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在Agilent 8890氣相色譜系統進行單環芳烴純度分析的效率
閱讀：1033 發布時間：2021-10-16摘要：本應用簡報重點介紹了使用配備兩根 Agilent J&W DB-HeavyWAX 色譜柱的雙通道 Agilent 8890 氣相色譜系統根據 ASTM 方法 D7504 分析單環芳烴1 。在每個氣相色譜 通道上使用雙塔同時進樣分析不同樣品，樣品通量可提高 100%。利用保留時間鎖定 (RTL) 在每個通道上獲得精確的保留時間一致性，使色譜峰鑒定和校準更簡單且更可 靠。該系統在目標化合物之間表現出優異的分離能力，并能對 0.0004%–99.9787% （重量百分比）范圍內的分析物進行定量分析。在幾種不同芳烴溶劑的重復分析中觀 察到的精密度超過了 ASTM 重現性要求。
前言 單環芳烴是用于生產聚合物、添加劑和 專用化學品的重要通用化學品。ASTM 委 員會 D16 針對許多這類化學品規定了純 度指標。ASTM D7405 方法使用氣相色譜 (GC) 測量整體化學純度和關鍵雜質濃 度，以此對這些指標提供支持。為了在 簡化方法的同時確保精密度，D7504 方 法通過使用有效碳數 (ECN) 響應省略了 樣品前處理和儀器校準步驟。為了使這 種技術更高效，必須在單次運行中檢測 0.0001% 至 > 99.9%（重量百分比）的樣 品組分。 這些分析通常在生產質量控制實驗室中進 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 進樣和 RTL 可以解決這兩個問題。通過 在配備了兩個相同通道的單臺氣相色譜儀 上同時運行兩個樣品，可將樣品通量提 高 100%。在該方法中應用 RTL 提高精密 度，從而使氣相色譜系統的每個通道產生 幾乎相同的保留時間。這樣更容易比較結 果，同時可避免關鍵雜質的鑒定出現錯 誤。此外，運行該方法的任何儀器都可以 采用保留時間鎖定，從而實現實驗室之間 結果的直接比較。
設備： 8890 氣相色譜系統配備分流/不分流雙進 樣口和雙火焰離子化檢測器 (FID) 以形成 兩個相同的流路，并且該系統使用 J&W DB-HeavyWAX 色譜柱。使用雙 Agilent 7693A 自動液體進樣器 (ALS) 執行樣品 引入。表 1 顯示了該配置的詳細信息， 其中包括消耗品。采用 Agilent OpenLab ChemStation 進行所有的儀器控制、數據 采集和數據分析。
化學品與試劑 下列化學品購自 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（無水，99.8%）、 乙苯（無水，99.8%）、對二甲苯（HPLC 級，99+%）、鄰二甲苯（HPLC 級，98%）、 苯乙烯（分析標準品）、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，純度 ≥ 95.0%）。
RTL 校準 通過向 2 mL 二硫化碳加入一滴 15 種溶 劑來配制 RTL 校準溶液，這些溶劑為： 正壬烷、苯、甲苯、1,4-二氧六環、乙 苯、對二甲苯、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、對二乙基苯 (PDEB) 和 丁苯。該標樣用于開發 RTL 校準，并評 估各種化合物的分離效果。
結果與討論 圖 1 顯示了包含芳烴溶劑混合物和雜質 的二硫化碳溶液的色譜圖。大多數化合物 均實現了基線分離。兩對化合物僅得到部 分分離。第一對化合物 4-乙基甲苯和 3- 乙基甲苯在 ASTM 方法（D7504，乙苯 雜質）中也未得到分離，并且將它們與 2-乙基甲苯一起報告為總乙基甲苯。第二 對化合物 PDEB 和 2-丁苯也僅得到部分分 離。這不算一個問題，因為這兩種組分通 常不會存在于同一材料中。
RTL 使用鄰二甲苯作為目標峰進行 RTL 校 準。圖 2 顯示了五個 RTL 校準運行，其 中標明了鄰二甲苯的保留時間，而圖 3 顯示了 RTL 校準表。任何希望在 8890 系 統上鎖定此方法的分析人員都不必重復這 些校準運行。如需使用此 RTL 校準： • 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 • 輸入圖 3 中所示的數據 然后可以通過運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。RTL 的一般理論和使用方 法在先前的出版物中有詳細介紹2,3。
使用目標物鄰二甲苯的保留時間 17.585 分 鐘對氣相色譜系統進行保留時間鎖定。 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。大多數化合物在兩 根色譜柱上的保留時間差超過 0.1 分鐘。 圖 5 顯示了鎖定色譜柱后得到的疊加色 譜圖。在每個通道上觀察到優異的保留時 間一致性，保留時間差小于 0.01 分鐘。 并不總是需要使用鄰二甲苯進行 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 目標峰。可采用不在升溫程序轉換附近洗 脫的化合物作為 RTL 目標峰。
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 目標峰。表 3 中的結果顯示了以 重量百分比計算的苯及其雜質含量。通過 對 0 至 8 分鐘的所有色譜峰求和來計算 非芳烴的含量。由于該方法采用保留時間 鎖定，因此用相同的非芳烴峰求和窗口分 析甲苯、乙苯、對二甲苯以及苯乙烯。觀 察到的大多數主要化合物的重現性 (r) 均 滿足 ASTM 重現性標準的要求。
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 目標峰。表 4 中的結果顯示了 以重量百分比計算的甲苯純度和目標雜質 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 目標峰。表 5 中的結果顯示了 以重量百分比計算的乙苯純度及其雜質 含量。
對二甲苯純度分析 圖 9 顯示了使用 ASTM D7504 方法分析 得到的對二甲苯的色譜圖，其中采用鄰二 甲苯作為 RTL 目標峰。表 6 中的結果顯 示了以重量百分比計算的對二甲苯純度及 其雜質含量。
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 目標峰。表 7 中的結果顯示 了以重量百分比計算的苯乙烯純度及其雜 質含量。 如表 3–7 中所示，各種溶劑中的所有化 合物均符合 ASTM 重現性標準的要求。
結論 本應用簡報表明，8890 氣相色譜系統與 HP-HeavyWax 色譜柱相結合，能夠成功 運行 ASTM D7504，并以高精密度測定 單環芳烴溶劑純度。同時還證明了，使用 配備兩個相同通道（允許同時分析兩個 樣品）的 8890 氣相色譜系統能夠使樣品 通量提高 100%。將 RTL 技術加入該方法 中，能夠輕松比較儀器間和不同實驗室之 間的結果，并提高隨時間推移的結果的一 致性。在鑒定緊鄰洗脫的異構體（如 C8 芳烴）時，鎖定保留時間對于該方法尤為 有用。這種保留時間鎖定方法可滿足對快 速、簡單而有效的方法的需求，提高當今 生產實驗室的分析效率和可靠性。