《气相色谱法测定生物柴油副产物粗甘油中的游离甘油含量》由会员分享，可在线阅读，更多相关《气相色谱法测定生物柴油副产物粗甘油中的游离甘油含量（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、气相色谱法测定粗甘油中的游离甘油含量李丹，周明辉，刘莹峰，翟翠萍，郑建国本文档由【中文word文档库】提供，转载分发敬请保留本信息；中文word文档库免费提供海量范文、教育、学习、政策、报告和经济类word文档。word文档(广东出入境检验检疫局，广州，510623)摘 要：建立了用气相色谱法直接测定生物柴油副产物粗甘油中甘油含量的方法，无需进行繁琐的衍生化步骤。采用四氢呋喃:水=3:1(v/v)的混合溶剂溶解粗甘油样品，加入二乙二醇二乙醚作内标，直接在HP-5柱上进行GC法分离，内标法定量。通过对溶剂、内标物、色谱柱、进样量等参数进行优化，得到了适当的样品前处理条件和GC法检测条件。标准曲线
2、的线性范围从5%到100%，线性相关系数大于0.999。对实际样品进行8次平行样测定，相对标准偏差均不大于1%。对样品进行高、中、低三个不同水平的加标回收试验，回收率均在95%105%之间。对实际样品的测定结果普遍较使用传统的高锰酸钾滴定法低，表明该方法对游离甘油的测定可能更为准确。该方法操作简便，分析迅速，结果准确，适用于粗甘油中游离甘油的测定。关键词：粗甘油，游离甘油，气相色谱Determination of free glycerol in crude glycerine with gas chromatographyLi Dan Zhou Minghui Liu Yingfeng Zh
3、ai Cuiping Zheng Jianguo(Guangdong Entry-Exit Inspection & Quarantine Bureau，Guangzhou 510623, China)Abstract: A gas chromatography method was developed for determination of free glycerol in crude glycerine without any derivative pretreatment. The sample was added with diethylene glycol diethyl ethe
4、r as internal standard, and resolved with mixed solvents (THF : water =3 : 1, v/v), and was directly separated on GC by HP-5 column (30 m0.32 mm0.25 m). The influence of some important factors such as solvent, internal standard, capillary column, and injection volume were all carefully investigated,
5、 and the pretreatment method and GC parameters were optimized. The standard curve of glycerol was linear in the concentration range from 5% to 100%, with correlation coefficient of 0.99994. Taking parallel determinations for each sample, the relative standard deviations (RSD) were in the range of 0.
6、68% 0.91% (n=8). Making standard addition test for 6 sample and each with 3 different addition levels, the recoveries ranged from 95% to 105%. Comparing with results from titration method by KMnO4，all results from GC method were all lower than that from titration method, this implied that the result
7、s from GC were more accurate. This method showed good simplicity, repeatability and stability, and was suitable for quantitatively analysis of the content of glycerol in crude glycerine.Keywords: crude glycerine, free glycerol, gas chromatography由于石油燃料价格高企和资源的有限性，包括我国在内的世界许多国家均在大力发展生物柴油产业，作为替代传统石油燃料
8、的重要途径。生物柴油通常是利用廉价的动植物油脂(如棉籽油、棕榈油、餐饮业废油脂等)与甲醇在强碱催化作用下发生甲酯化反应，生成长碳链脂肪酸甲酯混合物(即生物柴油)和副产物甘油1。从生物柴油中分离出来的粗甘油中通常除含有60%90%的游离甘油外，还含有一定量的甘油单酯、甘油二酯、甲醇等不完全转化产物，以及水、碱、皂、色素等杂质24。粗甘油经提纯可得到重要的工业原料甘油，因此粗甘油中游离甘油含量的高低决定了粗甘油的利用价值和提炼成本。基金项目：国家质检总局质检公益性行业科研专项(201010073-03)。第一作者：李丹(1973)，男，湖南岳阳人，高级工程师，硕士，Tel: 020-3829037
9、3， E-mail: 目前利用色谱法对甘油进行分离和定量测定仍然是一个难点，因其具有强极性，在气相毛细管色谱柱上易拖尾或前展而峰形不佳；若用液相色谱法进行测定，却在紫外区的吸收值太低。另外，由于粗甘油中含有大量的碱、色素等杂质，也给检测带来很大困难。目前对粗甘油中游离甘油含量的测定仍普遍借用测定精制甘油纯度所用的滴定法59。对甘油进行测定的其他方法则有密度法10、衍生反应-气相色谱法11和高效液相色谱法12。滴定法操作步骤烦琐，且不适用于含有相邻碳原子上有两个或两个以上羟基的化合物的甘油样品13，而粗甘油中往往混有甘油单酯，测得的结果往往会比实际值偏高。密度法仅适用于高含量甘油产品和纯甘油水溶
10、液，对于含杂质较多的粗甘油并不适用。液相色谱法需要用到折光示差检测器，对环境要求相当严格，重复性不佳。衍生反应-气相色谱法则需要经过复杂的衍生化反应，步骤繁琐。本文无需进行衍生化前处理，直接采用气相色谱法对粗甘油进行分析，并用二乙二醇二乙醚作内标进行定量。结果表明，该方法操作简便，分析迅速，线性范围广，重现性好，结果准确。1.实验部分1.1仪器与试剂Agilent 6890N 气相色谱仪：带FID检测器。甘油、四氢呋喃(THF)：分析纯，均为广州化学试剂厂产品。二乙二醇二乙醚(内标物，CAS号：112-36-7)：纯度99%，Alfa Aesar公司产品。混合溶剂：将THF和蒸馏水按体积比为3
11、:1配制。内标贮备液：在25mL容量瓶中称入2.5g二乙二醇二乙醚，用混合溶剂定容至刻度，摇匀。1.2 标准溶液配制在7个25mL的容量瓶中分别准确称入0、0.05g、0.1g、0.2g、0.3g、0.4g、0.5g甘油(精确至0.1mg)，再分别移入2mL内标贮备液，用混合溶剂定容，摇匀。作为标准工作溶液。1.3 样品制备在25mL容量瓶中称入0.5g混合均匀后的粗甘油样品(精确至0.1mg)，移入2mL内标贮备液，用混合溶剂定容至刻度线并摇匀。1.4 GC条件色谱柱：HP-5石英毛细管柱，30m(柱长)0.32mm(内径)0.25m(膜厚)。柱温：初始温度120，保留5min；以20/mi
12、n速率升至290，保留10min。进样口温度：280，进样量：0.2L，分流比：100:1。检测器(FID)温度：300，氢气流量：40mL/min，空气流量：300mL/min。载气：氮气，流量：1mL/min，恒流模式。2. 结果与讨论2.1 实验条件选择2.1.1溶剂的选择 由于甘油粘度大，极性强，通常能与之混溶的溶剂只有醇类和水。但因粗甘油中含有大量的强碱(通常为KOH)，若用醇类作溶剂，很容易与结合态的甘油(甘油单酯、甘油二酯等)在碱性条件下发生酯交换反应而置换出游离态甘油，从而造成检测结果偏高，故醇类不适合作为溶剂使用。但若用纯水作溶剂，容易对色谱柱的固定相造成破坏。利用THF在碱
13、性条件下稳定、且与水混溶的特性，将THF与水按一定比例配制成混合溶剂后使用，以减少水分在溶剂中的比例，保护色谱柱。但THF与甘油并不能以任意比例混溶，THF比例太高时将会使甘油析出，THF比例太少则会因水的比例过高而影响色谱柱固定相。经过实验发现THF:水=3:1(v/v)时，所有的粗甘油样品均能完全溶解；当水所占比例更低时，某些粗甘油样品会产生浑浊现象，影响检测结果的重现性。因此选择THF:水=3:1(v/v)混合溶液作溶剂。2.2.2内标物的选择 若用丁二酸二甲酯作内标、用乙醇作溶剂对粗甘油样品进行处理后上GC-MS仪检测，结果在总离子流图中检出了酯交换反应产物丁二酸甲乙酯、丁二酸二乙酯(
14、由乙醇和丁二酸二甲酯反应生成)和棕榈酸乙酯(由乙醇与单棕榈酸甘油酯、二棕榈酸甘油酯等反应生成)，这说明醇类和酯类都容易在粗甘油的强碱性条件下发生酯交换反应，都不适宜作为内标物。醚类在碱性环境下有很好的稳定性，考虑到甘油的沸点高，故应选择沸点较高、且能与水和THF混溶的醚作内标物。二乙二醇二乙醚的峰形好，沸点高，保留时间与甘油接近且能达到基线分离，不受其他杂质的干扰，是合适的内标物。2.1.3色谱柱的选择 分别对HP-5、HP-50+和HP-INNOWax三种不同极性的色谱柱进行选择试验，结果表明，强极性的HP-INNOWax柱在分析强极性的甘油时，色谱峰会产生严重拖尾，难以对峰面积进行准确积分
15、；在HP-50+上，甘油色谱峰会出现明显的前展现象；而在HP-5柱上，虽然也会有很轻微的拖尾，但总体来说峰的对称性最佳，且标准曲线的线性关系也非常好，能够保证定量准确性。因此选用HP-5柱进行检测。2.1.4进样量的选择 通过实验发现，较小的进样量有助于获得较好的峰形。当进样量为1L时，甘油会出现平头峰。而当进样量降为0.2L时则无此现象出现。另外，减少进样量也使得进入色谱柱的水分量减少，从而减少水分对固定相的影响。因此选择进样量为0.2L。2.1.5水分对色谱柱性能的影响 混合溶剂中水所占比例约为25%，但因进样量小、分流比大，故实际进入色谱柱的水分量非常少。由于方法中柱温的起始温度为120，水是以蒸汽状态进入并很快通过色谱柱，不会以液态形式在色谱柱中停留，因此不会造成固定相的破坏。在经过200个样品的测试后，甘油和内标物的峰形和保留时间都无明显变化，因此可以认为溶剂中的水分对色谱柱性能没有不良影响。在优化的GC条件下，标准溶液色谱图见图1。1glycerol (甘油)；2diethylene glycol diethyl ether (ISTD，二乙二醇二乙醚)图1 甘油标准溶液的气相色谱图Fig.1 Chromatogram of standard solution 2.2 标准曲
