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气相色谱技术在化工分析中的应用进展徐利新

发表时间：2021/3/16 来源：《中国科技信息》2021年2月作者：徐利新

[导读] 气相色谱仪在石油、化工、生物化学、医药卫生、食品工业、环保等方面应用很广，它除用于定量和定性分析外，还能测定样品在固定相上的分配系数、活度系数、分子量和比表面积等物理化学常数。本文就化工分析中气相色谱技术的应用展开探讨。

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摘要：气相色谱仪在石油、化工、生物化学、医药卫生、食品工业、环保等方面应用很广，它除用于定量和定性分析外，还能测定样品在固定相上的分配系数、活度系数、分子量和比表面积等物理化学常数。本文就化工分析中气相色谱技术的应用展开探讨。
关键词：化工分析；气相色谱技术；应用进展
        一、我国气相色谱技术的应用现状
        气相色谱强大的分离能力，加之近年来气相色谱技术逐渐向快速检测、高度分离、微型化、便携式的发向发展，使其走出了实验室向广大社会生产生活领域迈进，气相色谱技术研发也受到越来越多的关注。中国气相色谱仪的市场应用广泛，成为了众多国外相关企业的青睐对象。比如有安捷伦、赛默飞等国外知名企业入驻我国气相色谱仪市场，为我国学习和自主研发气相色谱仪带来新契机。虽然与国外市场比较，国内气相色谱仪存在着产品质量、关键技术水平、产品可靠性等与国际水平有着较大差距的问题。但近年来，我国仪器行业开始在气相色谱仪生产上做出了改变，不断改进和技术突破，将新的气相色谱仪推向市场。例如以天瑞仪器、北京普析、天美通用等为代表的国产气相色谱仪生产商生产的各类气相色谱仪，包含了质量达标、数字化、全中文操作界面、全自动化等特点。这些国产气象色谱仪既满足国内市场需求，日益占据更多的市场份额，又拓展了各行各业对气象色谱仪的应用方向，打破了我国同类产品大量依赖进口的局面。
        二、化工分析中存在的问题
        1、重视不够。就目前而言，我国有部分化工企业在生产过程中，没有对分析检验这一质量管理起到足够的重视，很多企业虽然设置有相应的分析检验室，但是却没有进行相应的实践操作，形同虚设，也正是因为这样，使得企业分析检验质量管理力度不够，进而影响了产品的质量。
        2、分析检验机构没有将其职能发挥出来。就目前而言，化工分析检验质量管理所存在最为显著的问题，就是其分析检验机构职能得不到真正的发挥，很多企业分析检验室内都没有按照我国质量管理监督检验制度进行相关操作，还有一些企业在操作过程中存在着一些安全问题，而这些问题的产生，都在很大程度上制约了分析检验机构职能的发挥。
        3、质量管理机制不够完善。就目前而言，我国很多化工企业在发展过程中，虽然都已经设立了相应的分析检验室，但是，对于其质量管理机制却不够完善，并没有明确其职能和责任，也没有对其加大监督，这样就使得分析检验室效果发挥不出来，进而就对化工分析检验质量造成了影响。
        三、气相色谱技术在化工分析中的应用
        1、在烃类油品检测中的应用分析。我们常见的石油产品，其成分往往是复杂的。包含有大量的组成各异的烃类及酸碱氧化物。油品检测需要用到的气相色谱法，目前在石油产品检测过程中较为广泛。
        检测油品本身的含量较大，而且含量占有的比例最大的就烷烃和烯烃等化合物时，这个时候采用气相色谱法，可以有效的对于杂质物进行检测和有效的分离，可以有效的促使石油中的饱和烃、单环、二环芳烃分到单独区域，可以实现油品中的苯，甲苯和总方烃等物质的分离。
        2、在含氧化物油品检测中的应用分析。从20世纪90年代开始，在汽油中人为加入含氧化合物，用以提高油品的辛烷值等使用指标。对于这类含氧化合物，特别是醇类、醚类等作为添加剂而加入到油品中的含氧化合物的检测，采用带有切换阀的色谱仪，通过添加内标物质，在确编辑好方法后，可使得各氧化物成分有较好的分离效果。
        3、硫化油品检测中的应用分析。在原油中本身含有一定的硫化物质，具有一定的腐蚀性，通常情况下在油品检测过程中腐蚀性较大的硫化物质提取时候就需要采取就需要气相色谱的方式。原油中的硫化物质的含量是在0.05%~14%之间，硫化物质种类较多，常见的硫元素硫醇、硫醚等都是现阶段广泛使用的。中国科学院最早使用气象色谱法，就是对于这些硫化物进行有效的分析，可以单独的建立原油中的硫化物质进行分离。

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        四、气相色谱新技术及其未来发展趋势
        1、新技术
        （1）色谱柱及固定相。细内径的毛细管柱应用越来越广泛，主要原因是其分析速度快，分离效率高。耐高温的毛细管柱扩展了其应用范围，新的PLOT柱的出现，得到了新的应用。
        （2）全二维气相色谱。一维色谱是目前最常用的分离分析方法，如现代毛细管气相色谱，但是对于复杂的混合物，仅用一根色谱柱往往不能满足要求，如果使用二维色谱分离系统，可以解决复杂体系的分离难题。
        （3）快速气相色谱分析技术。目前气相色谱的快速化和小型化已经受到人们的重视，我国已经研制出高压快速气相色谱，大大的缩短了分析时间。
        （4）便携式色谱仪。进入21世纪，分析仪器出现一个以微型化为只要特点，带有革命特征的转折，微全分析系统（L-TAS）在20世纪90年代初开始，开发了最早的芯片傻瓜的气相色谱仪，我国目前也在不断进行这类研究。
        （5）气相色谱和质谱联用技术。由于从气相色谱柱分离后的样品呈现气态，流动相也是气体，与质谱的进样要求相匹配，最容易将这两种仪器联用，而且气--质联用综合了气相色谱和质谱的优点，弥补了各自的缺陷，因而具有较高的灵敏度，且分析速度越快。
        2、未来发展趋势
        气相色谱仪技术应用领域的不断拓展、新产品的开发、以及电子信息技术的普遍应用，使气相色谱仪朝向灵敏度更高、选择性更强、更加方便快捷的方向发展。具体表现在智能化、微型化两个方面。智能化主要包含了以数字化、智能化、网络科技技术等为标志的气相色谱技术。智能化的发展趋势有效解决了传统气相色谱仪可靠性差、功能单一、操作麻烦等问题，帮助操作者更好的操控使用界面，有助于推进我国气相色谱仪的产业化能力，提升我国该产品领域的占有率。例如当前国产较为流行的GC2002系列彩色触摸屏智能化气相色谱仪，其微机控制系统、自我诊断功能、价格等优势获得了业内的认可。而微型化、便携式具有着现场作业，实时分析、既时提供有效准确数据的特点。随着气相色谱仪的使用范围越来越广，其生产已经从技术驱动转为市场默动，以往那种一味追求高、精、尖的气相色谱仪设计装备理念已不符合实际。
        面对用户的需求，如今更多的是达到集中优势、降低成本、专业化的气相色谱仪制造，才能促进企业的生存与发展需要。例如以北京普析的GC190型微型便携式气相色谱仪，该产品可现场打印色谱分离图、实时解析测量结果，更加适合于现场作业和野外使用，已广泛应用于石油、化工、食品、卫生防疫、质检、环保、科研院校等领域。现阶段，广大用户都希望气相色谱仪能与生产领域的其它仪器设备共同发挥作用，从而达到快速分析、处理数据、有效传输、确保安全的目的。
可以预见，未来我们对气相色谱仪的需求仍会保持稳定增长的态势，气相色谱仪经过多年的发展，其技术水平在总体上已经进入了一个相对稳定和成熟的阶段，今后一段时期内其革命性的新技术不会出        现太多，但在气相色谱仪细节和智能化研发上将会持续进行。对于我国气相色谱仪器生产企业来说，如何研发出具有自主知识产权、改进现有技术水平的产品，成为其发展的主要方向。在气相色谱仪智能化和微型化的发展趋势下，我国的仪器企业应当抓住机会，开拓创新，开发出更多符合市场需求的色谱气相仪产品，推动企业发展，同时为我国气相色谱行业的发展做出贡献。
        结束语
        随着社会不断进步发展，人们对环境保护、生命健康、食品质量与安全的要求越来越高，相关标准日益严格，要求气相色谱与其他分析法一样朝着高灵敏，高选择、方便快捷的方向发展。
参考文献
[1]王文凯.二次热解析-气相色谱法测定含氰废气中的氰化物[J].石油化工.2019(24)：177-178.
[2]刘子华.分散液液微萃取-气相色谱/质谱法测定中药甘草中邻苯二甲酸酯残留[J].分析科学学报.2020(14)：328.
[3]孙兆阳.气相色谱技术在石油和石化分析中的应用探析[J].中国石油和化工标准与质量.2020(25)：105-107.