气相色谱技术在化工分析中的应用探讨

发表时间:2020/12/31   来源:《科学与技术》2020年第26期   作者:胡孙清
[导读] 气相色谱技术以其运用效率高、拥有自己独特的快速分离特性
        胡孙清
        浙江建业化工股份有限公司 浙江 杭州 311604
        摘要:气相色谱技术以其运用效率高、拥有自己独特的快速分离特性和不可替代的分离特性,在化学与物理分析中得到了肯定。在现代化工业时代,气相色谱技术在运用上也的得到了进步,技术也趋于成熟,但在基础工作上的创新却很有限,作为一项高效运用的技术,开展技术创新才能保持该项技术的优势,也才能对这一技术的应用逐渐地推行。
        关键词:气相色谱技术;化工分析;应用
        引言
        气相色谱法是色谱分析法中的一个重要分支,其主要是以氮气、氦气等作为流动相进行色谱分析。在具体化工分析中,气相色谱法通常与液相分析法相对应进行应用,经常会在有机化学的化合物分离与分析过程中进行应用。与其他一些分析方法相比,气相色谱法有更强的灵活性,气体的穿透性强、粒子小、粘性小,因而其在化工分析作业中也就更具优势。在应用气相色谱法进行化工分析时,关键是采用相应手段让色谱柱很好的运用起来,气相色谱法的作用方能得到有效发挥。而气相色谱柱之所以如此重要是在于:通过色谱柱的作用,能将化工分析样本进行分离,分离的主要依据为化工分析样本的物理性质与化学性质差异,与气相色谱柱中的填充物出现不同的作用,利用气流条件带动色谱柱运作,并按照相关差异性特征完成分离作用。被分离的成分按照具体的分类阶段,从色谱柱的底端各自流出,在分离成分流出过程中,气相色谱仪将对成分进行检测,并采用电信号的方式实时传输检测结果,进而完成化工样品分析。
        1气相色谱技术概述
        气相色谱技术被称之为层析法。它首先让混合物各个组分在两相之间相对运动,这中间有一直作为固定相的物质保持稳定不动,另一个在推动混合物运动时会经过不动的固定相,与固定相产生相互作用。这一原理运用了各种物质组分在结构性质上都存在差异,相互运动之间也有不同的作用大小强弱。因此在相互产生作用力的推动下进行的不断相互作用,会产生不同组分在固定相中停留的时间上的不同,依靠这一推断,我们可以用从经过固定相不同的时间判断其物质,让混合物在这些样品中相互作用,让两种物质相互分离,呈现不同色谱的方法叫做色谱分离技术。将流动相作为液体使其能够相互运动,就叫做液相色谱,如果流动的是气体,也被称之为气相色谱。原理在于我们用不同状态的物质作为定体,在两者拥有不同系数分配时让两相相对的产生运动,在进行试验中会让各个组分在两相中进行对此的试验保证严谨的分配,实现在原来的分配系数上产生最小的差距,然后,各个组分能够产生最大的分析效果,从而实现组分上的分析技术,最后利用相关检仪器检测不同样品的物质。
        2气相色谱仪主要组成部件
        1)载气系统:提供气体流动相保持柱效稳定。包括气源、气体净化(去除载气中水、有机物等杂质)、气体流速控制和测量。
        2)进样系统:将样品直接或经过特殊处理后引入气相色谱仪的气化室或色谱柱进行分析,包括进样器、气化室。进样器分为液体和气体两大类。
        3)色谱柱:色谱仪的“心脏”,可按材料、形状、内径、长度、固定液的化学性能等进行分类。在进行气相色谱分析时,色谱柱的选择尤为重要,不仅要考虑被测组分的性质、分离条件,还应注意是否与检测器的性能相匹配。
        4)检测系统:色谱仪的“眼睛”,通常由检测原件、放大器、显示记录三部分组成。根据检测原理,可分为浓度型检测器(如热导检测器TCD、电子捕获检测器ECD)和质量型检测器(如氢火焰离子化检测器FID、火焰光度检测器FPD)
        5)温度控制系统,是色谱柱分离的重要选择参数。气化室、分离室、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温度。


        3气相色谱技术在化工分析中的应用
        3.1检测环境污染物
        色谱分析技术不仅能应用于普通的化工分析领域,还能够在环境污染物的检测中发挥重要的作用。色谱分析技术能够在短时间内,对水源和空气中的污染物的成分和含量进行准确检测,这不仅能够帮助我国相关部门改善人民的生活环境,提高人民生活质量,还能够在发生重大突发化学事故时,对事故发生地的化学污染情况进行快速、高效、精确的判断和监控,为相关部门的应急反应和周边居民的避险行为提供参考和帮助。
        3.2检测脂肪酸类
        在传统化工分析领域,在检测脂肪酸类的时候,许多常用方法,比如比色法等,都存在着可检测范围较小或者可用范围不足的缺陷。而色谱分析技术能够充分弥补这两种缺陷,不仅检测范围和应用范围广,还具有操作简单灵活、缩短检测时间、提高检测精度的优点。同时,色谱分析技术在检测脂肪酸类的时候,还能够将样品按一定的特征进行分离定性,完成样品内检测目标物的分类,从而加强对脂肪酸类的监控力度,更加确切的掌握有机物的降解情况,最终提升化学分析检测的整体质量和水平。
        3.3检测药物残留
        化学分析不仅仅应用于化工生产行业,也应用于农产品和其他食品的药物残留检测方面。色谱分析技术在这些化工分析领域中的应用,能够完全替代传统的步骤复杂、耗时较长、准确度较差的药物残留检测并弥补其缺陷,还能够检测出过去检测不出的残留化学物质。十分符合我国重视人民身体健康,重视农产品等食品安全的政策的要求,为人民的饮食安全提供保障。
        3.4水体检测
        应用气相色谱检测方法进行水质检测分析,不仅检测精确度比较高,而且在实际的水质检测应用中检测结果准确性比较高,并且应用十分广泛。可以有效的对水体中的成分进行定性与定量检测,尤其是在水体易挥发污染物的检测中,气相色谱法不但可以准确高效的进行测定,还具有自动化操作的优势,可以快速有效的获得检测数据。
        3.5烃类气体分析
        在煤化工企业生产运作时,生产分析的重点便是煤的提炼。而在煤的提炼过程中我们知道煤往往掺杂有很多的杂质,就给提取工作带来了很多的麻烦,需要更多的气体用于提炼。气相色谱技术主要是利用四阀五柱全填充柱双热导检测器方法进行分析。这种技术的实施操作起来比较容易,减轻了化验工的负担,所以得到了煤化工企业更为广泛的运用,我国研究院已经在分析高纯丙烯以及乙烯等气体上给予运用,其良好的分析效果、高精度的提取受到人们的欢迎。
        3.6药物分析
        化工行业包括医学化工,化工分析领域也包含药物分析领域,而药物分析领域的精髓,就是高效液相色谱分析。色谱分析技术在药物分析领域的应用,可以帮助药化人员建立物质定性和定量分析方法,可以帮助药剂人员通过对制剂检查项下信号杂质的研究来优化生产工艺,同时还能够通过详细、精确的药物分析建立药物质量标准,有力的推动了我国药物分析领域和医学化工行业的发展。
        结语
        总之,在化工分析过程中充分利用气相色谱技术能够有效提升企业在市场中的综合竞争力,推动整个化工行业实现健康发展。目前,在化工分析过程中气相色谱技术的应用主要是针对多环芳烃类进行检测;而利用气相色谱分析技术能够有效提升化工密度以及精度的分析效果;另外,在农作物农药残留分析、医药分析、环境污染分析等多个领域气相色谱技术都有非常广泛的应用,随着气相色谱技术不断进步,必将给整个化工行业的分析检测带来巨大的改善。
        参考文献
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        [4]刘卫兵.化工分析在化工生产过程中的作用[J].化工设计通讯,2017,43(09):160.
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