氣相色譜技術在化工分析行業中的應用研究
發布時間：2023-08-08作者：小編來源：點擊：次
氣相色譜技術是20世紀50年代出現的分離分析技術，現今在工業、農業、國防、建筑等多個領域中都有著廣泛應用，因其具備高效性與獨特性的應用優勢，借助現代儀器可將混合物進行有效分析，在化工分析行業中的應用前景廣闊。
1 化工分析與氣相色譜技術概述
1.1 化工分析技術
化工生產過程的流程較為復雜，從原材料的準備到產品制成需要經歷諸多的化學反應流程，而在生產過程中，極有可能會因為各種不可控的影響因素而導致化學反應過程出現誤差，化工產品質量難以得到保障?；し治黾夹g的應用能夠有效減少反應誤差，對整個化工生產流程進行全面質量把控，利用分析技術對化工生產原材料進行監測，對化學品的質量與純度進行把控，對化學生產流程的各個反應進行有效管控，實現化學生產流程的標準化管理效果。氣相色譜技術分析就是當前化工分析中儀器分析的常用手段。
1.2 氣相色譜技術
氣相色譜技術也被稱為層析法，是一種物理分析的方式，指的是對取樣樣本，結合色譜分析和其他檢測方式實現化工產品成分分析的技術。氣相色譜技術的應用能夠對化學反應環節中的原材料、反應物和生產產品進行分析，并結合固有內標分子量對化學物進行監測，實現化工樣本的初步分離與提煉[1]。
在目標檢測物質中，會存在諸多混合物，各相會產生相對運動。保持不動的相稱為固定相，而另一相會在運動的過程中經過固定相，并與其發生作用，而氣相色譜技術原理則是利用這一現象，對混合物的不同組成部分的性質與結構方面的差異進行分析，在持續同等推動力的作用下各個部分會由于相互之間的作用力而導致其在固定相中存在差異，根據存留時間長短進行先后順序的排列，并依次從固定相中流出，這就是色譜分離技術的核心原理。其中的流動相如果為氣體，即氣相色譜技術。
氣相色譜技術主要包含氣路控制系統、進樣系統、溫控系統、分離系統、檢測系統多個系統結構部分。氣路系統主要是給氣相色譜提供載氣、可燃氣和助燃氣，控制并穩定進入儀器的壓力；進樣系統主要是調節樣品進入儀器的量，避免出現儀器過載而污染后面的色譜柱和檢測器，當前以自動進樣為主，進樣量準確，重復性高，結果的精密度也高。溫控系統主要是控制儀器進樣口、柱箱、檢測器等部位的溫度，通過控制溫度使液體樣品完全汽化，有效分離多組分的復雜樣品，檢測器的溫度最高，避免氣體出現冷凝、污染檢測器等問題，影響測試結果。分離系統就是色譜柱，根據測量不同種類的物質選擇不同的填料方式，根據不同填料類型的極性選擇不同的色譜柱。檢測系統主要是檢測器，把色譜柱里出來的有分離組分的載氣流通過檢測器產生信號，在經過轉化之后即可形成色譜圖。氣相色譜檢測器常用的有FID、FPD、NPD、ECD和質譜檢測器，針對不同的物質，需要選用不同的檢測器。
2 氣相色譜技術在化工分析中的應用優勢
2.1 推動行業發展
氣相色譜技術的應用能夠將化工生產環節進行有效管控，將原本零散的生產流程進行整合統一，推動化工企業完善自身的生產流程，提升化工生產的經濟效益水平，避免生產資源與資金成本的浪費。此外，氣相色譜技術在實際的化工生產過程中可以為生產人員提供精準數據，明確各個環節的化學反應程度，得出反應結果，同時根據實際情況、生產需求進行靈活調整，從而提升化工生產效率水平，結合相應數據對整個化工生產流程工藝進行優化與整改，為化工企業產品生產的統一發展帶來基礎保障。
2.2 加強成本控制
氣相色譜技術相對于其他分析技術相比，其操作水平更為精簡，精準程度更高，能夠保障分析數據的準確性與全面性。因此，這一技術的應用能夠幫助化工企業進一步加大管控力度，對分析檢測成本進行有效控制。隨著氣相色譜技術在化工分析行業中的廣泛應用，對于化工企業的分析工作環節而言，確實帶來了技術層面的有效保障，提升化工企業的分析工作效率水平的同時，壓縮工作生產成本，為化工企業的生產運營帶來了穩定條件的同時，提升化工分析的經濟效益水平[2]。
2.3 提升認知層次
目前來看，在我國科學技術的推動下，氣相色譜技術得以普及，在我國化工分析行業中的應用優勢逐步凸顯出來。技術人員就可以借助這一技術，針對化工企業的不同化工產品、原材料組成進行分析，根據各個產品的相應檢測標準，掌握產品與原材料的內部構成與化學性質?；どa人員則能夠根據相應的分析效果明確生產操作要點，有針對性地優化化學生產操作，為其提供決策性的數據信息參考[3]。
2.4 實現定量分離
氣相色譜技術對化學材料進行精準化的定量分離，與傳統的化工分析技術相比，這一技術的實際操作更具靈活性、便捷性，能夠結合不同類型的色譜柱對樣品進行定量分析與分離，進而提升定量與分離結果的精準性與效率水平，有效推動化工企業的分析工作效率水平。
3 氣相色譜技術在化工分析中的具體應用
3.1 分析氣體物質
氣相色譜技術在化工分析的應用中，能夠對氣體物質進行檢測，在保障檢測分析結果的精準度與可靠程度的基礎上，對目標氣體物質的成分含量濃度進行分析，并利用反復分離分析的方式來提升檢測數據的精準程度。但是，在使用氣相色譜技術的過程中，技術人員需要對氣體吸收過程的安全性進行考量，并保障氣體物質得以充分燃燒，避免在檢測過程中出現漏氣的情況，保障氣體物質檢測的質量水平、效率水平、安全性。
3.2 分析脂肪酸類物質
一般來說，在脂肪酸類物質的化工分析工作中，傳統的檢測分析方式主要為滴定法，而針對脂肪酸類成分的測定中，這一技術的應用具有明顯的局限性，對于檢測設備的應用、技術人員的操作都有著較為苛刻的要求。在實際的檢測分析過程中，如若出現失誤操作或者設備使用不當，就會導致最終的檢測結果精準程度大打折扣，甚至會對現場技術人員造成生命安全的威脅。氣相色譜技術在化工分析環節中的應用就能夠改善滴定法的技術局限性，利用更快的分離速度、簡單便捷的操作方式來完成高質量的分離測定，減少資源消耗，進一步提升測量效果。此外，氣相色譜技術的應用還能夠提升檢測結果的回收利用率，提升了化工生產調控的靈活程度，保障檢測工作環節的安全性，同時能夠降低對人力勞動的依賴程度。
3.3 分析酚類物質
酚類物質在煤化工企業的化工分析環節中極為常見。在煤化工生產過程中的廢水中就會含有大量的酚類物質，而這一類物質通常具備較強的毒性，如果沒有經過相應的處理，直接將工業廢水排放到環境之中，勢必會對生態環境造成難以挽回的破壞與污染。我國煤化工行業在生產過程中對于氣相色譜技術有著廣泛應用，旨在能夠結合相關檢測分析數據來尋找出行之有效的處理方式，盡可能降低煤化工生產對自然環境的污染程度。氣相色譜技術可以借助特定的前處理利用毛細管色譜柱法對廢水中的酚類物質進行分離，并對其中的物質進行定性定量分析，有效縮短了檢測時間，提升檢測結果的精準程度，為化工企業的廢水處理工作帶來有效的數據參考。
3.4 分析烴類物質
烴類物質是在化工企業生產流程中常見的物質，也是化工分析領域中極為重要的檢測物質。通常情況下，在天然氣生產、石油裂解等生產環節中都會涉及烴類物質的檢測分析工作，在石油化工行業中，烴類物質是需要重點關注的檢測對象。氣相色譜技術在石油化工分析領域的應用就能夠對石油裂解裝置中的烴類物質進行定性定量分析，將異丁烯、乙烯、丙烯等烴類物質完整分離出來。此外，氣相色譜技術也能夠對上述分離物質進行深入分析，保證檢測數據的完整程度，為石油化工企業的裂解裝置工藝帶來全面保障。在技術應用過程中，選擇合適的色譜柱，調試好氣相色譜的進樣量，分流比、進樣口溫度、色譜柱溫度和檢測器溫度、載氣流量等各項儀器參數，進而為烴類物質的分析數據的真實性與精準性帶來全面保障。
3.5 分析有害物質
在大氣有害物質檢測分析環節，氣相色譜技術同樣具有極為明顯的技術優勢，充分滿足了大氣氣體檢測分析工作的各方面要求，將大氣中的有害物質進行定量檢測。以苯系物為例，氣相色譜技術的合理應用就能夠將大氣中的苯系物成本進行精準測定，在獲得精準分析數據之后，技術人員就可以對不同苯系物進行定量定性的檢測工作，從而明確大氣環境中苯系物的成分，為后續的空氣治理工作帶來有效數據參考。
3.6 分析農藥殘留
農藥殘留物的檢測分析環節中，氣相色譜技術同樣具備應用優勢。在我國現代化農業發展的過程中，會因為環境、病蟲害等問題而導致農作物的收成與品質受到影響，為了解決這一問題，工作人員會使用農藥等化學手段，以求能夠有效提升單位面積內的農作物產量。但是農藥本身就是具備較強毒性的化學物質，一旦使用量超標，就會導致有毒有害物質殘留在農作物上，對當地生態環境造成污染的同時，也會影響人們的身體健康。氣相色譜技術在農藥殘留物分析中的應用就能夠對農產品表面的殘留物進行精準分析，并對其樣品內部的物質進行檢測，相比于其他檢測分析技術而言，氣相色譜技術可以確保檢測結果的全面性、精準程度，對我國農藥檢測行業的發展而言至關重要。
3.7 分析食品添加成分
食品安全是我國社會一直所強調的問題，關乎食品消費者的生命健康與行業未來發展。為了提升食品的經濟效益，避免因為食品過期變質而導致經濟受損，在生產過程中會使用適量的添加劑，在保證食品口味、安全的前提下，盡可能延長食品的存放時間。防腐劑作為食品生產過程中最為常用的添加劑成分，雖然符合我國食品加工生產的國家食用安全標準，但是過量的添加劑反而會影響食品安全，而氣相色譜技術的應用就能夠將各類添加劑的物質含量精準分析，確定是否合格，進而保證產品的安全性，為消費者的權益帶來有效保障。
4 氣相色譜技術應用的注意事項
氣相色譜分析技術在化工領域極為常用，尤其是在有機化工領域中，具備更強的分離度，也保障了檢測分析數據的精準性。一般來說，氣相色譜技術通常采用色譜柱長度約為30 m的毛細管柱，相較于液相色譜技術而言，氣相色譜技術的分離度更高，其檢測器的靈敏度更強，氣相色譜的FID檢測技術靈敏度能夠達到ng級，且成本相對較低。對于我國化工分析領域而言，該技術具有不可忽視的重要戰略意義，但技術人員在進行實操的過程中也需要明確技術要點，明確各方面注意事項，將其中氣相色譜技術的應用優勢進行充分發揮。首先，氣相色譜技術的應用需要選擇出適配的色譜柱，并結合不同的分析對象、任務要求來選擇，針對結構復雜的檢測物質，可以通過控制色譜柱長度的方式來保障氣相色譜技術檢測分析的精準程度；其次，需要通過保障氣相色譜分析儀器的精準程度，該技術的應用過程中會使用到一系列設備儀器，種類較為復雜，其不同設備的功能不同，需要根據不同檢測物質和分析工作需求來合理選擇專業儀器，從而確保檢測結果的精準程度。最后，工作人員需要重視色譜分析儀器的管理調試工作，保證儀器可以正常運作，保障氣相色譜技術的應用效果。
5 結束語
綜上所述，氣相色譜技術的應用是推動我國化工分析行業發展的必然途徑，該技術已經成為實際化工生產中不可或缺的關鍵技術。因此，化工分析人員就需要明確該技術的重要性，結合不同目標物質的檢測要求進行設備選擇與技術操作，挖掘出氣相色譜技術的應用優勢，針對不同領域的生產流程進行技術應用，從而推動化工分析行業發展，為我國工業生產帶來全面保障。