專利名稱：固相微萃取法在Corex爐煤氣中萘含量分析中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固相微萃取法，尤其涉及固相微萃取法在奈含量分析中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在冶金生產(chǎn)中，煤煉焦的副產(chǎn)物高爐煤氣中常含有一定量萘，尤其是Corexエ藝產(chǎn)生的Corex爐煤氣中萘的含量更大，遇寒冷季節(jié)氣溫較低，萘將凝結(jié)成固體附著在管道內(nèi)壁或除萘設(shè)備里，使煤氣流量減少，嚴(yán)重會(huì)時(shí)導(dǎo)致管道及設(shè)備堵塞，影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。在日常生產(chǎn)和技術(shù)改造中，煤氣中萘含量的檢測(cè)非常重要。目前，煤氣中的萘含量測(cè)定方法有《城市燃?xì)庵休梁繙y(cè)定氣相色譜法(GB/T12209. 2-1990)》和《城市燃?xì)庵休梁繙y(cè)定苦味酸法(GB 12209.1)》。前者適用于萘含量在5mg/m3以上的城市燃?xì)猓笳哌m用于萘含量在10mg/m3以上的城市燃?xì)?。這2個(gè)方法 都采用吸收液采集煤氣中的萘，均存在著采樣時(shí)間長(zhǎng)(最少16h)、精度低、檢出限高、重現(xiàn)性差、采樣易受煤氣中水蒸氣的影響等缺點(diǎn)。固相微萃取(SPME)是二十世紀(jì)九十年代發(fā)展起來(lái)的快速、靈敏、方便適用于氣體和液體樣品的新穎的樣品處理技木。SPME操作步驟簡(jiǎn)單第一歩，將涂有固定相的萃取頭插入樣品中，使待測(cè)物在固定相涂層與樣品中分配平衡；第二步，將萃取頭插入其他分析儀器進(jìn)樣ロ，當(dāng)待測(cè)物脫附后可進(jìn)行分離和定量檢測(cè)。SPME巧妙地將待測(cè)物的萃取、脫附、進(jìn)樣結(jié)合在一起，一經(jīng)問(wèn)世便得到快速發(fā)展，進(jìn)入分析化學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。目前尚未有文獻(xiàn)和專利報(bào)道將SPME技術(shù)應(yīng)用于煤氣中萘的分析檢測(cè)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明g在解決上述問(wèn)題，提供一種固相微萃取法在Corex爐煤氣中萘含量分析中的應(yīng)用。本發(fā)明極大地簡(jiǎn)化了煤氣中的萘采集過(guò)程，由于采用固相微萃取技術(shù)極大地提高了分析靈敏度，具有簡(jiǎn)單、分析快速、準(zhǔn)確性好、無(wú)毒害、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以不受煤氣中水蒸汽等雜質(zhì)影響。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出固相微萃取法在Corex爐煤氣中萘含量分析中的應(yīng)用。本發(fā)明將固相萃取毛細(xì)纖維的萃取頭插入采樣瓶中，萃取濃縮煤氣中的萘，然后將該纖維在氣相分析儀進(jìn)樣分析，具體步驟如下
步驟ー用特制采樣瓶采集煤氣主管路中的煤氣，清洗體積為采樣瓶體積的40倍以上以充分去除瓶?jī)?nèi)殘余空氣；
步驟ニ，采樣后盡快分析樣品，將采樣瓶放置在磁力攪拌器上，把SPME萃取頭插入采樣瓶ロ，開(kāi)啟磁力攪拌器，轉(zhuǎn)速800r/min,平衡5min ；
步驟三，將萃取頭插入GC進(jìn)樣ロ于240°C 260°C，熱解吸3min后進(jìn)樣，通過(guò)GC峰面積定性和定量分析；
步驟四，根據(jù)不同濃度萘的標(biāo)準(zhǔn)氣體所得峰面積繪制各組分的標(biāo)準(zhǔn)曲線；
步驟五，在上述相同條件下對(duì)煤氣樣品進(jìn)行萃取和GC測(cè)定，利用得到組分的峰面積，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出各組分在樣品中的含量。本發(fā)明具有下列特點(diǎn)
(1)操作簡(jiǎn)單、快速采用本發(fā)明檢測(cè)煤氣中的萘極大地簡(jiǎn)化了采樣過(guò)程和縮短了分析時(shí)間，操作簡(jiǎn)便、快速，便于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)，單個(gè)樣品全部分析時(shí)間大約為20min ；
(2)極大地拓寬了方法應(yīng)用范圍，提高了分析靈敏度和準(zhǔn)確度現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)煤氣中萘的檢出限為5mg/m3，而本發(fā)明可以達(dá)到O. 008mg/m3以下，且線性范圍廣，可以廣泛應(yīng)用于煤氣中特別是Corex爐煤氣中萘含量監(jiān)測(cè)，具有廣泛的應(yīng)用前景。(3)成本低廉萃取頭可以重復(fù)應(yīng)用1000次以上。(4)無(wú)污染避免使用大量有毒有害試劑，不污染環(huán)境和危害操作人員身體健康。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步的詳細(xì)說(shuō)明
圖I為本發(fā)明的分析裝置示意 圖2為萃取時(shí)間對(duì)萃取效果影響不意 圖3為溫度對(duì)萃取效果影響示意 圖4為轉(zhuǎn)速對(duì)萃取效果影響示意 圖5為解吸時(shí)間對(duì)萃取效果影響示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出固相微萃取法在Corex爐煤氣中萘含量分析中的應(yīng)用。本發(fā)明將固相萃取毛細(xì)纖維的萃取頭插入采樣瓶中，萃取濃縮煤氣中的萘，然后將該纖維在氣相分析儀進(jìn)樣分析，圖I為分析裝置，其中I為伸縮桿；2為手柄；3為彈簧；4為不銹鋼針管；5為帶硅膠膜密封塞；6為萃取頭；7為攪拌子；8為磁力攪拌器；9為進(jìn)氣ロ ；10為出氣ロ。具體步驟如下
儀器及操作條件
儀器固相微萃取裝置固相微萃取手動(dòng)進(jìn)樣裝置(Supelco公司)、IOOMffl聚ニ甲基硅氧燒(PDMS)萃取頭(Supelco公司),集熱式恒溫磁力攪拌器(Corning, PC_420d),自制40ml頂端帶有孔蓋子和帶聚四氟こ烯層的硅膠隔墊的樣品瓶。分析儀器GC氣相色譜儀(美國(guó)Agelient公司)、配有FID檢測(cè)器。色譜柱石英毛細(xì)管柱(Agilentl9091J_413,美國(guó)Agelient公司)
儀器操作條件檢測(cè)器溫度280°C ;進(jìn)樣ロ溫度260°C ;柱升溫程序
800C，停留 2min ；25°C /min 升溫至 200°C，停留 Imin ；35°C /min 升溫至 270°C，停留Imin ;載氣為高純氮?dú)?。試劑及?shí)驗(yàn)方法 分析試劑
萘(色譜純)、丙酮(分析純)
實(shí)驗(yàn)方法
萘標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制用市售的萘(色譜級(jí))按照萘質(zhì)量有機(jī)溶劑丙酮體積=Ig =IL的比例將萘(GC級(jí))溶解于丙酮中配制成lg/L的萘的標(biāo)準(zhǔn)溶液。萘標(biāo)準(zhǔn)氣體的配制
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線梯度需要注入相應(yīng)的標(biāo)液量，將萘的標(biāo)液注入樣品瓶中，快速打開(kāi)磁力攪拌器調(diào)至800r/min，使萘標(biāo)準(zhǔn)氣體在樣品瓶?jī)?nèi)擴(kuò)散均勻。標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
根據(jù)不同濃度萘的標(biāo)準(zhǔn)氣體所得峰面積繪制各組分的標(biāo)準(zhǔn)曲線，參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城市燃?xì)庵休梁繙y(cè)定氣相色譜法(GB/T12209. 2-1990 )中檢測(cè)范圍。對(duì)煤氣中的萘的分析方法
用特制采樣瓶采集煤氣主管路中的煤氣，清洗體積為采樣瓶體積的40倍以上以充分 去除瓶?jī)?nèi)殘余空氣。采樣后盡快分析樣品，將采樣瓶放置在磁力攪拌器上，把SPME萃取頭插入采樣瓶ロ，開(kāi)啟磁力攪拌器，轉(zhuǎn)速800r/min,平衡5min。將萃取頭插入GC進(jìn)樣ロ于240°C 260°C,熱解吸3min后進(jìn)樣,通過(guò)GC峰面積定性和定量分析。根據(jù)不同濃度萘的標(biāo)準(zhǔn)氣體所得峰面積繪制各組分的標(biāo)準(zhǔn)曲線。在上述相同條件下對(duì)煤氣樣品進(jìn)行萃取和GC測(cè)定，利用得到組分的峰面積，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出各組分在樣品中的含量。實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化 萃取時(shí)間的優(yōu)化
如圖2,在萃取條件為轉(zhuǎn)速300rpm,加熱板溫度75°C,進(jìn)樣ロ解吸時(shí)間3min時(shí),考察萃取時(shí)間對(duì)相對(duì)萃取量(峰面積)的影響。從圖2可以看出，在相同條件下，萃取時(shí)間為15min左右為最佳時(shí)間，但綜合考慮到色譜萘的分析方法運(yùn)行時(shí)間為Ilmin左右，且5min時(shí)SPME對(duì)萘的萃取量已經(jīng)可以滿足色譜儀對(duì)萘的分析靈敏度要求，故萘的優(yōu)化萃取時(shí)間為5min。溫度的優(yōu)化
圖3是在磁力攪拌轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速300rpm,萃取時(shí)間5min,進(jìn)樣ロ解吸時(shí)間3min的條件下，不同溫度對(duì)相對(duì)萃取量的影響。由該圖可以看出，相對(duì)萃取量隨加熱板溫度上升到40°C后下降，說(shuō)明熱力學(xué)對(duì)萘的影響在加熱板溫度達(dá)到40°C后占上風(fēng)。由于是加熱板加熱采樣瓶，存在加熱不均勻，較難控制采樣瓶?jī)?nèi)溫度的缺點(diǎn)，并且在室溫(20°C )下已經(jīng)可以滿足分析精度要求，綜合考慮后最終選擇室溫作為優(yōu)化溫度。轉(zhuǎn)速的優(yōu)化
圖4是在加熱板溫度75°C,萃取時(shí)間5min,進(jìn)樣ロ解吸時(shí)間3min的條件下,不同轉(zhuǎn)速對(duì)相對(duì)萃取量的影響。相對(duì)萃取量隨著轉(zhuǎn)速提高而升高，在800rpm達(dá)到最大萃取效率，故選擇800rpm作為磁力攪拌器的轉(zhuǎn)速。解吸時(shí)間的優(yōu)化
圖5是在磁力攪拌器轉(zhuǎn)速300rpm,加熱板溫度75°C,萃取時(shí)間5min,的條件下,不同進(jìn)樣ロ解吸時(shí)間對(duì)相對(duì)萃取量的影響。解吸時(shí)間對(duì)相對(duì)萃取量影響并不大，在解吸時(shí)間為3min時(shí)峰面積達(dá)到最大,故選擇3min作為磁力攪拌器的轉(zhuǎn)速。方法驗(yàn)證檢出限、精密度與線性范圍方法確定條件為轉(zhuǎn)速800rpm，室溫，萃取時(shí)間5min，解吸時(shí)間3min。從O. 25到200mg/m3，配置一系列濃度以考察方法的線性范圍，標(biāo)準(zhǔn)曲線回收系數(shù)為O. 9998，曲線a=21. 12，b=-6. 26，檢測(cè)限為O. 008mg/m3。方法檢出限及精密度如表I所示。表I方法檢出限與精密度
權(quán)利要求
1.固相微萃取法在C0rex爐煤氣中萘含量分析中的應(yīng)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固相微萃取法在Corex爐煤氣中萘含量分析中的應(yīng)用，其特征在于，它包括 步驟ー用特制采樣瓶采集煤氣主管路中的煤氣，清洗體積為采樣瓶體積的40倍以上以充分去除瓶?jī)?nèi)殘余空氣； 步驟ニ，采樣后盡快分析樣品，將采樣瓶放置在磁力攪拌器上，把SPME萃取頭插入采樣瓶ロ，開(kāi)啟磁力攪拌器，轉(zhuǎn)速800r/min,平衡5min ； 步驟三，將萃取頭插入GC進(jìn)樣ロ于240°C 260°C，熱解吸3min后進(jìn)樣，通過(guò)GC峰面積定性和定量分析； 步驟四，根據(jù)不同濃度萘的標(biāo)準(zhǔn)氣體所得峰面積繪制各組分的標(biāo)準(zhǔn)曲線； 步驟五，在上述相同條件下對(duì)煤氣樣品進(jìn)行萃取和GC測(cè)定，利用得到組分的峰面積，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出各組分在樣品中的含量。
全文摘要
一種固相微萃取法在Corex爐煤氣中萘含量分析中的應(yīng)用。本發(fā)明涉及固相微萃取法，尤其涉及固相微萃取法在萘含量分析中的應(yīng)用。本發(fā)明將固相萃取毛細(xì)纖維的萃取頭插入采樣瓶中，萃取濃縮煤氣中的萘，然后將該纖維在氣相分析儀進(jìn)樣分析。本發(fā)明極大地簡(jiǎn)化了煤氣中的萘采集過(guò)程，由于采用固相微萃取技術(shù)極大地提高了分析靈敏度，具有簡(jiǎn)單、分析快速、準(zhǔn)確性好、無(wú)毒害、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以不受煤氣中水蒸汽等雜質(zhì)影響。
文檔編號(hào)G01N30/06GK102721766SQ201110080220
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者楊四川, 魏華, 黃曉 申請(qǐng)人:上海寶鋼工業(yè)檢測(cè)公司