姜迎春

摘要：針對工業(yè)甲醛氣相色譜分析方法的實(shí)際應(yīng)用，通過實(shí)驗(yàn)，對工業(yè)甲醛色譜分析的基本條件進(jìn)行了對比分析，得出了改進(jìn)思路。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過對比得出了工業(yè)甲醛色譜分析法改進(jìn)前后存在的差異，證明了該改進(jìn)方案不僅可以提高分析效率，還能在多種應(yīng)用條件下提高分析準(zhǔn)確性，能夠在化工領(lǐng)域中進(jìn)行推廣應(yīng)用，同時還能夠?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域的研究提供有效的參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)甲醛;氣相色譜;分析方法;方法改進(jìn)

一、工業(yè)甲醛氣相色譜分析方法概述

在現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展的背景下，各種技術(shù)工藝及工業(yè)材料的應(yīng)用率越來越高。工業(yè)甲醛作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中十分關(guān)鍵的原材料，在碳一化學(xué)工業(yè)鏈中占據(jù)主導(dǎo)地位?；诠に嚭陀猛镜牟煌?，工業(yè)甲醛衍生出了氨基樹脂、多元醇、聚甲醛等產(chǎn)品，在現(xiàn)代社會工業(yè)的皮革、塑料、合成纖維以及醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著重要作用。在工業(yè)甲醛相關(guān)生產(chǎn)工藝中，甲醇銀催化氧化法比較常用，而生產(chǎn)過程中，需要對甲醛濃度進(jìn)行檢測。在針對工業(yè)甲醛的檢測方法中，氣相色譜分析法占據(jù)主流，可以一次性快速檢測出甲醛及甲醇的含量。在實(shí)際應(yīng)用中，工業(yè)甲醛氣相色譜分析方法的主要優(yōu)勢在于分析效率高、準(zhǔn)確性高，同時在分析時的樣品消耗量較小，對環(huán)境的要求較低，可以實(shí)現(xiàn)批量化的分析。得益于這些優(yōu)勢，氣相色譜分析方法可以在工業(yè)甲醛的生產(chǎn)控制環(huán)節(jié)達(dá)到各種分析要求。

二、工業(yè)甲醛氣相色譜分析方法的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)分析

1.實(shí)驗(yàn)儀器、試劑

1.1實(shí)驗(yàn)儀器

型號為Agilent7890A的色相色譜儀，色譜柱為PP-80/100目，色譜柱ID為2000x3mm。檢測器為TCD檢測器。

1.2試劑材料

甲醛、甲醇、亞硫酸鈉（125g/L）硫酸（1mol/L）以及百里香酚酞指示液（1g/L）。

2.實(shí)驗(yàn)過程

2.1建立色譜條件

根據(jù)本實(shí)驗(yàn)所用儀器色譜柱特征及實(shí)驗(yàn)要求，明確的色譜條件為：①工業(yè)甲醛進(jìn)樣量為0.6μL;②吹掃填充柱進(jìn)樣位置的溫度設(shè)定為250℃;③樣品流速及載氣流速分別控制為每分鐘22.5ml和每分鐘20ml;④隔墊吹掃流量控制為每分鐘3ml;⑤色譜柱箱溫度為106℃，該溫度保持時間為10min。⑥TCD檢測器溫度控制在250℃。⑦參比流量和尾吹流量分別為每分鐘10ml和每分鐘5ml。

2.2色譜分析標(biāo)準(zhǔn)曲線

在本試驗(yàn)中，利用實(shí)驗(yàn)材料和試劑，配制了A、B、C、D4種甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，A溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，B溶液為20%，C溶液為30%，D溶液為36%?；谥敖⒌纳V分析條件，按照色譜分析儀規(guī)范操作方法，得出4種甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖。操作過程中，每一種溶液均進(jìn)樣五次，并建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線。使用外標(biāo)法對色譜圖中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，繪制相應(yīng)的色譜圖，用作分析。

3.氣相色譜分析方法的改進(jìn)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作得出的色譜圖及相關(guān)數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，甲醛色譜峰段寬度較大，和甲醇、水峰段處于相對分離的狀態(tài)。并且，圖像顯示其出峰時間是比較長的。為此，可以采取如下優(yōu)化改進(jìn)思路：確保分離度不出現(xiàn)變化，對色譜柱溫度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以提高峰段的尖銳性，為后續(xù)的積分處理提供便捷。如果這一思路可行，可以很大程度上提高分析效率。同時，基于相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件，對其中的色譜分析條件及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。比如，可以將設(shè)備的加熱器溫度調(diào)整為200℃，適當(dāng)調(diào)高色譜柱箱溫度到115℃，并且將該溫度的維持實(shí)踐減少至5min左右。同時，調(diào)整TCD檢測器溫度至180℃。基于這種改進(jìn)思路，保證ABCD四種甲醛實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線建立方法不變，再采用歸一化法對四種溶液實(shí)驗(yàn)過程產(chǎn)生的色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，繪制相應(yīng)色譜圖，以作分析。

三、工業(yè)甲醛氣相色譜分析方法和滴定分析方法的對比實(shí)驗(yàn)

1.滴定分析方法概述

國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9009-1998甲醛滴定分析方法，主要是通過較大量的中性亞硫酸鈉溶液與甲醛發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氫氧化鈉的基本原理，再基于指示劑（百里香酚酞）通過硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進(jìn)行滴定。在實(shí)際應(yīng)用中，測得相關(guān)數(shù)據(jù)之后，對照標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)甲醛溶液密度、含量關(guān)系表，得出所需結(jié)論。在實(shí)際應(yīng)用管理中，滴定分析方法可以在31%-38.8%左右的濃度范圍內(nèi)發(fā)揮測定功能。可見，在如今工業(yè)發(fā)展越來越迅速的背景下，滴定分析方法檢測工業(yè)甲醛的適用范圍相對較窄，無法滿足當(dāng)今較高濃度或較低濃度工業(yè)甲醛的測定管理需求。

2.對比分析

采用國標(biāo)甲醛滴定分析方法、傳統(tǒng)氣相色譜分析方法、改良?xì)庀嗌V分析方法，對同一批工業(yè)甲醛樣品（樣品A）中的甲醛含量分別進(jìn)行3次檢測。檢測結(jié)果如下：①國標(biāo)滴定法檢測結(jié)果分別為37.79、37.82、37.90，平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為37.84和0.08;②傳統(tǒng)氣相色譜分析法檢測結(jié)果分別為41.98、40.12、41.70，平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為41.28和1.02;③改良?xì)庀嗌V分析法檢測結(jié)果分別為36.89、36.79、36.80，平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為36.83和0.08。

然后，選取四組不同批次的工業(yè)甲醛樣品，編號分別為樣品B1、樣品B2、樣品B3及樣品B4，同樣采用國標(biāo)甲醛滴定分析方法、傳統(tǒng)氣相色譜分析方法、改良?xì)庀嗌V分析方法，對其甲醛、甲醇含量進(jìn)行單次檢測，檢測結(jié)果如下：①國標(biāo)滴定法的四組樣品檢測結(jié)果分別為甲醛——37.93、37.80、37.50、37.65，甲醇——4.89、2.51、2.56、2.31;②傳統(tǒng)氣相色譜分析法檢測結(jié)果分別為甲醛——40.15、41.68、39.70、40.39，甲醇——5.76、2.71、2.66、2.39;③，改良?xì)庀嗌V分析法檢測結(jié)果分別為甲醛——37.18、36.90、36.61、36.66，甲醇——5.16、2.31、2.38、2.15。

四、工業(yè)甲醛氣相色譜分析的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1.氣相色譜分析方法的改進(jìn)分析

根據(jù)本實(shí)驗(yàn)中關(guān)于工業(yè)甲醛氣相色譜分析方法改進(jìn)思路的執(zhí)行結(jié)果分析，可以發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的檢測時間節(jié)省率達(dá)到了40%，可以有效提升氣相色譜分析的效率。同時，從試驗(yàn)結(jié)果和理論分析的角度來看，改進(jìn)之后的分析準(zhǔn)確度也有一定程度的提升。

2.綜合對比分析

通過對國標(biāo)甲醛滴定分析方法、傳統(tǒng)氣相色譜分析方法以及改良?xì)庀嗌V分析方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，可以發(fā)現(xiàn)：在改進(jìn)之前，采用傳統(tǒng)色譜分析方法對樣品A甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定結(jié)果和國標(biāo)滴定分析法的測定結(jié)果存在較大誤差，達(dá)到了9%左右;采用改良?xì)庀笊V分析方法對樣品A甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定值和國標(biāo)滴定法測量值誤差較小，僅為2.75%左右。顯然，在優(yōu)化色譜分析條件的基礎(chǔ)上，采用定量方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，可以得到目前工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐及技術(shù)條件下的最優(yōu)色譜條件，同時結(jié)合歸一化定量法，可以全面提升工業(yè)甲醛氣象色譜分析精度和準(zhǔn)確性。進(jìn)一步來看，滴定方法在測定精密度方面所展現(xiàn)出來的重復(fù)性優(yōu)勢較大，而傳統(tǒng)氣相色譜分析法用外標(biāo)法定量，由于進(jìn)樣量存在差異，所以其重現(xiàn)性稍遜滴定法。而在改良了色譜分析條件之后，使用面積歸一化法進(jìn)行定量，可以很大程度上消除檢測時進(jìn)樣量差異產(chǎn)生的影響，進(jìn)而提高工業(yè)甲醛濃度的檢測精度。從實(shí)際應(yīng)用角度來講，改進(jìn)后的氣相色譜分析方法，全面集成了該方法本身所具備的各項優(yōu)勢，同時也彌補(bǔ)了存在的不足，在提高效率、精度、準(zhǔn)確性等方面都有積極意義，并且可以在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過程中進(jìn)行推廣應(yīng)用，進(jìn)而全面提高工業(yè)生產(chǎn)過程的甲醛濃度測定、控制，具有較好的經(jīng)濟(jì)價值、技術(shù)價值和社會價值。

3.其他結(jié)論

在工業(yè)生產(chǎn)中，工業(yè)甲醛濃度大于37%時，甲醛會出現(xiàn)自聚的情況。因此，相較于國家標(biāo)準(zhǔn)滴定法，使用歸一化面積法定量的色象棋譜測定方法的測定結(jié)果的準(zhǔn)確性相對較低。在工業(yè)甲醛生產(chǎn)成品的甲醛濃度分析中，國家標(biāo)準(zhǔn)滴定法一般可以作為仲裁分析方法進(jìn)行對比評估。

結(jié)束語：

綜上所述，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)乃至社會發(fā)展理念和機(jī)制不斷發(fā)展的背景下，針對十分重要的工業(yè)甲醛測定工作，需要相關(guān)人員對常用的國家標(biāo)準(zhǔn)滴定法及氣相色譜分析法進(jìn)行全面深入的研究分析。結(jié)合科學(xué)實(shí)驗(yàn)、實(shí)際生產(chǎn)活動分析，對相關(guān)方法優(yōu)化改進(jìn)，形成更為成熟的工業(yè)甲醛生產(chǎn)過程檢測、控制機(jī)制。只有這樣，才能更好的提升檢測效率、準(zhǔn)確性，一方面為工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)工藝的改良提供關(guān)鍵依據(jù)，另一方面為社會的可持續(xù)健康發(fā)展做出突出的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]秦耀偉， 耿蒙蒙， 耿亞楠，等. 氣相色譜法測定甲醛中的甲醇含量[J]. 河南化工， 2020， v.37;No.466（01）：60-61.

[2]宋艷茹， 王明， 趙志敏，等. 對苯二甲醛的氣相色譜分析方法研究[J]. 染料與染色， 2020（4）：117-118.

[3]李蓮蓉.工業(yè)甲醛中甲醛、甲醇、水等各組分氣相色譜法分析[J].? ?科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2013（17）

[4]曹志奎，靳翠萍，葛沛沛，李建通，高潔，徐澤夕，張付偉，李金彪.工業(yè)甲醛氣相色譜分析方法改進(jìn)[J]. 廣州化工. 2012（03）

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