试探高效液相色谱-示差折光检测法测定柴油中的芳烃含量

试探高效液相色谱-示差折光检测法测定柴油中的芳烃含量

孙景繁

通辽市市场检验检测中心    内蒙古     028000

摘要：运用高效液相色谱-示差折光检测法测定柴油芳烃含量，使用氨基柱作为固定相，应用正庚烷作为流动相，再辅以反冲技术分离样品。在这个过程中需要考察流动相流量和色谱柱温度进样量，以及反冲时间等相关因素影响。

关键词：高效液相色谱；示差折光检测法；柴油；芳烃含量

在柴油当中的芳烃，由于多环芳烃含量的不断增加，使得运输工具的尾气排放物和固体颗粒物不断增加，从而造成了氮氧化物的增加，因此柴油当中芳烃含量受到了人们的广泛关注。目前柴油当中的芳烃含量测定方法较多，但是每种方法都各有优缺点，所以需要使用适合的方法才能更好地进行测定。

1试验情况分析

1.1实验过程中使用的仪器和试剂

在实验过程中使用的是Agilent1200型高效液相色谱仪，并且要配备真空脱气机和示差折光检测器，以及手动进样器和色谱工作站，同时还会应用到有机相针式过滤器。而使用的试剂有以下几种。第一，是环己烷，质量分数是＞99.5%。第二，是邻二甲苯、1-甲基萘，质量分数为＞99%。第三，是菲、二苯并噻吩，质量分数是＞98%。第四，是9-甲基蒽，质量分数是＞99%。

1.2色谱的基本条件

色谱柱是安捷伦公司的ZORBAXNH2柱，规格是（250mm×4.6mm，5μm），而配氨基保护柱规格是（12.5mm×4.6mm，5μm），流动相的正庚烷和流量是0.8mL/min，柱温应当保持是35℃，而检测器的温度也需要控制在35℃左右，进样量大约是20μL。

1.3标准溶液配制分析

首先，系统性能验证的标准溶液是用1.0±0.1g的环己烷和0.5±0.05g的邻二甲苯，以及0.05±0.005g的二苯并噻吩，还有0.05±0.005g9-甲基蒽，将这些放到同一个100m容量瓶当中，使用正庚烷将其稀释到一定刻度。其次，是标准溶液制备。称量各种标准物质，需要将其准确控制在0.0001g内，然后放到100mL容量瓶当中，用正庚烷将其稀释到刻度，之后根据质量浓度来配制标准溶液。

1.4具体的实验步骤

首先将柴油试样使用正庚烷稀释，然后定量地注入到HPLC系统当中，并且让非芳烃和单环芳烃，以及双环芳烃还有三环+芳烃在极性柱当中流出。当双环芳烃流出后，需要预先测定一个反冲点，之后让柱子进行反冲洗，这样就可以将三环+芳烃洗脱成成为尖锐窄峰。最后利用示差折光检测器进行检测，使用外标标准曲线法来对其定量。

2试验结果和相关讨论

2.1色谱条件选择分析

首先，是色谱柱选择。柴油当中的烷烃是非极性物质，而芳烃是弱极性的物质，因此在使用过程中应用正向和反向色谱理论都可以，但是考虑到样品和溶剂情况，流动相最好应用有机溶剂。在实验过程中如果发现样品中含有微量的极性化合物，那么柱头的极性物很难冲出。为了能够维持柱效，需要延长柱的使用寿命，通过对氨基柱的保护，可以有效地减少污染，还能很好地保护分析柱。其次，流动相流量选择。先要进行系统分辨率和分离度定义，然后才能明确系统反冲时间，之后通过反冲时间来反映系统出峰速度情况，这样才可以固定其他相关条件，同时明确相流量对系统分辨率还有反冲时间的影响。通过分析可以知道当流量增加时，系统分辨率和分离能力会下降，反冲时间也会相应减小，但是出峰速度会加快。再次，是柱温选择。柱温变化会对样品各组分保留值和分离度产生影响，当温度波动较大时会影响到定量结果准确性。在其他条件不变的情况下，需要考虑不同柱温情况下的系统反冲时间和分辨率变化。当柱温较低时各类组分的分离度就会增大，但是多环芳烃谱峰半峰宽会增加，因此峰形就会变差。随柱温升高分析时间就会在一定程度上缩短，而分离度就会变差，所以要将柱温控制在35℃左右。最后，是检测器温度选择。介质密度会受到温度的影响，由于示差折光检测器对温度变化情况比较敏感，所以检测灵敏度和检出量取决于对温度控制状况，在检测过程中需要将温度控制在±0.001℃之内。一般情况下检测器温度要高于环境温度5℃才可以使温度恒定，室温一般是26℃左右，所以检测器温度可以设定在30℃以上，但是这个温度要保持恒定状态。因为不同恒定温度对分辨率和反冲时间影响不明显，根据检测器和柱温设置相同原则可以将检测器温度设定为35℃。

2.2系统的反冲时间确认

柴油的组成比较复杂，所以芳环多少和排列方式，以及取代数目和取代位置等都会对芳烃保留时间产生一定影响，从而造成了不同环数，所以芳烃会在色谱图上重叠，这样不仅影响到芳烃定量，也会给芳烃切割位置产生影响。一般情况下反冲时间是10min，在22min内就可以完成一个样品分析。

2.3样品处理和进样量情况分析

样品的处理方法是称取0.9-1.1g样品，然后用正庚烷进行稀释，当稀释到10mL时混匀和定容，进样之前可以使用0.45μm有机滤膜对样品过滤。当检测成分不在工作曲线范围内的样品，需要加大或者是减少称样量。在检测限合理的前提下需要避免柱超载情况，所以选择进样量先要考虑这一问题。

2.4标准曲线情况分析

在充分考虑标准溶液配置和选定试验条件情况下分析标样，可以得出回归方程有以下几个。第一，是单环芳烃y=2220600x+849和r=0.99999961，第二，是双环芳烃是y=3842900x+13994和r=0.99999749。第四按，是三环+芳烃y=4659400x+594和r=0.99998819。其中y值是峰面积，而x值是质量浓度。从以上情况可以看出，各芳烃曲线的线性较好，能够满足相关标准规定，通常情况下相关系数应当大于0.999，而截距则要小于0.01g/100mL。

2.5精密度和准确度分析

在选定条件的基础上需要重复测定样品，然后计算测定结果和相对标准偏差。为了全面提升测定结果的准确性，同一样品需要测定10次相对标准偏差，如果在0.9%-6.1%范围内符合精密度要求。在样品当中加入芳烃标准物质，可以测定回收率和检验方法的精确程度，当加标回收率处于91.5%-109.1%间时，说明测验方法的准确度比较高。

结束语:

使用液相色谱-示差折光检测法来测定柴油当中的芳烃含量，其固定相是氨基键合硅胶，流动相是正庚烷，流量是0.8mL/min，柱温是35℃，示差检测器的温度设定在35℃。当相对标准偏差处于0.9%-6.1%之间，回收率在91.5%-109.1%范围内时精密度和准确度较高。这种方法具有快速、简便的优势，可以在22min内完成一个试样测定，还能够满足快速检测要求。在检测过程中反冲时间是重要的参数，每次测定样品之前需要测定反冲时间，这样能够有效地降低测定误差。

参考文献：

[1]孙若男、郭武、管嵩、邹雯雯、王静静.高效液相色谱-示差折光检测器测定柴油中多环芳烃[J].福建分析测试,2021,04:10-12.

[2]周太云,胡莉香.高效液相色谱-示差折光检测器测定柴油中多环芳烃[J].化工管理,2021,03:76-77.

[3]张艳丽,金艳春,王海君,等.高效液相色谱法测定柴油中芳烃含量[J].炼油与化工,2021,04:52-53.