工業(yè)甲醛氣相色譜分析方法改進

姜迎春

摘要：針對工業(yè)甲醛氣相色譜分析方法的實際應(yīng)用，通過實驗，對工業(yè)甲醛色譜分析的基本條件進行了對比分析，得出了改進思路。根據(jù)實驗結(jié)果，通過對比得出了工業(yè)甲醛色譜分析法改進前后存在的差異，證明了該改進方案不僅可以提高分析效率，還能在多種應(yīng)用條件下提高分析準確性，能夠在化工領(lǐng)域中進行推廣應(yīng)用，同時還能夠為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供有效的參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)甲醛;氣相色譜;分析方法;方法改進

一、工業(yè)甲醛氣相色譜分析方法概述

在現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展的背景下，各種技術(shù)工藝及工業(yè)材料的應(yīng)用率越來越高。工業(yè)甲醛作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中十分關(guān)鍵的原材料，在碳一化學(xué)工業(yè)鏈中占據(jù)主導(dǎo)地位?；诠に嚭陀猛镜牟煌I(yè)甲醛衍生出了氨基樹脂、多元醇、聚甲醛等產(chǎn)品，在現(xiàn)代社會工業(yè)的皮革、塑料、合成纖維以及醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著重要作用。在工業(yè)甲醛相關(guān)生產(chǎn)工藝中，甲醇銀催化氧化法比較常用，而生產(chǎn)過程中，需要對甲醛濃度進行檢測。在針對工業(yè)甲醛的檢測方法中，氣相色譜分析法占據(jù)主流，可以一次性快速檢測出甲醛及甲醇的含量。在實際應(yīng)用中，工業(yè)甲醛氣相色譜分析方法的主要優(yōu)勢在于分析效率高、準確性高，同時在分析時的樣品消耗量較小，對環(huán)境的要求較低，可以實現(xiàn)批量化的分析。得益于這些優(yōu)勢，氣相色譜分析方法可以在工業(yè)甲醛的生產(chǎn)控制環(huán)節(jié)達到各種分析要求。

二、工業(yè)甲醛氣相色譜分析方法的改進實驗分析

1.實驗儀器、試劑

1.1實驗儀器

型號為Agilent7890A的色相色譜儀，色譜柱為PP-80/100目，色譜柱ID為2000x3mm。檢測器為TCD檢測器。

1.2試劑材料

甲醛、甲醇、亞硫酸鈉（125g/L）硫酸（1mol/L）以及百里香酚酞指示液（1g/L）。

2.實驗過程

2.1建立色譜條件

根據(jù)本實驗所用儀器色譜柱特征及實驗要求，明確的色譜條件為：①工業(yè)甲醛進樣量為0.6μL;②吹掃填充柱進樣位置的溫度設(shè)定為250℃;③樣品流速及載氣流速分別控制為每分鐘22.5ml和每分鐘20ml;④隔墊吹掃流量控制為每分鐘3ml;⑤色譜柱箱溫度為106℃，該溫度保持時間為10min。⑥TCD檢測器溫度控制在250℃。⑦參比流量和尾吹流量分別為每分鐘10ml和每分鐘5ml。

2.2色譜分析標準曲線

在本試驗中，利用實驗材料和試劑，配制了A、B、C、D4種甲醛標準溶液，A溶液質(zhì)量分數(shù)為10%，B溶液為20%，C溶液為30%，D溶液為36%。基于之前建立的色譜分析條件，按照色譜分析儀規(guī)范操作方法，得出4種甲醛標準溶液的色譜圖。操作過程中，每一種溶液均進樣五次，并建立相應(yīng)的標準曲線。使用外標法對色譜圖中的相關(guān)數(shù)據(jù)進行處理，繪制相應(yīng)的色譜圖，用作分析。

3.氣相色譜分析方法的改進

根據(jù)實驗操作得出的色譜圖及相關(guān)數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，甲醛色譜峰段寬度較大，和甲醇、水峰段處于相對分離的狀態(tài)。并且，圖像顯示其出峰時間是比較長的。為此，可以采取如下優(yōu)化改進思路：確保分離度不出現(xiàn)變化，對色譜柱溫度進行適當調(diào)整，以提高峰段的尖銳性，為后續(xù)的積分處理提供便捷。如果這一思路可行，可以很大程度上提高分析效率。同時，基于相應(yīng)的實驗條件，對其中的色譜分析條件及相關(guān)參數(shù)進行優(yōu)化。比如，可以將設(shè)備的加熱器溫度調(diào)整為200℃，適當調(diào)高色譜柱箱溫度到115℃，并且將該溫度的維持實踐減少至5min左右。同時，調(diào)整TCD檢測器溫度至180℃?；谶@種改進思路，保證ABCD四種甲醛實驗標準溶液的標準曲線建立方法不變，再采用歸一化法對四種溶液實驗過程產(chǎn)生的色譜數(shù)據(jù)進行處理，繪制相應(yīng)色譜圖，以作分析。

三、工業(yè)甲醛氣相色譜分析方法和滴定分析方法的對比實驗

1.滴定分析方法概述

國家標準GB/T9009-1998甲醛滴定分析方法，主要是通過較大量的中性亞硫酸鈉溶液與甲醛發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氫氧化鈉的基本原理，再基于指示劑（百里香酚酞）通過硫酸標準滴定溶液進行滴定。在實際應(yīng)用中，測得相關(guān)數(shù)據(jù)之后，對照標準的工業(yè)甲醛溶液密度、含量關(guān)系表，得出所需結(jié)論。在實際應(yīng)用管理中，滴定分析方法可以在31%-38.8%左右的濃度范圍內(nèi)發(fā)揮測定功能?？梢姡谌缃窆I(yè)發(fā)展越來越迅速的背景下，滴定分析方法檢測工業(yè)甲醛的適用范圍相對較窄，無法滿足當今較高濃度或較低濃度工業(yè)甲醛的測定管理需求。

2.對比分析

采用國標甲醛滴定分析方法、傳統(tǒng)氣相色譜分析方法、改良氣相色譜分析方法，對同一批工業(yè)甲醛樣品（樣品A）中的甲醛含量分別進行3次檢測。檢測結(jié)果如下：①國標滴定法檢測結(jié)果分別為37.79、37.82、37.90，平均值和標準偏差分別為37.84和0.08;②傳統(tǒng)氣相色譜分析法檢測結(jié)果分別為41.98、40.12、41.70，平均值和標準偏差分別為41.28和1.02;③改良氣相色譜分析法檢測結(jié)果分別為36.89、36.79、36.80，平均值和標準偏差分別為36.83和0.08。

然后，選取四組不同批次的工業(yè)甲醛樣品，編號分別為樣品B1、樣品B2、樣品B3及樣品B4，同樣采用國標甲醛滴定分析方法、傳統(tǒng)氣相色譜分析方法、改良氣相色譜分析方法，對其甲醛、甲醇含量進行單次檢測，檢測結(jié)果如下：①國標滴定法的四組樣品檢測結(jié)果分別為甲醛——37.93、37.80、37.50、37.65，甲醇——4.89、2.51、2.56、2.31;②傳統(tǒng)氣相色譜分析法檢測結(jié)果分別為甲醛——40.15、41.68、39.70、40.39，甲醇——5.76、2.71、2.66、2.39;③，改良氣相色譜分析法檢測結(jié)果分別為甲醛——37.18、36.90、36.61、36.66，甲醇——5.16、2.31、2.38、2.15。

四、工業(yè)甲醛氣相色譜分析的實驗結(jié)果

1.氣相色譜分析方法的改進分析

根據(jù)本實驗中關(guān)于工業(yè)甲醛氣相色譜分析方法改進思路的執(zhí)行結(jié)果分析，可以發(fā)現(xiàn)改進后的檢測時間節(jié)省率達到了40%，可以有效提升氣相色譜分析的效率。同時，從試驗結(jié)果和理論分析的角度來看，改進之后的分析準確度也有一定程度的提升。

2.綜合對比分析

通過對國標甲醛滴定分析方法、傳統(tǒng)氣相色譜分析方法以及改良氣相色譜分析方法的實驗結(jié)果分析，可以發(fā)現(xiàn)：在改進之前，采用傳統(tǒng)色譜分析方法對樣品A甲醛質(zhì)量分數(shù)的測定結(jié)果和國標滴定分析法的測定結(jié)果存在較大誤差，達到了9%左右;采用改良氣象色譜分析方法對樣品A甲醛質(zhì)量分數(shù)的測定值和國標滴定法測量值誤差較小，僅為2.75%左右。顯然，在優(yōu)化色譜分析條件的基礎(chǔ)上，采用定量方法進行實驗分析，可以得到目前工業(yè)生產(chǎn)實踐及技術(shù)條件下的最優(yōu)色譜條件，同時結(jié)合歸一化定量法，可以全面提升工業(yè)甲醛氣象色譜分析精度和準確性。進一步來看，滴定方法在測定精密度方面所展現(xiàn)出來的重復(fù)性優(yōu)勢較大，而傳統(tǒng)氣相色譜分析法用外標法定量，由于進樣量存在差異，所以其重現(xiàn)性稍遜滴定法。而在改良了色譜分析條件之后，使用面積歸一化法進行定量，可以很大程度上消除檢測時進樣量差異產(chǎn)生的影響，進而提高工業(yè)甲醛濃度的檢測精度。從實際應(yīng)用角度來講，改進后的氣相色譜分析方法，全面集成了該方法本身所具備的各項優(yōu)勢，同時也彌補了存在的不足，在提高效率、精度、準確性等方面都有積極意義，并且可以在實際的工業(yè)生產(chǎn)過程中進行推廣應(yīng)用，進而全面提高工業(yè)生產(chǎn)過程的甲醛濃度測定、控制，具有較好的經(jīng)濟價值、技術(shù)價值和社會價值。

3.其他結(jié)論

在工業(yè)生產(chǎn)中，工業(yè)甲醛濃度大于37%時，甲醛會出現(xiàn)自聚的情況。因此，相較于國家標準滴定法，使用歸一化面積法定量的色象棋譜測定方法的測定結(jié)果的準確性相對較低。在工業(yè)甲醛生產(chǎn)成品的甲醛濃度分析中，國家標準滴定法一般可以作為仲裁分析方法進行對比評估。

結(jié)束語：

綜上所述，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)乃至社會發(fā)展理念和機制不斷發(fā)展的背景下，針對十分重要的工業(yè)甲醛測定工作，需要相關(guān)人員對常用的國家標準滴定法及氣相色譜分析法進行全面深入的研究分析。結(jié)合科學(xué)實驗、實際生產(chǎn)活動分析，對相關(guān)方法優(yōu)化改進，形成更為成熟的工業(yè)甲醛生產(chǎn)過程檢測、控制機制。只有這樣，才能更好的提升檢測效率、準確性，一方面為工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)工藝的改良提供關(guān)鍵依據(jù)，另一方面為社會的可持續(xù)健康發(fā)展做出突出的貢獻。

參考文獻：

[1]秦耀偉， 耿蒙蒙， 耿亞楠，等. 氣相色譜法測定甲醛中的甲醇含量[J]. 河南化工， 2020， v.37;No.466（01）：60-61.

[2]宋艷茹， 王明， 趙志敏，等. 對苯二甲醛的氣相色譜分析方法研究[J]. 染料與染色， 2020（4）：117-118.

[3]李蓮蓉.工業(yè)甲醛中甲醛、甲醇、水等各組分氣相色譜法分析[J].? ?科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2013（17）

[4]曹志奎，靳翠萍，葛沛沛，李建通，高潔，徐澤夕，張付偉，李金彪.工業(yè)甲醛氣相色譜分析方法改進[J]. 廣州化工. 2012（03）

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