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在Agilent 8890氣相色譜系統(tǒng)進(jìn)行單環(huán)芳烴純度分析的效率
閱讀：1041 發(fā)布時(shí)間：2021-10-16摘要：本應(yīng)用簡報(bào)重點(diǎn)介紹了使用配備兩根 Agilent J&W DB-HeavyWAX 色譜柱的雙通道 Agilent 8890 氣相色譜系統(tǒng)根據(jù) ASTM 方法 D7504 分析單環(huán)芳烴1 。在每個(gè)氣相色譜 通道上使用雙塔同時(shí)進(jìn)樣分析不同樣品，樣品通量可提高 100%。利用保留時(shí)間鎖定 (RTL) 在每個(gè)通道上獲得精確的保留時(shí)間一致性，使色譜峰鑒定和校準(zhǔn)更簡單且更可 靠。該系統(tǒng)在目標(biāo)化合物之間表現(xiàn)出優(yōu)異的分離能力，并能對(duì) 0.0004%–99.9787% （重量百分比）范圍內(nèi)的分析物進(jìn)行定量分析。在幾種不同芳烴溶劑的重復(fù)分析中觀 察到的精密度超過了 ASTM 重現(xiàn)性要求。
前言 單環(huán)芳烴是用于生產(chǎn)聚合物、添加劑和 專用化學(xué)品的重要通用化學(xué)品。ASTM 委 員會(huì) D16 針對(duì)許多這類化學(xué)品規(guī)定了純 度指標(biāo)。ASTM D7405 方法使用氣相色譜 (GC) 測(cè)量整體化學(xué)純度和關(guān)鍵雜質(zhì)濃 度，以此對(duì)這些指標(biāo)提供支持。為了在 簡化方法的同時(shí)確保精密度，D7504 方 法通過使用有效碳數(shù) (ECN) 響應(yīng)省略了 樣品前處理和儀器校準(zhǔn)步驟。為了使這 種技術(shù)更高效，必須在單次運(yùn)行中檢測(cè) 0.0001% 至 > 99.9%（重量百分比）的樣 品組分。 這些分析通常在生產(chǎn)質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室中進(jìn) 行，其中樣品通量與分析精密度一樣重 要。在 8890 氣相色譜儀上使用雙塔同時(shí) 進(jìn)樣和 RTL 可以解決這兩個(gè)問題。通過 在配備了兩個(gè)相同通道的單臺(tái)氣相色譜儀 上同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)樣品，可將樣品通量提 高 100%。在該方法中應(yīng)用 RTL 提高精密 度，從而使氣相色譜系統(tǒng)的每個(gè)通道產(chǎn)生 幾乎相同的保留時(shí)間。這樣更容易比較結(jié) 果，同時(shí)可避免關(guān)鍵雜質(zhì)的鑒定出現(xiàn)錯(cuò) 誤。此外，運(yùn)行該方法的任何儀器都可以 采用保留時(shí)間鎖定，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室之間 結(jié)果的直接比較。
設(shè)備： 8890 氣相色譜系統(tǒng)配備分流/不分流雙進(jìn) 樣口和雙火焰離子化檢測(cè)器 (FID) 以形成 兩個(gè)相同的流路，并且該系統(tǒng)使用 J&W DB-HeavyWAX 色譜柱。使用雙 Agilent 7693A 自動(dòng)液體進(jìn)樣器 (ALS) 執(zhí)行樣品 引入。表 1 顯示了該配置的詳細(xì)信息， 其中包括消耗品。采用 Agilent OpenLab ChemStation 進(jìn)行所有的儀器控制、數(shù)據(jù) 采集和數(shù)據(jù)分析。
化學(xué)品與試劑 下列化學(xué)品購自 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)：二硫化碳（ACS 試劑， ≥ 99.9%）、正壬烷（無水，≥ 99%）、 甲苯、1,4-二氧六環(huán)（無水，99.8%）、 乙苯（無水，99.8%）、對(duì)二甲苯（HPLC 級(jí)，99+%）、鄰二甲苯（HPLC 級(jí)，98%）、 苯乙烯（分析標(biāo)準(zhǔn)品）、間二甲苯（無 水，99+%）、異丙苯 (99%)、2-乙基甲 苯 (99%)、3-乙基甲苯 (99%)、1,4-二乙 基苯 (96%)、丁苯 (99+%) 和 4-乙基甲苯 （氣相色譜級(jí)，純度 ≥ 95.0%）。
RTL 校準(zhǔn) 通過向 2 mL 二硫化碳加入一滴 15 種溶 劑來配制 RTL 校準(zhǔn)溶液，這些溶劑為： 正壬烷、苯、甲苯、1,4-二氧六環(huán)、乙 苯、對(duì)二甲苯、間二甲苯、異丙苯、鄰 二甲苯、4-乙基甲苯、3-乙基甲苯、苯乙 烯、2-乙基甲苯、對(duì)二乙基苯 (PDEB) 和 丁苯。該標(biāo)樣用于開發(fā) RTL 校準(zhǔn)，并評(píng) 估各種化合物的分離效果。
結(jié)果與討論 圖 1 顯示了包含芳烴溶劑混合物和雜質(zhì) 的二硫化碳溶液的色譜圖。大多數(shù)化合物 均實(shí)現(xiàn)了基線分離。兩對(duì)化合物僅得到部 分分離。第一對(duì)化合物 4-乙基甲苯和 3- 乙基甲苯在 ASTM 方法（D7504，乙苯 雜質(zhì)）中也未得到分離，并且將它們與 2-乙基甲苯一起報(bào)告為總乙基甲苯。第二 對(duì)化合物 PDEB 和 2-丁苯也僅得到部分分 離。這不算一個(gè)問題，因?yàn)檫@兩種組分通 常不會(huì)存在于同一材料中。
RTL 使用鄰二甲苯作為目標(biāo)峰進(jìn)行 RTL 校 準(zhǔn)。圖 2 顯示了五個(gè) RTL 校準(zhǔn)運(yùn)行，其 中標(biāo)明了鄰二甲苯的保留時(shí)間，而圖 3 顯示了 RTL 校準(zhǔn)表。任何希望在 8890 系 統(tǒng)上鎖定此方法的分析人員都不必重復(fù)這 些校準(zhǔn)運(yùn)行。如需使用此 RTL 校準(zhǔn)： • 使用表 1 中概述的條件新建方法 • 使用 ChemStation RTL 軟件新建 RTL 校準(zhǔn) • 輸入圖 3 中所示的數(shù)據(jù) 然后可以通過運(yùn)行包含鄰二甲苯的樣品并 使用 RTL 軟件重新鎖定方法，從而鎖定 氣相色譜系統(tǒng)。RTL 的一般理論和使用方 法在先前的出版物中有詳細(xì)介紹2,3。
使用目標(biāo)物鄰二甲苯的保留時(shí)間 17.585 分 鐘對(duì)氣相色譜系統(tǒng)進(jìn)行保留時(shí)間鎖定。 圖 4 顯示了鎖定前在前色譜柱和后色譜 柱上得到的色譜圖。大多數(shù)化合物在兩 根色譜柱上的保留時(shí)間差超過 0.1 分鐘。 圖 5 顯示了鎖定色譜柱后得到的疊加色 譜圖。在每個(gè)通道上觀察到優(yōu)異的保留時(shí) 間一致性，保留時(shí)間差小于 0.01 分鐘。 并不總是需要使用鄰二甲苯進(jìn)行 RTL。希 望使用該方法分析不含鄰二甲苯的樣品 的分析人員可以選擇其他化合物作為 RTL 目標(biāo)峰?？刹捎貌辉谏郎爻绦蜣D(zhuǎn)換附近洗 脫的化合物作為 RTL 目標(biāo)峰。
苯純度分析 圖 6 顯示了使用 ASTM D7504 方法分析 得到的苯的色譜圖，其中采用鄰二甲苯作 為 RTL 目標(biāo)峰。表 3 中的結(jié)果顯示了以 重量百分比計(jì)算的苯及其雜質(zhì)含量。通過 對(duì) 0 至 8 分鐘的所有色譜峰求和來計(jì)算 非芳烴的含量。由于該方法采用保留時(shí)間 鎖定，因此用相同的非芳烴峰求和窗口分 析甲苯、乙苯、對(duì)二甲苯以及苯乙烯。觀 察到的大多數(shù)主要化合物的重現(xiàn)性 (r) 均 滿足 ASTM 重現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)的要求。
甲苯純度分析 圖 7 顯示了使用 ASTM D7504 方法分析 得到的甲苯的色譜圖，其中采用鄰二甲苯 作為 RTL 目標(biāo)峰。表 4 中的結(jié)果顯示了 以重量百分比計(jì)算的甲苯純度和目標(biāo)雜質(zhì) 含量。
乙苯純度分析 圖 8 顯示了使用 ASTM D7504 方法分析 得到的乙苯的色譜圖，其中采用鄰二甲苯 作為 RTL 目標(biāo)峰。表 5 中的結(jié)果顯示了 以重量百分比計(jì)算的乙苯純度及其雜質(zhì) 含量。
對(duì)二甲苯純度分析 圖 9 顯示了使用 ASTM D7504 方法分析 得到的對(duì)二甲苯的色譜圖，其中采用鄰二 甲苯作為 RTL 目標(biāo)峰。表 6 中的結(jié)果顯 示了以重量百分比計(jì)算的對(duì)二甲苯純度及 其雜質(zhì)含量。
苯乙烯純度分析 圖 10 顯示了使用 ASTM D7504 方法分析 得到的苯乙烯的色譜圖，其中采用鄰二甲 苯作為 RTL 目標(biāo)峰。表 7 中的結(jié)果顯示 了以重量百分比計(jì)算的苯乙烯純度及其雜 質(zhì)含量。 如表 3–7 中所示，各種溶劑中的所有化 合物均符合 ASTM 重現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)的要求。
結(jié)論 本應(yīng)用簡報(bào)表明，8890 氣相色譜系統(tǒng)與 HP-HeavyWax 色譜柱相結(jié)合，能夠成功 運(yùn)行 ASTM D7504，并以高精密度測(cè)定 單環(huán)芳烴溶劑純度。同時(shí)還證明了，使用 配備兩個(gè)相同通道（允許同時(shí)分析兩個(gè) 樣品）的 8890 氣相色譜系統(tǒng)能夠使樣品 通量提高 100%。將 RTL 技術(shù)加入該方法 中，能夠輕松比較儀器間和不同實(shí)驗(yàn)室之 間的結(jié)果，并提高隨時(shí)間推移的結(jié)果的一 致性。在鑒定緊鄰洗脫的異構(gòu)體（如 C8 芳烴）時(shí)，鎖定保留時(shí)間對(duì)于該方法尤為 有用。這種保留時(shí)間鎖定方法可滿足對(duì)快 速、簡單而有效的方法的需求，提高當(dāng)今 生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室的分析效率和可靠性。