氣相色譜技術在化工分析中的應用進展

王杏杰

摘 要：目前，氣相色譜技術是應用最為廣泛的一種分析方法，主要應用于工業、農業以及其他科研領域。這種新技術能夠有效地對氣體和液體實施分離，主要工作原理就是利用流動向的方式來對氣體和液體進行高速分析。在石化領域中，經常使用火焰電離檢測器和熱島檢測器進行檢測，進而擴大氣相色譜的應用范圍，提高其靈敏度，使得出的數據更加準確。基于此，本文筆者根據多年工作經驗對氣相色譜技術在化工分析中的應用進行簡要闡述。僅供業內同行參考交流。

關鍵詞：氣相色譜;化工;應用;

在我國國內針對氣相色譜技術的理論研究已經有較長的歷史，也在一定程度上取得了不菲的成績，國產氣相色譜分析儀器的產品質量和產量在化工分析中應用較高。在我國經濟發展過程起到重要作用。隨著科技的不斷進步，全國各行各業都在致力于研發新的技術，作為技術要求高的化工企業，也應該加大研發力度，促進氣相色譜技術能夠更好的改進與應用，這樣，我國的化工行業才會實現更好更快發展。

一、氣相色譜的含義及發展過程

1.氣相色譜的含義

色譜分析技術就是化工分析領域中常見且有效的分析技術。這種新技術能夠有效地對氣體和液體實施分離，主要工作原理就是利用流動向的方式來對氣體和液體進行高速分析。而在石化生產過程中，會產生許多不同的氣體，對于這些物質進行辨別就需要使用到氣相色譜，這種方法能夠對石化產品的原料進行有效分析，主要是通過四閥五柱全填充柱雙熱導檢測器對烴類氣體進行分析。此方法具有較多優點，易操作，易管理，使用范圍廣，可以對烴類氣體進行分離檢測。

2.氣相色譜的發展過程

1952 年，氣相色譜法被正式提出，不久后便生產出了世界第一臺氣相色譜儀器，其工作原理是根據滴定溶液體積與時間的關系進行制圖，從而顯示出色譜圖。隨后，通過兩年的發展時間，熱導計被人們制造出來，標準著氣相色譜檢測器邁向了新時代。1958 年，火焰離子化檢測儀被研究出來并得到推廣，然后，氬電離檢測器被人們發明出來，使得化工檢測的靈敏度得到大大提升。

上個世紀六十年代初期，隨著科學技術的不斷發展，在此階段中，人們開始對分析的精度有了新的認識，氣相色譜技術取得了很大突破，后來出現了更多選擇性好、靈敏度高的設備，色譜柱效也大幅提高，在一定程度上促進了氣相色譜技術的發展。20世紀80年代，計算機技術的普及和不斷發展，各種新的技術及工藝不斷被推廣及應用，人們開始對氣相色譜技術的反應速度、靈敏度、選擇性提出了更高的要求。

在上個世紀九十年代初期，隨著新技術的廣泛應用，能夠在最大程度上減少質譜檢測器的生產費用，降低了技術的復雜程度，氣相色譜檢測器開始逐漸被普及。

二、氣相色譜分析的特點

1.分離效率高

色譜柱的分離效率高。在正常情況下，一根正常的1m色譜柱就可以分離成幾千個理論搭板。長色譜柱的理論搭板分離效率更高，對于系數相似或很難進行分離的物質同樣可以實施分配技術，并反復進行分配平衡，以達到最佳的分離效果。

2.使用范圍廣

該技術的使用范圍更加廣泛，能夠運用到各種形態中，可以對液體和固體進行分析研究，在石化領域、醫藥研究、土壤監測、物質檢測、污水檢測和自然科學等領域都可以使用。

3.樣品用量少

色譜柱具有很高的分離效率，分離所需的同等理論搭板效率，色譜柱的用量明顯小于其他技術。

4.分析速度快

近年來，隨著色譜分析技術的不斷發展，色譜分析的速度越來越快。通常分析一個試樣在 10 min 之內就能完成，有的甚至幾秒鐘就能完成。對于一些性質很相近的試樣，只需進行一次分析即可。

5.靈敏程度高

氣相色譜的主要特點就是具有較高的靈敏度和出色的檢測能力，可以應用在眾多領域中。

6.操作簡單

氣相色譜的操作非常簡單，只需明確操作規范，嚴格按照操作流程使用即可。

三、氣相色譜技術在化工領域應用現狀

現階段，無論是世界上的其他發達國家，還是在中國，氣相色譜技術經過多年的發展已經變的非常成熟、高效，氣相色譜儀器已經更新換代了很多次，換代后的氣相色譜儀器，變得非常經濟、高效、完善。因此，在化工分析領域廣泛的應用了氣相色譜技術，所需的能量和能耗均比較低，同時，能夠有效控制化工生產各環節的反應效率和產品質量，非常有力于改善化工行業的環境，減少人力資源的消耗，降低安全隱患。在此背景下，氣相色譜技術被廣泛的推廣應用到整個化工行業中，隨著應用范圍的不斷擴大，通過不斷的設計改進，現階段，我國已經研制出多維特質氣相色譜技術。此技術的應用，可以直接把樣品放置在室內，在利用氣流的流動作用下使固體物質發生改變，通過特定的時間內，就可以促進組成部分產生分離現象，通過放大后還可以形成色譜峰。

四、氣相色譜技術在化工行業中的應用情況分析

目前，石化工業領域的競爭越來越激烈，在保證產品質量的前提下，最大限度減少能源能耗對于石化企業的長遠發展至關重要，在一定程度上起到推動氣相色譜技術發展的作用。

1.氣相色譜技術測定酮類化合物

測定空氣中的酮類化合物其原理是將空氣中的酮類用活性炭管采集，在分析前需先配置標準曲線濃度梯度，以測定異佛爾酮的職業衛生標準為例，將其純度大于99.5%的異佛爾酮色標稀釋進入二硫化碳介質中，先將濃色標稀釋100倍加入1ml二硫化碳配置出異佛爾酮中間液，再將中間液以1ml二硫化碳為介質分別稀釋500倍、200倍、100倍、50倍、配置出濃度梯度為18.1 45.3 90.5 181 ug/ml的濃度，使用儀器為島津GC-2014C的氣相色譜儀，色譜柱為毛細管柱FFAP 30m*0.32mm*0.5um ，柱溫條件為160℃平衡6分鐘，設置進樣口溫度為230℃，設置溫度為280℃，分流比為20∶1的儀器參數，并調制最佳狀態，進樣1μL，測定各濃度的峰面積，以測得的峰面積對應的異佛爾酮濃度繪制標準曲線且計算回歸方程，其相關線性系數應≥0.999。

將取樣的活性炭管內活性炭倒入1ml二硫化碳內放在島津GC-2014C上設定好測定狀態，將測得的峰面積值由標準曲線或回歸方程得到樣品中異佛爾酮得濃度，如果樣品溶液中的待測物濃度超出測定范圍，應用二硫化碳稀釋后測定，計算時需乘以稀釋倍數。此為氣相色譜儀在酮類測定中的應用，大大增加了測定空氣中酮類化合物含量的準確度。

2.提升對化工密度以及精度的分析

進行化工分析時，利用氣相色譜技術，就可以快速提高化工密度以及精確度的分析效果，同時，通過合理配置最終形成標準氣，這樣，就節約了檢測時間，可以對一些氣體濃度較高的部分直接篩選出，無需專門進行檢測，同時，也可以對其進行重復分析檢測，以其能夠達到控制氣體分析的精確度及密度。技術人員在對氣體進行分析操作時，要求其能夠充分吸收，確保能夠安全燃燒，同時，不要出現跑氣現象。

氣相色譜技術在化學分析領域中有很多益處，因此，必有重視氣相色譜技術在我國的研究與在化工行業中的推廣，重視氣相色譜技術在我國化工分析領域的實際應用，使其不斷的發展進步。

結束語：

綜上，氣相色譜分析在化工領域的應用大幅提高了生產質量和效率。但氣相色譜分析在化工領域的應用還未形成全覆蓋，相信隨著氣相色譜技術的不斷創新，分析框架會更加完善。

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