氣相色譜技術在化工分析中的應用探討

張曉軍

摘要：隨著社會經濟和科技的發展，氣相色譜技術作為一種新型的分離、分析技術在化工、環保及醫藥等領域都有極為廣泛的應用。本文通過闡述氣相色譜技術的概念、原理及優缺點，重點探討了氣相色譜技術在化工特別是煤化工分析中的應用。

關鍵詞：氣相色譜技術;煤化工分析;應用探討

1氣相色譜技術概述

1.1氣相色譜技術的概念

氣相色譜技術是利用流動相將待測樣品送入色譜柱從而實現待測樣品各組分的分離，并對待測樣品進行定性和定量分析。由于氣相色譜技術需要對待測樣品進行氣化然后再進行組分的分離和分析，這就使得氣相色譜技術易適用于易揮發且不易分解的待測物質。氣相色譜技術根據同定相是固體還是液體可分為氣固色譜和氣液色譜，同時根據氣固色譜的同定相是吸附劑，氣固色譜又屬于吸附色譜，氣液色譜屬于分配色譜。

1.2氣相色譜技術的原理

氣相色譜技術主要是根據待測物質各組分與固定相和流動相兩相之間的吸附、溶解等物理作用的不同，從而實現待測物質中各組分的有效分離，進而實現待測物質各組分的定性和定量分析。具體來說，待測物質經過氣化在以流動相為載體的作用下流過固定相，進而待測物質在兩相之間由于吸附、溶解等作用的不同，使得各組分在固定相中的滯留時間不同，根據各組分在固定相中流出的時間的不同來對待測物質各組分進行定性分析，同時根據待測物質各組分在兩相之間多次的吸附、解吸或溶解、揮發的過程，最終實現待測物質各組分之間的有效分離，繼而在氣相色譜儀的檢測器中實現待測物質的定性和定量分析。

1.3氣相色譜技術的優缺點

氣相色譜技術相比于傳統的化學分析方法，具有操作安全快速、檢測的靈敏度高，且對待測物質各組分的分離更加高效的特點。同時，利用氣相色譜技術對待測物質進行定性和定量分析時，所需的待測物質的量也比傳統的化學分析方法要少，并且氣相色譜技術可以實現重復檢測甚至結合計算機電子技術可以實現待測物質的自動分析。然而，氣相色譜技術也存在一定的缺點，例如在利用氣相色譜技術對待測物進行定性分析時要將待測物的數據與色譜圖、色譜峰進行比對才能進行準確的定性，甚至要與質譜技術和其他光譜技術進行聯用來對待測物質進行準確、直觀的定性分析，在利用氣相色譜技術對待測物質進行定量分析時，也要對氣相色譜儀進行校準。因此，在應用氣相色譜技術進行化工分析時，要有針對性的選擇，以實現分析結果的可靠性和準確性。在煤化工分析中，應用氣相色譜技術來檢測生產煤氣中氣體含量是關鍵環節。

2氣相色譜技術在煤化工分析中的應用

2.1色譜柱的選擇

在煤化工生產中，產生的煤氣中主要含有甲烷（CH4）、一氧化碳（CO）、氮氣（N2）、氧氣（O2）、二氧化碳（CO2）及氫氣（H2）等等，應用氣相色譜技術對煤氣中的氣體進行含量的測定和分析是煤化工產業的重要環節之一。在煤化工分析中對生產煤氣中的氣體進行含量的測定，在氣相色譜儀的色譜柱選擇時常用的有5A和13X兩種色譜柱，其中5A色譜柱的檢測時間是18 min，而13X色譜柱的檢測時間是8 min。雖然SA色譜柱的檢測時間比13X色譜柱的檢測時間長，但是SA色譜柱的色譜峰間距比較寬，特別是甲烷與一氧化碳的峰間距要比13X色譜柱的寬很多，使其色譜柱效持續性強。選擇13X色譜柱進行煤氣中氣體含量分析的優勢在于檢測時間短，但是色譜峰容易出現粘連的情況，并且13X色譜柱大約10天就會出現老化現象，使得檢測的耗費較大。因此，在煤化工分析中要根據生產和檢測的實際情況和要求來進行色譜柱的有效選擇，以滿足不同的檢測分析要求。

2.2氣相色譜儀的應用

在煤化工分析中，應用色譜技術對煤氣中的氣體含量進行分析測定，其中氣相色譜儀主要分為進樣系統、分離系統、檢測系統、控制系統及數據分析處理系統等等，相對來說，氣相色譜技術由于檢測器有熱導池和氫火焰離子化兩種，使其檢測的范圍很寬，可以實現多種組分的靈敏檢測。在煤化工生產中，大多產品組分相對復雜，其分離系統要利用毛細管柱和不銹鋼柱相結合，并采用多種檢測器來進行待測物質的分析檢測。

2.3影響柱效的因素

在應用氣相色譜技術進行煤氣小氣體含量的分析檢測時，色譜柱的柱效也是重要的指標之一。其中，影響色譜柱柱效的因素主要有兩個方面：一是載氣，在應用氣相色譜技術進行煤氣中氣體含量的分析測定時，載氣通常選用純度達99.999%的氫氣，并且氣相色譜的分子篩具有很強的吸水吸濕能力，要求載氣必須干燥，當載氣中有水分時，分子篩吸收水分使得其空穴被填滿而失去活性;二是待測氣體中的雜質，由于待測氣體中的雜質會影響到柱效，在應用氣相色譜技術進行煤氣中的氣體含量分析時要先將煤氣中的雜質進行有效的過濾去除，盡量避免雜質氣體對色譜柱的污染，從而影響色譜柱的柱效。

3結語

在化工分析特別是煤化工分析中，應用氣相色譜技術進行待測物各組分的有效分離和定性、定量分析，主要從色譜柱的選擇、氣相色譜儀的有效應用及影響色譜柱的柱效因素方面來分析探討氣相色譜技術的具體應用，以發揮氣相色譜技術的優勢來實現煤化工分析工作的高效開展。

參考文獻：

[1]車紅芳，蘇秦.氣相色譜法在煤化工分析中的應用探討[J].化工管理，2016（12）：95-95.