一     苯的气相色谱分析方法

27种有机溶剂的气相色谱同时分析

有机溶剂可用于清洗、去污、稀释、萃取、化工合成，是化工领域不可或缺的基本材料，且与现代社会人类生活密切相关。但是有些轻化工产品如密封胶、涂料、印刷油墨中可能含有毒有害溶剂，这些有机溶剂一旦超过限量标准要求会危害人身健康，污染环境。为了解决这一问题，就应制定相关产品质量标准，对所含溶剂进行快速、简便、准确的定性、定量分析。采用气相色谱法对单一有机溶剂进行分析测定，国内外报道较多，但对多组分混合有机溶剂的测定，报道的较少^[1-7]。本工作采用GC-FID技术，分别使用中性或极性石英毛细管柱对27种溶剂同时进行分析，为化工产品中混合溶剂的定性、定量分析奠定基础。同时，对密封胶、涂料和油墨样品中所含有机溶剂做了初步的定量测定。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

甲醇，乙醇（均为优级纯）；丙酮，异丙醇，正己烷，乙腈，丙烯腈，正丙醇，乙酸乙酯，环己烷，丁酮，三乙胺，苯，异丁醇，正丁醇，甲苯，二甲苯，正己醇，苯胺，乙醚，四氢呋喃，N,N-二甲基甲酰胺，环己醇，二甲基亚砜，二甘醇，二氯甲烷，三氯甲烷（均为分析纯）；密封胶，涂料，油墨样品。

美国Varian 3800气相色谱仪，配有氢火焰离子化检测器（FID），STAR 6.0色谱工作站；石英毛细管色谱柱：AC-10（60 m×0.22 mm×0.25 mm），SGE；DB-WAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm），DB-1701（30 m×0.25 mm×0.25 μm）Agilent；进样器。

1.2 27种有机溶剂混和标准溶液的配制

甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇、正己烷、乙腈、丙烯腈、正丙醇、乙酸乙酯、环己烷、异辛烷、三乙胺、苯、异丁醇、正丁醇、甲苯、二甲苯、正己醇、苯胺各取3 mL，乙醚、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、环己醇、二甲基亚砜、二甘醇各取6 mL，二氯甲烷取7.5 mL，三氯甲烷取10 mL，放入250 mL容量瓶中，振摇。

1.3 27种有机溶剂的气相色谱测定条件

柱温：AC-10：60 ℃（2min）/ 0.7 ℃/min  /80 ℃（5 min）/ 30 ℃/min  /240 ℃（19.1 min）；

DB-WAX：60 ℃（2min）/ 1.2 ℃/min  /80 ℃（0 min）/ 25 ℃/min  /240 ℃（44.93 min）；

DB-1701：60 ℃（2min） /1.2 ℃/min  8/0 ℃（0 min） /25 ℃/min  /270 ℃（19.93 min）；

柱前压：AC-10：103 KPa，DB-WAX：48 KPa，DB-1701：48 KPa；

汽化室、检测室250 ℃；1﹕20分流比；0.2 mL进样量。

1.4 密封胶、涂料、油墨样品中有机溶剂的气相色谱测定条件

AC-10色谱柱柱温：密封胶60 ℃（1 min）  /6 ℃/min / 120℃ / 10 ℃/min  /180 ℃（33 min）；

涂料60 ℃（1 min） / 2 ℃/min  / 120℃ /20 ℃/min  /180 ℃（33 min）；

油墨60 ℃（1 min）/  10 ℃/min  / 180℃（37 min）；

汽化室、检测器200 ℃；138 KPa柱前压；1﹕20分流比；1 μL进样量。

2 结果与讨论

2.1 27种有机溶剂的测定结果

在1.3条件下，使用AC-10色谱柱对27种有机溶剂进行分离的色谱图见图1，每种溶剂的相对保留时间见表1。

不同色谱柱对27种有机溶剂分离的结果表明，AC-10的分离效果最好，但是N,N-二甲基甲酰胺和二甲苯没有完全分离。DB-WAX色谱柱则可将N，N-二甲基甲酰胺和二甲苯基线分离，但正己烷与乙醚，三乙胺与丙酮，甲醇与丁酮，二氯甲烷与异丙醇，正丙醇与甲苯在该色谱柱上不能完全分离。DB-1701色谱柱中的异丙醇与二氯甲烷，正丙醇与环己烷，四氢呋喃与丁酮，三氯甲烷与三乙胺，N,N-二甲基甲酰胺与二甲苯这些溶剂不能完全分离。同时，还采用了30 m 长的DB-1和DB-5色谱柱对27种有机溶剂进行了分离，发现柱长不能满足分离要求。上述工作可看出，对多种有机溶剂进行分离时，首选AC-10色谱柱，若AC-10不能满足要求，可以选择DB-WAX或DB-1701色谱柱。

   

图1 27种有机溶剂的气相色谱分离图（AC-10）

Fig.1 GC chromatogram of 27 organic solvents（AC-10）

 

表1 27种有机溶剂的相对保留时间（AC-10）  

Tab.1 Relative retention times of 27 organic solvents（AC-10）

  

2.2 密封胶、涂料、油墨样品中有机溶剂的测定结果

使用1.4中的测定条件对不同样品中有机溶剂的测定结果表明，AC-10色谱柱能检测到密封胶中的甲苯和二甲苯，涂料中的苯、甲苯和二甲苯，油墨中的乙醇、乙二醇、丙三醇和二乙二醇丁醚，并获得了很好地分离。同时根据它们在AC-10色谱柱上的分离情况，选定四氢呋喃、丁酮、甲苯分别作为密封胶、涂料、油墨样品的内标物进行定量测定。为了避免仅根据其溶剂相对保留时间进行定性所带来的差错，上述三种样品中所含有机溶剂均采用了气质联用法做了定性确证。

3 小结

采用GC-FID分析测定方法，确定了AC-10色谱柱作为27种溶剂同时分析的首选色谱柱。对密封胶、涂料、油墨样品中所含有机溶剂进行的初步定量分析测定，为对其进行准确定量奠定了基础，同时也为产品生产质量控制、安全评价提供了参考方法。对这些样品中所含溶剂的准确定量分析还需要进一步的相应方法学研究工作。

 

参 考 文 献

[1] H. G. Nowicki. Capillary GC/MS identification of impurities in distilled-in-glass methylene chloride (MC) and MC leached organics from the human finger tip[J]. Journal of High Resolution Chromatography， 1986，9(8)：472-474.

 [2] K. Lakszner, L. Szepesy. Immobilized very thick film PS-255 capillaries in solvent trace analysis, effect of sample size on solute retention[J]. Journal of High Resolution Chromatography，1986，9(8)：441-445.  

[3] 曹国富，卢元东，杨裕启等. 气相色谱法测定炎琥宁有机溶剂残留量[J]. 时珍国医国药， 2006，17（4），572-573.

  [4] William M. Draper, Jagdev S. Dhoot, John W. Remoy et al. Trace-level determination of 1,4-dioxane in water by isotopic dilution GC and GC-MS[J]. Analyst, 2000, 125, 1403–1408.

[5] 徐陆妹，洪萍. 毛细管气相色谱法测定车间空气中多组分有机溶剂[J]. 中国卫生检验杂志，2005，15（9）,1075-1076.

  [6] 朱文捷，朱丽霞，姚锦桂. 工业冷却废水中微量甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯、醋酸乙烯气相色谱分析[J]. 维纶通讯，1995，15(2)：44-48.

  [7] 陈红娅. 空气中苯、甲苯、二甲苯、丙酮、正己烷、异丁醇的气相色谱分析[J]. 化工劳动保护，2001，22(7)：249-250.

  引自范志先, 丁宁, 赵文英, 等. 27种有机溶剂的气相色谱同时分析 [J]. 青岛科技大学学报，2008，29（6）：497 – 499.

二        苯的高效液相色谱分析

苯、甲苯和二甲苯的高效液相色谱分析

1  仪器    高效液相色谱仪：美国WATERS 600高压泵，WATERS 2996型二极管阵列检测器和Rheodyne 7725i六通阀进样器；Empower Pro中文版色谱工作站；BS210S型电子分析天平；100 μL微量进样器。  

2  试剂与样品    甲醇（99.9 %）：色谱纯；水：一级水；苯（99.5 %）、甲苯（99.5 %）、二甲苯（99.0 %）均为分析纯；试样。  

3  溶液    苯、甲苯和二甲苯混合标准工作溶液（约800 mg/mL）；试样溶液。  

4  高效液相色谱仪的操作条件

流动相：甲醇:水=80:20；

流动相流速：0.8 mL/min；氦气鼓泡脱气；

色谱柱：SinoChrom ODS-BP (250 mm′4.6 mm′5 μm)不锈钢柱；

定量管：10 mL；

柱温：25 ℃；

检测波长范围：195 nm ~ 400 nm；

定量波长：254 nm；

采样速率：1.0；

分辨率：1.2 nm；

仪器控制：自动曝光；

3D数据采集；

保留时间：苯：约6.6min；甲苯：约8.4 min；二甲苯：约10.7 min。

5   实验步骤

5.1   标准工作溶液和试样溶液的配制

先取少许流动相置于100 mL容量瓶中，放入天平中去皮归零，用移液管分别量取0.1 mL苯、甲苯、二甲苯于容量瓶中并依次称重，精确至0.0001 g，然后用流动相定容制备成标准溶液母液。

5.2  谱图    图1为苯、甲苯、二甲苯混标工作溶液高效液相色谱分离图、图2 苯、甲苯、二甲苯混标工作溶液的3 D图；图3 苯的紫外吸收光谱图。   

引自范志先等编制的青岛科技大学化工学院《仪器分析》实验指导书，2014.