峰面積平均值;
mi—試樣的質(zhì)量,g。
在已測(cè)定苊、芴及氧芴含量的洗油樣品中添加不等量的標(biāo)樣,測(cè)定其回收率,結(jié)果如表3所示。
表3 加標(biāo)回收率計(jì)算結(jié)果Table 3 Calculating result of recovery
將洗油樣品重復(fù)測(cè)定 8次,考察方法的精密度。取置信度95%,進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及取舍,結(jié)果如表4所示。
表4 精密度試驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 4 Test data of precision
本文采用了毛細(xì)管氣相色譜法同時(shí)測(cè)定洗油中的苊、芴、氧芴含量。該方法快速,整個(gè)分析過(guò)程只有10 min,且準(zhǔn)確度和精密度都較高,便于推廣應(yīng)用。
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