工业三乙醇胺用作表面活性剂、硫化氢吸收剂、水泥增强剂、纺织品、化妆品的增湿剂、树脂、橡胶的分散剂等。三乙醇胺在现代工业生产中的用途十分广泛。因此,快速准确检测三乙醇胺的含量在工业生产中是极其重要的。
目前,国内的各生产厂家仍采用乙醇介质中的盐酚-乙醇标准溶液的非水滴定法测定三乙醇胺的含量,这种方法操作过程复杂,需要处理样品,测量速度慢,不太适合工业生产发展的要求,急需建立新的测定方法。
三乙醇胺的沸点较高,极性较大,用气相色谱法分析有一定的难度。查阅有关文献、国外有采用高效液相色谱法和离子色谱法[3]对三乙醇胺进行检测。在我国尚未见报导,气相色谱法分析也没见报导。
采用气相色谱法测工业三乙醇胺含量,克服了三乙醇胺沸点高(360℃)、吸附性强等不利因素。通过对色谱柱选择、载气流速、柱温、溶剂、进样量等进行大量的实验,建立了毛细管柱气相色谱法测定三乙醇胺的含量的方法。利用毛细管柱气相色谱法使三乙醇胺中主要成分一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺很好分离,达到快速测定的目的。
利用选定的色谱条件对三乙醇胺进行定性,定量分析,测出相对校正因子。用保留时间定性,归一化法定量。测量结果,回收率在98.72%～103.2%,CV=0.403%,与化学方法比较精密度高、准确度好、操作简单、快速、适于微机化和工业生产的监测。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
1.1.1 仪器
HP5890气相色谱仪、HP3395型积分仪、氢焰离子化检测器。
1.1.2 试剂
一乙醇胺(AR)、二乙醇胺(AR)、三乙醇胺(AR)、无水乙醇(AR)、无水甲醇(AR)、丙酮(AR)。
1.2 色谱条件
色谱柱:Crosslinkedmethylsiliconegum25m×0.52mm×0.52μmfolmthickness。
柱温:程序升温100～250℃,30℃·min-1
载气:N2,流速1.5mL·min-1,进样量:1μL。
1.3 色谱条件选择
混合物中各组分在色谱柱中分离是进行气相色谱定量,定性分析的前提条件。样品是否分离,主要取决于色谱柱,柱温及气化温度的选择。三乙醇胺粘度大、沸点高、极性大的特点必须选择一种合适的溶剂。
1.3.1 溶剂的选择
分别用乙醇、甲醇、丙酮做溶剂对三乙醇胺进行气相色谱分析。在一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺的混合样品中加入乙醇、在恒温250℃的条件下进样。一二乙醇胺能分离,但不够理想,二三乙醇胺分离很好。
在同样的三种乙醇胺混样中加入丙酮,恒温250℃进样、丙酮和一乙醇胺峰部分重叠,二三乙醇胺间出现一小峰,所以丙酮不能做乙醇胺的溶剂。 在同样的条件下,用甲醇作溶剂[4],色谱峰与乙醇相似。通过实验,适当地改变其它色谱条件,以乙醇作溶剂进行色谱分析,分离效果很好,最后选择乙醇作溶剂。
1.3.2 溶剂和样品的配比实验
乙醇和三乙醇胺的配比对分离效果有很大影响,配制一系列浓度的三乙醇胺样品,进行色谱分析、发现三乙醇胺与溶剂的体积比为(1∶50)时,三种乙醇胺分离效果好。
1.3.3 进样量的选择
在(0.05～1.5μL)的进样量范围内,每0.05μL进一次样,当进样量为1μL时谱峰,为此选择1μL为进样量的条件。
1.3.4 柱温选择
选择乙醇作溶剂,由于乙醇的沸点是78.3℃,三乙醇胺的沸点是360℃,沸点差大、必须采用程序升温的办法,缩小沸点的差异。受色谱柱使用温度的限制,从初温80℃到终温280℃不断改变升温速度、经多次反复实验最后选择的柱温是100～250℃,升温速度为30℃·min,分离效果好,峰形好。见图1。
1.3.5 载气流速等条件选择
在选定的色谱条件下,以N2为载气,不断改变N2流速及其它条件,经实验,N2压力275.6kPa,H2压力137.8kPa、Aer压力275.6kPa,N2流速为1.5mL·min-1注射口温度为280℃,检测器温度为250℃,纸速为1.0cm·min-1为色谱分析条件。
2 结果与讨论
2.1 定性分析
在选定的色谱条件下,采用测定保留时间的方法定性,对三乙醇胺进行色谱分析,测出三种乙醇胺的保留时间与三种乙醇胺的标样的保留时间对照结果见表1及图1。
2.2 定量分析
分别用归一化法、内标法、外标法进行色谱分析、结果归一化法分析是可行的,所以选择归一化法定量。
2.2.1 校正因子测定
分别称取三种乙醇胺标样混合,按溶剂与试样比(1∶50)配成标样,以色谱条件,测定10次,以三乙醇胺为标准物,由f′i=miAsmsAi求出三种乙醇胺的相对校正因子,结果见表2。
2.2.2 三乙醇胺含量及回收率测定
准确称取8个三乙醇胺试样,按选定的条件配制成试样进行色谱分析,平行实验三次,求出平均含量,测得回收率,结果见表3。
2.2.3 精密度测定
为了更好检验结果的重现性,对合成的5个标样进行5次平行实验测得结果见表4。
从表4看出,三乙醇胺平均含量为49.67%,CV=0.403%,精密度很好。
2.2.4 色谱法与化学法比较
把辽阳石油化工厂提供的试剂,按选定的配比条件配成5个试样,在色谱条件下进行色谱分析,5个试样、每个试样平行实验测5次,测出三乙醇胺含量,并将测定结果与化学方法测定结果进行比较。结果见表5。
3 结论
毛细管气相色谱法测定工业三乙醇胺含量以乙醇作溶剂,选择色谱条件,使三乙醇胺、二乙醇、一乙醇胺混样得到很好分离,并能定性、定量分析三乙醇胺的含量,回收率可达98.72%～103.2%。精密度实验,含量为49.6%时,CV=0.403%,与化学方法测定比较,色谱法CV=0.135%,化学法CV=1.81%,色谱法比化学法精密度和准确度都好,色谱法操作简单、快速、准确,无须进行试样处理,适合工业实际生产监控和微机化。
标签：三乙醇胺
