关键词：气相色谱法；油品分析；应用研究
一、气相色谱法的概述
色谱的发现首先认识到这种分离现象和分离方法大有可为的是俄国的植物学家Tswett。Tswett于1903年在波兰华沙大学研究植物叶子的组成时,将叶绿素的石油醚抽提液倒入装有碳酸钙吸附剂的玻璃管上端，然后用石油醚进行淋洗，结果不同色素按吸附顺序在管内形成一条不同颜色的环带,就像光谱一样。1906年,Tswett在德国植物学杂志上发表的一篇论文中首次把这些彩色环带命名为“色谱图”，玻璃管称为“色谱柱”，碳酸钙称为“固定相”，石油醚称为“流动相”。Tswett开创的方法叫做“液-固色谱法”,这就是色谱法的起源。
气相色谱法（gaschromatography简称GC）是色谱法的一种。色谱法中有两个相，一个相是流动相，另一个相是固定相。如果用液体作流动相，就叫液相色谱，用气体作流动相，就叫气相色谱。气相色谱法由于所用的固定相不同，可以分为两种，用固体吸附剂作固定相的叫气固色谱，用涂有固定液的单体作固定相的叫气液色谱。按色谱分离原理来分，气相色谱法亦可分为吸附色谱和分配色谱两类，在气固色谱中，固定相为吸附剂，气固色谱属于吸附色谱，气液色谱属于分配色谱。按色谱操作形式来分，气相色谱属于柱色谱，根据所使用的色谱柱粗细不同，可分为一般填充柱和毛细管柱两类。一般填充柱是将固定相装在一根玻璃或金属的管中，管内径为2～6毫米。毛细管柱则又可分为空心毛细管柱和填充毛细管柱两种。空心毛细管柱是将固定液直接涂在内径只有0.1～0.5毫米的玻璃或金属毛细管的内壁上，填充毛细管柱是近几年才发展起来的，它是将某些多孔性固体颗粒装入厚壁玻管中，然后加热拉制成毛细管，一般内径为0.25～0.5毫米。在实际工作中，气相色谱法是以气液色谱为主。
色谱法又叫层析法，它是一种物理分离技术。它的分离原理是使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动的，叫做固定相，另一相则是推动混合物流过此固定相的流体，叫做流动相。当流动相中所含的混合物经过固定相时，就会与固定相发生相互作用。由于各组分在性质与结构上的不同，相互作用的大小强弱也有差异。因此在同一推动力作用下，不同组分在固定相中的滞留时间有长有短，从而按先后秩序从固定相中流出，这种借在两相分配原理而使混合物中各组分获得分离的技术，称为色谱分离技术或色谱法。当用液体作为流动相时，称为液相色谱，当用气体作为流动相时，称为气相色谱。色谱法具有：分离效能高、分析速度快、样品用量少、灵敏度高、适用范围广等许多化学分析法无可与之比拟的优点。
二、常见气相色谱仪器
2.1热导检测器
热导检测器（TCD）属于浓度型检测器，即检测器的响应值与组分在载气中的浓度成正比。它的基本原理是基于不同物质具有不同的热导系数，几乎对所有的物质都有响应，是目前应用最广泛的通用型检测器。由于在检测过程中样品不被破坏，因此可用于制备和其他联用鉴定技术。
2.2氢火焰离子化检测器
氢火焰离子化检测器（FID）利用有机物在氢火焰的作用下化学电离而形成离子流，借测定离子流强度进行检测。该检测器灵敏度高、线性范围宽、操作条件不苛刻、噪声小、死体积小，是有机化合物检测常用的检测器。但是检测时样品被破坏，一般只能检测那些在氢火焰中燃烧产生大量碳正离子的有机化合物。
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2.3电子捕获检测器
电子捕获检测器（ECD）是利用电负性物质捕获电子的能力，通过测定电子流进行检测的。ECD具有灵敏度高、选择性好的特点。它是一种专属型检测器，是目前分析痕量电负性有机化合物最有效的检测器，元素的电负性越强，检测器灵敏度越高，对含卤素、硫、氧、羰基、氨基等的化合物有很高的响应。电子捕获检测器已广泛应用于有机氯和有机磷农药残留量、金属配合物、金属有机多卤或多硫化合物等的分析测定。它可用氮气或氩气作载气，最常用的是高纯氮。
三、气相色谱法再油品分析中的具体应用
3.1单体烃分析
分析汽油中的单体烃组成需用毛细管色谱柱。早期使用的固定液为异三十烷,但它易于流失,柱寿命较短。近年来,多采用典型的非极性甲基硅酮固定相,采用程序升温的方法,样品中的化合物在色谱柱上按照沸点增加的顺序分离,采用仪器分析检测。根据每一个色谱峰的保留时间或保留指数,与已知标准库中的组分进比较定性,面积归一化或校正因子归一化法定量,可以获得每一个色谱峰对应的组分的含量,即单体烃含量。该方法适用于直馏汽油、重整汽油、催化汽油、烷基化汽油、焦化汽油、裂解汽油等类型样品。根据单体烃组分的碳数和类型,进行分类加和,可进一步计算样品的碳数族组成正构烷烃、异构烷烃、烯烃、环烷烃、芳烃数据,但该方法不能对加氢石脑油所含少量烯烃进行准确测定。
3.2芳烃分析
对于工业二甲苯,可以采用有机皂土和邻苯二甲酸二壬醋混合固定液,从其中分出各个异构体。对测定初馏点至180℃重整原料油和初馏点至200℃重整生成油中单体芳烃组分的含量,采用一根强极性的色谱柱,使得样品中的非芳烃组分先于芳烃从色谱柱中集中流出,而芳烃则按单体实现分离,组分的检测采用仪器检测。早期大多采用聚乙二醇如作固定相的填充柱进行单体芳烃的分离,但填充柱的柱效较低。现多采用以硝基苯甲酸封端的改性聚乙二醇作固定相的弹性石英毛细管柱来进行单体芳烃的分析,该类型色谱柱的惰性较好,采用交联技术制得的交联毛细管柱,有更好的惰性和热稳定性,对芳烃的分离效果也较为理想。
3.3烷烃、环烷烃的测定
最早用来测定汽油碳数族组成的方法采用13X分子筛填充柱,由于分子筛的孔径结构使环烷烃较难进入13X分子筛的孔洞,使得固定相对环烷烃的保留较弱,因此,汽油样品中同碳数的烃类化合物环烷烃先于链烷烃流出色谱柱,固定相对芳烃的保留较强,因而测定时需预先脱除芳烃。色谱柱流出组分的检测采用仪器检测,可用它来测定汽油中各个碳数的烷烃和环烷烃的含量,样品中的芳烃含量的测定可另外采用一根强极性固定相色谱柱来完成。此法不能用于含烯烃汽油的分析。后来发展了采用13X多孔层开管柱测定汽油碳数族组成的方法,分离能力有很大改善,但仍不能测定碳十芳烃,且色谱柱制备的重复性较差。
结语：
综上所述，因我国科技研发数量逐步增多，使得气相色谱法得到了长足发展。因气相色谱法是一种新兴的分析与分离的技术，具备不易恢复的优势，在诸多系统的性能都是优质的情况下，开展产品分析工作，可以实现最快速、最精准的得出该产品的鉴定结果，因其具有分析效率高，分离速度快的特点，使其得以广泛运用到各个行业之中，在确定了色谱法的定量分析之后，再去开展实验研究工作，其效率是极高的，在色谱法确定的定量分析法的设计和研究取得了很大进展,科学技术的不断创新,气相色谱研究将成为未来环保的重要课题。
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论文作者:王露
论文发表刊物:《中国电业》2019年9月18期
论文发表时间:2020/1/14
标签：色谱论文; 检测器论文; 芳烃论文; 烷烃论文; 管柱论文; 色谱法论文; 气相论文; 《中国电业》2019年9月18期论文;