CN109444276A - 一种气相色谱填充柱及其制备方法和应用 - Google Patents

一种气相色谱填充柱及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109444276A
CN109444276A CN201811222353.0A CN201811222353A CN109444276A CN 109444276 A CN109444276 A CN 109444276A CN 201811222353 A CN201811222353 A CN 201811222353A CN 109444276 A CN109444276 A CN 109444276A
Authority
CN
China
Prior art keywords
column
packed column
gas
attapulgite
chromatography
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811222353.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109444276B (zh
Inventor
雷晓强
马金蝉
张翠英
石地娟
高艳华
王钦玥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lanzhou Dongli Dragon Information Technology Co Ltd
Original Assignee
Lanzhou Dongli Dragon Information Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lanzhou Dongli Dragon Information Technology Co Ltd filed Critical Lanzhou Dongli Dragon Information Technology Co Ltd
Priority to CN201811222353.0A priority Critical patent/CN109444276B/zh
Publication of CN109444276A publication Critical patent/CN109444276A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109444276B publication Critical patent/CN109444276B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/60—Construction of the column

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)

Abstract

本发明提供一种气相色谱填充柱及其制备方法和应用，气相色谱填充柱包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱固定相包括填充柱填料，填充柱填料的原料包括凹凸棒土；填充柱填料制备步骤包括，凹凸棒土粉碎，过筛，得颗粒目数不小于200目的凹凸棒粉末；凹凸棒粉末中加入粘结剂，混合均匀，制成凹凸棒小球，250～350℃干燥；凹凸棒小球过筛分离，获得均匀、颗粒目数为40～140目的填充柱填料。本发明提供了一种新的气相色谱填充柱，扩展了气相色谱填充柱的种类；本发明提供的气相色谱填充柱应用于变压器油溶解气体分析，能够实现利用一种色谱填充柱实现灵敏、快速、准确检测变压器油溶解气体。

Description

一种气相色谱填充柱及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及分析化学领域，特别涉及一种气相色谱填充柱及其制备方法，以及气相色谱填充柱在变压器油溶解气体分析中的应用。
背景技术
色谱法是一种分离、分析方法，广泛应用于石油、化学、环境、生物、食品等多个领域的检测、分析。色谱法中色谱柱直接关系到分离效果和检测灵敏度，制备色谱柱是进行色谱分析的重要环节。填料是色谱柱的重要特征，决定了色谱柱的基本特征，色谱峰能否分离，首先取决于填料。填充柱是色谱柱中较常用的一种，目前已有数百种色谱填充柱填料，常用的不过十几种，常用填料种类比较少。气相色谱是色谱中的一种，常用气相色谱填充柱种类也较少，现有的气相色谱填充柱固定相填料中吸附剂类填料一般包括活性炭、硅胶、分子筛、氧化铝、高分子多孔小球等，不同填料特性不同，适于不同成分分析；还有一种气相色谱固定相填料，用于固定液在其上涂覆，称为载体，载体是一种化学惰性的，多孔性的固体微粒，能提供较大的惰性表面，使固定液以液膜状态均匀的分布在其表面，目前常用钝化处理后的硅藻土、玻璃微球、聚四氟乙烯、高分子多孔小球等。
凹凸棒土是一种含水富镁硅酸盐为主的天然矿物，理论化学式为：Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4.4H2O，具有化学惰性。凹凸棒土晶体结构内部存在沸石通道，因此凹凸棒土有较大的比表面积，干燥后，单个晶体密集在一起形成大小不均匀的次生孔隙，这一特征使凹凸棒土上的比表面积很高，较大的比表面积和表面物理化学特性及离子状态，因此具有较好的吸附能力，另外，晶体内部沸石孔道尺寸大小一致使其具有分子筛的作用。凹凸棒土吸附作用包括物理吸附即通过范德华力将吸附质分子吸附在凹凸棒土的内外表面；化学吸附即基于凹凸棒土表面存在的吸附中心与吸附质分子形成化学键，这些吸附中心包括Si-OH基团，对有机物质具有很强的亲和力，能够吸附阳离子以及阳性极性有机分子；凹凸棒土表面丰富的Si-OH基团可与有机反应剂作用形成稳定状态，使其成为一种理想的催化剂载体。凹凸棒土的吸附性可使凹凸棒土应用在多个领域，但还未发现将凹凸棒土应用于色谱填充柱。
变压器油是充油的电力设备的绝缘主要组成部分，是石油的一种分镏产物，在正常运行状态下，由于油和固体绝缘会逐渐老化、变质，会分解出极少量的气体，当电力设备内部发生过热性故障、放电性故障或受潮情况时，这些气体的产量会迅速增加。因此在设备运行过程中，定期测量溶解于油中的气体组织成分和含量对于及早发现充油电力设备内部存在的潜伏性故障有非常重要的意义。由于变压器油溶解气体色谱检测要求将油中氢、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳等超过7种气体分离出来，要求分离时间短。但目前用于分析变压器油溶解气体的气相色谱柱一般由两种色谱柱组成，采用双柱并联分流流程或两次进样流程；双柱并联分流流程，由于样品进入仪器后要分流，不能全部进入检测器，所以大大降低了检测的灵敏度；两次进样流程操作繁琐，样品分析时间太长；而采用一种现有固定相填料制备的单色谱柱分析，一般做不到对多种气体清楚分离，从而影响准确度。
发明内容
本发明为解决现有气相色谱填充柱固定相填料常用种类较少，相应的常用气相色谱填充柱种类也较少的问题，考虑到色谱填充柱对吸附剂类固定相填料要求具有可在高温下使用，吸附容量大，热稳定性好的优点；发明人发现凹凸棒土处理后具有化学惰性，有较大的比表面积、良好的吸附性，有分子筛的作用，这些特点使其适用于色谱填充柱吸附剂类填料；且凹凸棒土具有可作为催化剂载体的特性，将其表面处理后可用于气相色谱填充柱作为载体；基于以上发现，本发明提供一种新的气相色谱填充柱及其制备方法，其中固定相包括以凹凸棒土为原料制备的填充柱填料，本发明提供的气相色谱填充柱用于气相色谱分析，特别适合分析变压器油溶解气体，能够解决现有技术采用一种色谱柱单填充柱分析变压器油溶解气体准确度不高的问题。
本发明提供一种气相色谱填充柱。
本发明还提供一种气相色谱填充柱的制备方法。
本发明还提供一种气相色谱填充柱在变压器油溶解气体分析中的应用。
具体地，本发明提供一种气相色谱填充柱，包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱固定相包括填充柱填料，填充柱填料的原料包括凹凸棒土；填充柱填料通过包括以下步骤的方法制得：
A凹凸棒土粉碎，过筛，得颗粒目数不小于200目的凹凸棒土粉末；
B凹凸棒土粉末中加入粘结剂，混合均匀，制成凹凸棒土小球，250～350℃干燥；
C凹凸棒土小球过筛分离，获得均匀、颗粒目数为40～140目的填充柱填料。
进一步地，粘结剂包括凹凸棒土质量0.1～1％的聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯醋酸盐。
进一步地，填充柱填料还经过表面处理。
进一步地，表面处理包括硅烷化处理、酸洗、碱洗中的一种。
进一步地，填充柱固定相还包括固定液，固定液涂覆于填充柱填料表面。
进一步地，填充柱填料还经过活化处理，活化处理是250～350℃活化1～3h。
本发明还提供一种气相色谱填充柱的制备方法，气相色谱填充柱包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱固定相包括填充柱填料；填充柱填料通过包括以下步骤的方法制得：凹凸棒土粉碎，过筛，得颗粒目数不小于200目的凹凸棒粉末；凹凸棒土粉末中加入粘结剂，混合均匀，制成凹凸棒土小球，250～350℃干燥；凹凸棒土小球过筛分离，获得均匀、颗粒目数为40～140目的填充柱填料；
进一步，气相色谱填充柱的制备方法为：填充柱柱管进行清洗、干燥；在填充柱柱管一端塞入堵塞物，轻敲填充柱柱管，同时加入填充柱固定相；固定相装满柱管后，再用堵塞物塞住填充柱柱管另一端，经老化处理获得气相色谱填充柱。
本发明还提供一种气相色谱填充柱在变压器油溶解气体分析中的应用，气相色谱填充柱包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相；填充柱固定相包括填充柱填料；填充柱填料的原料包括凹凸棒土；填充柱填料通过包括以下步骤的方法制得：凹凸棒土粉碎，过筛，得颗粒目数不小于200目的凹凸棒土粉末；凹凸棒土粉末中加入粘结剂，混合均匀，制成凹凸棒土小球，250～350℃干燥；凹凸棒土小球过筛分离，获得均匀、颗粒目数为40～140目的填充柱填料。
进一步地，填充柱填料还经过活化处理，活化处理是250～350℃活化1～3h。
进一步地，分析检测条件为：采用火焰离子化检测器，柱箱温度为75～85℃，汽化室温度为95～110℃，检测室温度为110～130℃，载气为氮气，载气流速为30～35mL/min。
发明的有益效果
本发明提供一种气相色谱填充柱及其制备方法，气相色谱填充柱包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱的固定相包括填充柱填料，填充柱填料的原料包括凹凸棒土。凹凸棒土是一种天然非金属矿，具有良好的吸附特性；可作为气相色谱填充柱中的吸附剂类填料，也可用作载体涂覆固定液；本发明采用以凹凸棒土为原料制备的填充柱填料制备气相色谱填充柱，提供了一种新的气相色谱填充柱，扩展了气相色谱填充柱的种类；应用于气相色谱分析，适于分析、分离混合气体。
本发明提供的气相色谱填充柱中，填充柱填料通过包括以下步骤的方法制得：A凹凸棒土粉碎，过筛，得颗粒目数不小于200目的凹凸棒土粉末；B凹凸棒土粉末中加入粘结剂，混合均匀，制成凹凸棒土小球，250～350℃干燥；C凹凸棒土小球过筛，获得均匀、颗粒目数为40～140目的填充柱填料。气相色谱填充柱填料粒度影响填充柱的柱效和背压，一般来说，粒度越小，气相色谱填充柱的柱效越高；然而粒度越小，柱压越大；凹凸棒土粉末均匀度不够，粒度大小不适合大多填充柱，因此需要进行制粒，制备成均匀的，一定大小的填充柱填料，高温干燥使其不含水分，适于气相色谱填充柱。
本发明还提供一种气相色谱填充柱在变压器油溶解气体分析中的应用，气相色谱填充柱包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱固定相包括填充柱填料；填充柱填料的原料包括凹凸棒土；填充柱填料通过包括以下步骤的方法制得：凹凸棒土粉碎，过筛，得颗粒目数不小于200目的凹凸棒土粉末；凹凸棒土粉末中加入粘结剂，混合均匀，制成凹凸棒土小球，250～350℃干燥；凹凸棒土小球过筛分离，获得均匀、颗粒目数为40～140目的填充柱填料。在变压器油溶解气体分析中，分离气体种类较多，其中采用单根色谱柱不能使气体清楚分离，尤其难使CO和H2两种气体准确分离并得到清晰分析峰，因此现有技术一般采用两个柱子；采用本发明提供的气相色谱填充柱可以实现单个填充柱清楚分离CO和H2，能够实现利用一种色谱填充柱实现灵敏、快速、准确检测变压器油溶解气体。
本发明其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本发明说明书中的记载变得显而易见。
附图说明
图1为本发明实施例12提供的气相色谱填充柱分析变压器油溶解气体获得的分析谱图；
图2为本发明实施例13提供的气相色谱填充柱分析变压器油溶解气体获得的分析谱图；
图3为本发明实施例14提供的气相色谱填充柱分析变压器油溶解气体获得的分析谱图；
图4为对比例气相色谱填充柱分析变压器油溶解气体获得的分析谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步详细说明,但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改和改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围内。
在本发明的描述中，如无特殊说明，本说明书中的术语的含义与本领域技术人员一般理解的含义相同，但如有不同，以本说明书中的定义为准；如无特殊说明，试验方法均为常规方法；如无特殊说明，本说明书中所用的原料及试验材料均为可常规购买得到的；如无特殊说明，本说明书中的百分比(％)均为质量百分比(质量％)。
本发明提供一种气相色谱填充柱，包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱固定相包括填充柱填料，填充柱填料的原料包括凹凸棒土；填充柱填料通过包括以下步骤的方法制得：
A凹凸棒土粉碎，过筛，得颗粒目数不小于200目的凹凸棒土粉末；
B凹凸棒土粉末中加入粘结剂，混合均匀，制成凹凸棒土小球，250～350℃干燥；
C凹凸棒土小球过筛分离，获得均匀、颗粒目数为40～140目的填充柱填料。
本发明中填充柱柱管选用一般可用于气相色谱分析的填充柱柱管，内径2～10mm，柱长0.5～10m；柱管的材料通常有不锈钢管、铜管、铝管、铜镀镍管、玻璃管以及聚四氟乙烯管等；本发明中凹凸棒土是指天然凹凸棒土粘土经纯化后，纯度达到85％以上的凹凸棒土；粘结剂为可以使凹凸棒土粉粘结的有机或无机粘结剂，如具有粘性的有机聚合物、纤维素类、淀粉类有机粘合剂，硅酸盐类、磷酸盐类无机粘结剂；凹凸棒土小球过筛使获得填充柱填料颗粒在合适的范围内，便于装柱，一般填充柱填料颗粒目数，控制在40～140目，且填充柱填料颗粒需均匀，一般一次装柱所需填料颗粒目数在40～60、60～80、80～100、100～120或120～140范围。
凹凸棒土是一种天然非金属矿，具有良好的吸附特性；可作为气液色谱填充柱中的吸附剂类固定相，也可用于气液色谱作为载体涂覆固定液；本发明提供了一种新的气相色谱填充柱，扩展了气相色谱填充柱填料的种类。气相色谱填充柱填料粒度影响填充柱的柱效和背压，一般来说，粒度越小，气相色谱填充柱的柱效越高；然而粒度越小，柱压越大；凹凸棒土粉末均匀度不够，粒度大小不适合大多填充柱，因此需要进行制粒，制备成均匀的，一定大小的填充柱填料，高温干燥使其不含水分，适于气相色谱填充柱。
进一步地，粘结剂包括凹凸棒土质量0.1～1％的聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯醋酸盐。聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯醋酸盐是以甲基丙烯酸二乙氨基乙酯为单体，聚合形成聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯的醋酸盐形式；甲基丙烯酸二乙氨基乙酯含有反应性氨基和聚合性乙烯基，可增加以其为单体的聚合物的粘合性、热固性等；使用聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯醋酸盐作为粘结剂，依靠粘结剂的静电作用使凹凸棒土均匀的粘合在一起，再经加热过程使粘结剂分解成为CO2、NH2、和H2O被除去，不影响凹凸棒土的性质，同时有利于加强填充柱填料的机械强度。
进一步地，填充柱填料还经过表面处理。具体地，表面处理的目的是改进填充柱填料空隙结构，屏蔽表面的活性中心，凡是用化学反应来除去活性作用点或用物理覆盖以达到纯化载体表面性质的方法都可以使用。气相色谱填充柱对载体的要求表面是化学惰性的，但凹凸棒土表面具有丰富的吸附中心，直接用作载体，会造成色谱峰拖尾和柱效下降，因此使用前对填充柱填料进行表面钝化处理有利于对检测成分的分离、分析。
进一步地，表面处理包括硅烷化、酸洗、碱洗中的一种。硅烷化是用硅烷化试剂，与填充柱填料表面的硅醇、硅醚基团起反应，除去填充柱填料表面的氢键结合能力，硅烷化试剂可以为三甲基硅烷化试剂，具体地，可以为三甲基氯硅烷、六甲基二氧硅烷、二甲基二氧硅烷等；酸洗是采用浓无机酸，优选浓盐酸加热处理一段时间，优选20～30min，过滤，水洗至中性，甲醇淋洗，脱水烘干，酸洗可除去填充柱填料表面的无机盐及金属氧化物；碱洗是采用浓NaOH或KOH的甲醇溶液浸泡或回流，水洗至中性，甲醇漂洗，烘干，碱洗可除去填充柱填料表面的酸性作用点载体。
进一步地，填充柱固定相还包括固定液，固定液涂覆于填充柱填料表面。具体地，将固定液溶于适当溶剂如丙酮、***、氯仿、甲苯等有机溶剂中，然后倒入填充柱填料混匀，在适当温度下，蒸发掉溶剂而制得，溶剂的量应使固定液溶解且使载体全部浸泡在溶液内。填充柱填料可以作为气液色谱填充柱中液体固定相的载体，在表面涂覆固定液，固定液可以为烃类、聚硅氧烷类、聚二醇类及聚烷基氧化物、脂类等常用固定液。固定液与作为载体的填充柱填料质量比为5％～30％，优选15～25％。
进一步地，填充柱填料还经过活化处理，活化处理是250～350℃活化1～3h。具体地，活化处理的目的是提高填充柱填料的吸附能力，活化处理可以在常压下，也可以在减压条件下进行；由于填充柱填料吸附容量大，对某些组分容易发生永久性吸附，因此在作为填充柱吸附剂类填料使用之前进行活化处理，有利于柱效，并使分析、分离峰形对称，并且吸附剂的活性与含水量有一定关系，需要除去水分以增强活性。
本发明还提供一种气相色谱填充柱的制备方法，气相色谱填充柱包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱固定相包括填充柱填料；填充柱填料通过包括以下步骤的方法制得：凹凸棒土粉碎，过筛，得颗粒目数不小于200目的凹凸棒土粉末；凹凸棒土粉末中加入粘结剂，混合均匀，制成凹凸棒土小球，250～350℃干燥；凹凸棒土小球过筛分离，获得均匀、颗粒目数为40～140目的填充柱填料；进一步，气相色谱填充柱的制备方法为：填充柱柱管进行清洗、干燥；在填充柱柱管一端塞入堵塞物，轻敲填充柱柱管，同时加入填充柱固定相；固定相装满柱管后，再用堵塞物塞住填充柱柱管另一端，经老化处理获得气相色谱填充柱。
具体地，选择填充柱柱管，进行清洗、吹干干燥；在柱管一端塞入堵塞物如筛板、玻璃棉、石英棉等，以防止填料漏出，边轻敲柱管边往柱管加入包含有本发明提供的填充柱填料的固定相，使固定相填充均匀紧密；或在加压条件下，即在放置固定相的填料池的另一端出口与氮气或空气钢瓶的减压阀连结，柱管内径不同通入气流速度不同，同时边轻敲柱管边将包含有本发明提供的填充柱填料的固定相压入柱管；或在抽真空条件下，即在柱管塞入堵塞物的一端出口与真空泵的缓冲安全瓶连结，抽真空(-0.4～0.7MPa)条件下，同时边轻敲柱管边将包含有本发明提供的填充柱填料的固定相压入柱管；固定相装满柱管为止，再用堵塞物塞住柱管，获得已经填充满填充柱填料的填充柱；将填充柱安装在色谱仪上老化处理，即在常温或较高温度下，通入载气，冲洗填充柱内固定相内的残余溶剂和挥发性杂质，获得气相色谱填充柱。
本发明还提供一种气相色谱填充柱在变压器油溶解气体分析中的应用，气相色谱填充柱包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱固定相包括填充柱填料；填充柱填料的原料包括凹凸棒土；填充柱填料通过包括以下步骤的方法制得：凹凸棒土粉碎，过筛，得颗粒目数不小于200目的凹凸棒土粉末；凹凸棒土粉末中加入粘结剂，混合均匀，制成凹凸棒土小球，250～350℃干燥；凹凸棒土小球过筛分离，获得均匀、颗粒目数为40～140目的填充柱填料；具体地，本发明气相色谱填充柱中应用在变压器油溶解气体分析中填充柱柱管内径范围应在2～5mm；在变压器油溶解气体分析中，分离气体种类较多，其中H2和CO保留时间接近，二采用传统的单根填充柱不能使气体清楚分离，尤其难使H2和CO两种气体准确分离并得到清晰分析峰，因此现有技术一般采用两个柱子；采用本发明提供的气相色谱填充柱可以实现单个填充柱清楚分离CO和H2，能够实现利用一种色谱填充柱实现灵敏、快速、准确检测变压器油溶解气体。
进一步地，填充柱填料经过活化处理，活化处理是250～350℃活化1～3h。具体地，活化处理的目的是提高填充柱填料的吸附能力，活化处理可以在常压下，也可以在减压条件下进行。
进一步地，分析检测条件为，采用火焰离子化检测器，柱箱温度：75～85℃，汽化室温度：95～110℃；检测室温度：110～130℃；载气为氮气，载气流速：30～35mL/min。
在下文中将通过实施例和对比例对本发明提供的气相色谱填充柱及其在变压器油溶解气体分析中的应用进行详细描述。
实施例1
一种气相色谱填充柱，包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱固定相包括填充柱填料，
(1)填充柱填料采用纯度达到85％以上的凹凸棒土制备，制备步骤为：
A凹凸棒土粉碎，过筛，得颗粒目数大于200目的凹凸棒土粉末；
B凹凸棒土粉末中加入凹凸棒土质量0.5％的聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯醋酸盐及少量水，混合均匀，制成凹凸棒土小球，300℃干燥；
C干燥后凹凸棒土小球过筛分离，获得均匀、颗粒目数为40～60目的填充柱填料；
(2)气相色谱填充柱的制备方法为：
选择内径8mm，长度8m的不锈钢材质的填充柱柱管，进行清洗、干燥；
在抽真空-0.4MPa条件下，同时边轻敲柱管边将包含有本实施例提供的填充柱填料的固定相压入柱管；
固定相装满柱管为止，再用堵塞物玻璃棉塞住柱管，获得已经填充满填充柱填料的填充柱；
将填充柱安装在色谱仪上老化处理，在较高温度下，通入载气，冲洗填充柱内固定相内的残余溶剂和挥发性杂质，获得气相色谱填充柱。
本实施例的粘结剂聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯醋酸盐，也可以使用能够使凹凸棒土粉粘结的其他有机或无机粘结剂替代，有机粘结剂如具有粘性的有机聚合物、纤维素类，淀粉类，具体如聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、羧甲基淀粉、羟丙基纤维素等；有机粘结剂如硅酸盐类、磷酸盐类等。
实施例2
一种气相色谱填充柱，包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱固定相包括填充柱填料；
(1)填充柱填料采用纯度达到85％以上的凹凸棒土制备，制备步骤为：
A凹凸棒土粉碎，过筛，得颗粒目数大于200目的凹凸棒土粉末；
B凹凸棒土粉末中加入凹凸棒土质量1％的聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯醋酸盐，混合均匀，制成凹凸棒土小球，350℃干燥；
C干燥后凹凸棒土小球过筛分离，获得均匀、颗粒目数为60～80目的填充柱填料；
(2)气相色谱填充柱的制备方法为：
选择内径4mm，长度6m的不锈钢材质的填充柱柱管，进行清洗、干燥；
在放置固定相的填料池的另一端出口与氮气或空气钢瓶的减压阀连结，气流速度调节为30mL/min，在加压条件下，同时边轻敲柱管边将包含有本实施例提供的填充柱填料的固定相压入柱管；
固定相装满柱管为止，再用堵塞物玻璃棉塞住柱管，获得已经填充满填充柱填料的填充柱；
将填充柱安装在色谱仪上老化处理，在较高温度下，通入载气，冲洗填充柱内固定相内的残余溶剂和挥发性杂质，获得气相色谱填充柱。
实施例3
一种气相色谱填充柱，包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱固定相包括填充柱填料；
(1)填充柱填料采用纯度达到85％以上的凹凸棒土制备，制备步骤为：
A凹凸棒土粉碎，过筛，得颗粒目数大于250目的凹凸棒土粉末；
B凹凸棒土粉末中加入凹凸棒土质量0.1％的聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯醋酸盐，混合均匀，制成凹凸棒土小球，250℃干燥；
C干燥后凹凸棒土小球过筛分离，获得均匀、颗粒目数为100～120目的填充柱填料；
2)气相色谱填充柱的制备方法为：
选择内径5mm，长度10m的不锈钢材质的填充柱柱管，进行清洗、干燥；
在柱管一端塞入堵塞物石英棉，在抽真空-0.4MPa条件下，同时边轻敲柱管边将上述的填充柱填料的固定相压入柱管；
固定相装满柱管为止，再用堵塞物玻石英塞住柱管，获得已经填充满填充柱填料的填充柱；
将填充柱安装在色谱仪上老化处理，在较高温度下，通入载气，冲洗填充柱内固定相内的残余溶剂和挥发性杂质，获得气相色谱填充柱。
实施例4
一种气相色谱填充柱，包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱固定相包括填充柱填料；
(1)填充柱填料采用纯度达到85％以上的凹凸棒土制备，制备步骤为：
A凹凸棒土粉碎，过筛，得颗粒目数大于300目的凹凸棒土粉末；
B凹凸棒土粉末中加入凹凸棒土质量0.6％的聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯醋酸盐，混合均匀，制成凹凸棒土小球，250℃干燥；
C干燥后凹凸棒土小球过筛分离，获得均匀、颗粒目数为80～100目的填充柱填料；
2)气相色谱填充柱的制备方法为：
选择内径3mm，长度8m的不锈钢材质的填充柱柱管，进行清洗、干燥；
在柱管一端塞入堵塞物筛板，边轻敲柱管边往柱管加入包含有本实施例提供的填充柱填料的固定相，使固定相填充均匀紧密；
固定相装满柱管为止，再用堵塞物筛板塞住柱管，获得已经填充满填充柱填料的填充柱；
将填充柱安装在色谱仪上老化处理，在常温下，通入载气，冲洗填充柱内固定相内的残余溶剂和挥发性杂质，获得气相色谱填充柱。
实施例5
一种气相色谱填充柱，包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱固定相包括填充柱填料；
填充柱填料采用纯度达到85％以上的凹凸棒土制备，制备步骤参照实施例4，区别为步骤C为，干燥后凹凸棒土小球过筛分离，获得均匀、颗粒目数为120～140目的填充柱填料；
气相色谱填充柱的制备方法参照实施例4，区别为选择内径2mm，长度4m的玻璃材质的填充柱柱管。
实施例6
一种气相色谱填充柱，包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱固定相包括填充柱填料；
填充柱填料采用纯度达到85％以上的凹凸棒土制备，制备步骤参照实施例2，区别为，获得的填充柱填料还进行表面处理，表面处理后的填充柱填料表面涂覆固定液，步骤为：D填充柱填料用25％的硅烷化试剂三甲基硅烷化试剂进行表面处理；E将与作为载体的填充柱填料质量比为15％的固定液二甲基聚硅氧烷溶于丙酮中，倒入填充柱填料，混和匀，搅拌，至丙酮挥发，置于红外灯上烘干；
气相色谱填充柱的制备方法参照实施例2，区别为选择内径6mm，长度10m的不锈钢材质的填充柱柱管，抽真空条件为-0.7MPa。
实施例7
一种气相色谱填充柱，包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱固定相包括填充柱填料；
填充柱填料采用纯度达到85％以上的凹凸棒土制备，制备步骤参照实施例3，区别为，获得的填充柱填料还进行表面处理，表面处理后的填充柱填料表面涂覆固定液，步骤为：
D填充柱填料用浓盐酸加热浸煮20～30min，过滤，水洗至中性，甲醇淋洗，脱水烘干；
E将与作为载体的填充柱填料质量比为10％的固定液聚乙二醇溶于乙醇中，倒入填充柱填料，混和匀，搅拌，至乙醇挥发快干时，置于水浴加热烘干；
气相色谱填充柱的制备方法参照实施例3。
实施例8
一种气相色谱填充柱，包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱固定相包括填充柱填料；
填充柱填料采用纯度达到85％以上的凹凸棒土制备，制备步骤参照实施例4，区别为，获得的填充柱填料还进行表面处理，表面处理后的填充柱填料表面涂覆固定液，步骤为：
D填充柱填料用浓NaOH或KOH的甲醇溶液浸泡或回流，水洗至中性；
E将与作为载体的填充柱填料质量比为20％的固定液二乙二醇酯丁二酸溶于氯仿中，倒入填充柱填料，混和匀，搅拌，至氯仿挥发快干时，置于红外灯上烘干；
气相色谱填充柱的制备方法参照实施例4。
实施例9
一种气相色谱填充柱，包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱固定相包括填充柱填料；
填充柱填料采用纯度达到85％以上的凹凸棒土制备，制备步骤参照实施例2，区别为，获得的填充柱填料还进行活化处理，步骤为：
D填充柱填料在常压条件下，300℃活化3h；
气相色谱填充柱的制备方法参照实施例2。
实施例10
一种气相色谱填充柱，包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱固定相包括填充柱填料；
填充柱填料采用纯度达到85％以上的凹凸棒土制备，制备步骤参照实施例3，区别为，获得的填充柱填料还进行活化处理，步骤为：
D填充柱填料在减压条件下，250℃活化3h；
气相色谱填充柱的制备方法参照实施例3。
实施例11
一种气相色谱填充柱，包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，填充柱固定相包括填充柱填料；
填充柱填料采用纯度达到85％以上的凹凸棒土制备，制备步骤参照实施例4，区别为，获得的填充柱填料还进行活化处理，步骤为：
D填充柱填料在常压条件下，350℃活化1h；
气相色谱填充柱的制备方法参照实施例4。
实施例12
实施例9获得气相色谱填充柱在变压器油溶解气体分析中的应用；分析检测条件为，采用火焰离子化检测器，柱箱温度为80℃，汽化室温度为95℃，检测室温度为120℃，载气为氮气，载气流速：35mL/min，桥电流为90mA；获得变压器油标样溶解气体标准样分析谱图如图1，评价数据如表1。
表1
从图1和表1可以看出，本实施例的气相色谱填充柱能够分离在变压器油溶解的七种气体，且所有气体在7分钟内完成分离分析，效率高；其中，H2和CO的到了分离，但由于保留时间较为接近，没有完全分离。
实施例13
实施例10获得气相色谱填充柱在变压器油溶解气体分析中的应用；分析检测条件为，采用火焰离子化检测器，柱箱温度为85℃，汽化室温度为110℃，检测室温度为130℃，载气为氮气，载气流速：35mL/min，桥电流为90mA；获得变压器油标样溶解气体标准样分析谱图如图2，评价数据如表2。
表2
保留时间 名称 峰面积 峰高
1.537 H<sub>2</sub> 6063 1375
1.876 CO 8911 2286
2.211 CH<sub>4</sub> 3193 596
4.124 CO<sub>2</sub> 2887 331
5.179 C<sub>2</sub>H<sub>4</sub> 4439 395
6.163 C<sub>2</sub>H<sub>6</sub> 5610 453
7.583 C<sub>2</sub>H<sub>2</sub> 3510 203
从图2和表2可以看出，本实施例的气相色谱填充柱能够分离在变压器油溶解的七种气体，分离度好，且所有气体在8分钟内完成分离分析，效率高；其中，H2和CO得到了完全分离，灵敏度高。
实施例14
实施例11获得气相色谱填充柱在变压器油溶解气体分析中的应用；分析检测条件为，采用火焰离子化检测器，柱箱温度为75℃，汽化室温度为100℃，检测室温度为120℃，载气为氮气，载气流速：30mL/min，桥电流为90mA；获得变压器油标样溶解气体标准样分析谱图如图3，评价数据如表3。
表3
保留时间 名称 峰面积 峰高
1.263 H<sub>2</sub> 6057 1366
1.498 CO 8821 2204
1.969 CH<sub>4</sub> 3263 603
3.888 CO<sub>2</sub> 2883 329
4.935 C<sub>2</sub>H<sub>4</sub> 4442 402
5.784 C<sub>2</sub>H<sub>6</sub> 5578 439
7.327 C<sub>2</sub>H<sub>2</sub> 3414 197
从图3和表3可以看出，本实施例的气相色谱填充柱能够分离在变压器油溶解的七种气体，分离度好，且所有气体在8分钟内完成分离分析，效率高；其中，H2和CO得到了完全分离，灵敏度高。
对比例
气相色谱填充柱选用，不锈钢柱管，内径为3mm，长度为8m，填充柱填料为80～100目的碳分子筛填料；分析检测条件参照实施例14，获得变压器油标样溶解气体标准样分析谱图如图,4，评价数据如表4。
表4
保留时间 名称 峰面积 峰高
1.652 H<sub>2</sub> - -
1.652 CO - -
1.321 CH<sub>4</sub> 3250 596
4.695 CO<sub>2</sub> 3012 322
6.289 C<sub>2</sub>H<sub>4</sub> 4356 405
7.472 C<sub>2</sub>H<sub>6</sub> 5630 451
8.875 C<sub>2</sub>H<sub>2</sub> 3510 186
从图4和表4可以看出，对比例的气相色谱填充柱不能完全分离在变压器油溶解的七种气体，虽然CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2得到了分离，但其中H2和CO的没有得到分离，无法分析两种气体含量，没有实现完全分离且所有气体，灵敏度不高，且完成分离分析的时间相比本发明实施例时间更长，效率低。
本发明提供了一种新的气相色谱填充柱，扩展了气相色谱填充柱的种类；应用于气相色谱分析，适于分析、分离混合气体。
本发明还提供一种气相色谱填充柱在变压器油溶解气体分析中的应用，可以实现单个填充柱清楚分离CO和H2，能够实现利用一种色谱填充柱实现灵敏、快速、准确检测变压器油溶解气体。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种气相色谱填充柱，其特征在于，包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，所述填充柱固定相包括填充柱填料，所述填充柱填料的原料包括凹凸棒土；所述填充柱填料通过包括以下步骤的方法制得：
A所述凹凸棒土粉碎，过筛，得颗粒目数不小于200目的凹凸棒土粉末；
B所述凹凸棒土粉末中加入粘结剂，混合均匀，制成凹凸棒土小球，250～350℃干燥；
C所述凹凸棒土小球过筛分离，获得均匀、颗粒目数为40～140目的所述填充柱填料。
2.根据权利要求1所述的气相色谱填充柱，其特征在于，所述粘结剂包括所述凹凸棒土质量0.1～1％的聚甲基丙烯酸二乙胺基乙酯醋酸盐。
3.根据权利要求1或2所述的气相色谱填充柱，其特征在于，所述填充柱填料还经过表面处理。
4.根据权利要求3所述的气相色谱填充柱，其特征在于，所述表面处理包括硅烷化处理、酸洗、碱洗中的一种。
5.根据权利要求3所述的气相色谱填充柱，其特征在于，所述填充柱固定相还包括固定液，所述固定液涂覆于所述填充柱填料表面。
6.根据权利要求1或2所述的气相色谱填充柱，其特征在于，所述填充柱填料还经过活化处理，所述活化处理是250～350℃活化1～3h。
7.一种气相色谱填充柱的制备方法，其特征在于，所述气相色谱填充柱包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相，所述填充柱固定相包括填充柱填料；所述填充柱填料通过包括以下步骤的方法制得：所述凹凸棒土粉碎，过筛，得颗粒目数不小于200目的凹凸棒土粉末；所述凹凸棒土粉末中加入粘结剂，混合均匀，制成凹凸棒土小球，250～350℃干燥；所述凹凸棒土小球过筛分离，获得均匀、颗粒目数为40～140目的所述填充柱填料；
进一步，所述气相色谱填充柱的制备方法为：所述填充柱柱管进行清洗、吹干；在所述填充柱柱管一端塞入堵塞物，边轻敲所述填充柱柱管边加入所述填充柱固定相；所述固定相装满柱管后，再用堵塞物塞住所述填充柱柱管另一端，经老化处理获得所述气相色谱填充柱。
8.一种气相色谱填充柱在变压器油溶解气体分析中的应用，其特征在于，所述气相色谱填充柱包括填充柱柱管和填充在其内的填充柱固定相；所述填充柱固定相包括填充柱填料；所述填充柱填料的原料包括凹凸棒土；所述填充柱填料通过包括以下步骤的方法制得：所述凹凸棒土粉碎，过筛，得颗粒目数不小于200目的凹凸棒土粉末；所述凹凸棒土粉末中加入粘结剂，混合均匀，制成凹凸棒土小球，250～350℃干燥；所述凹凸棒土小球过筛分离，获得均匀、颗粒目数为40～140目的所述填充柱填料。
9.根据权利要求8所述的气相色谱填充柱在变压器油溶解气体分析中的应用，其特征在于，所述填充柱填料还经过活化处理，所述活化处理是250～350℃活化1～3h。
10.根据权利要求8或9所述的气相色谱填充柱在变压器油溶解气体分析中的应用，其特征在于，分析检测条件为：采用火焰离子化检测器，柱箱温度为75～85℃，汽化室温度为95～110℃，检测室温度为110～130℃，载气为氮气，载气流速为30～35mL/min。
CN201811222353.0A 2018-10-19 2018-10-19 一种气相色谱填充柱及其制备方法和应用 Active CN109444276B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811222353.0A CN109444276B (zh) 2018-10-19 2018-10-19 一种气相色谱填充柱及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811222353.0A CN109444276B (zh) 2018-10-19 2018-10-19 一种气相色谱填充柱及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109444276A true CN109444276A (zh) 2019-03-08
CN109444276B CN109444276B (zh) 2022-02-15

Family

ID=65547233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811222353.0A Active CN109444276B (zh) 2018-10-19 2018-10-19 一种气相色谱填充柱及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109444276B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110320299A (zh) * 2019-07-17 2019-10-11 河南利诺生化有限责任公司 一种有机污水中cod的快速检测方法
CN110836940A (zh) * 2019-11-13 2020-02-25 国网福建省电力有限公司 一种用于便携式绝缘油色谱分析仪的微填充柱及其制备方法与应用
CN112763635A (zh) * 2019-10-21 2021-05-07 中昊晨光化工研究院有限公司 一种气相色谱柱、应用及低沸点含氟化合物分离方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101792461A (zh) * 2010-02-04 2010-08-04 南京工业大学 一种注射用大豆卵磷脂的制备工艺
CN101913992A (zh) * 2010-07-09 2010-12-15 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 中压柱快速分离聚戊烯醇及其抗h3n2病毒注射剂的制备方法
CN102553439A (zh) * 2010-12-14 2012-07-11 中国科学院金属研究所 一种热致循环吸附法氢同位素分离用色谱柱及其制备
CN102735781A (zh) * 2011-04-14 2012-10-17 北京天实同创科技有限公司 气相色谱柱及其制备方法
CN104034832A (zh) * 2014-06-23 2014-09-10 陕西延长石油兴化化工有限公司 一种一甲胺分析用气相色谱柱及其制备方法
CN104815664A (zh) * 2015-03-09 2015-08-05 中国科学院广州能源研究所 一种凹凸棒土基复合材料负载Cu-Zn-Fe基催化剂、其制备方法及其应用
CN105478074A (zh) * 2015-12-23 2016-04-13 中国科学院烟台海岸带研究所 一种重金属离子去除剂的制备方法及应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101792461A (zh) * 2010-02-04 2010-08-04 南京工业大学 一种注射用大豆卵磷脂的制备工艺
CN101913992A (zh) * 2010-07-09 2010-12-15 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 中压柱快速分离聚戊烯醇及其抗h3n2病毒注射剂的制备方法
CN102553439A (zh) * 2010-12-14 2012-07-11 中国科学院金属研究所 一种热致循环吸附法氢同位素分离用色谱柱及其制备
CN102735781A (zh) * 2011-04-14 2012-10-17 北京天实同创科技有限公司 气相色谱柱及其制备方法
CN104034832A (zh) * 2014-06-23 2014-09-10 陕西延长石油兴化化工有限公司 一种一甲胺分析用气相色谱柱及其制备方法
CN104815664A (zh) * 2015-03-09 2015-08-05 中国科学院广州能源研究所 一种凹凸棒土基复合材料负载Cu-Zn-Fe基催化剂、其制备方法及其应用
CN105478074A (zh) * 2015-12-23 2016-04-13 中国科学院烟台海岸带研究所 一种重金属离子去除剂的制备方法及应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MENGSA CHAI ET AL: "Preparation of attapulgite nanoparticles-based hybrid monolithic column", 《TALANTA》 *
RIJHWANI MOOLCHANDRA 等: "Modified Attapulgite—A New Support Material for Gas Chromatography", 《ANALYTICAL CHEMISTRY》 *
山东胜利石化总厂科研所四室: "动态法制备不锈钢多孔层开管柱", 《胜利石油化工》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110320299A (zh) * 2019-07-17 2019-10-11 河南利诺生化有限责任公司 一种有机污水中cod的快速检测方法
CN112763635A (zh) * 2019-10-21 2021-05-07 中昊晨光化工研究院有限公司 一种气相色谱柱、应用及低沸点含氟化合物分离方法
CN110836940A (zh) * 2019-11-13 2020-02-25 国网福建省电力有限公司 一种用于便携式绝缘油色谱分析仪的微填充柱及其制备方法与应用
CN110836940B (zh) * 2019-11-13 2022-05-13 国网福建省电力有限公司 一种用于便携式绝缘油色谱分析仪的微填充柱及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN109444276B (zh) 2022-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109444276A (zh) 一种气相色谱填充柱及其制备方法和应用
CN105709707B (zh) 氧化石墨烯键合的毛细管电色谱整体柱及其制备方法
CN103551131A (zh) 一种基于mil-101吸附剂的聚丙烯膜微固相萃取包的制备方法
CN109158095A (zh) 一种填充柱填料及其制备方法
CN103611501A (zh) 一种基于zif-8吸附剂的聚丙烯膜微固相萃取包的制备方法
CN103439443A (zh) 同时测定卷烟主流烟气中16种多环芳烃的方法
CN107607644B (zh) 一种改性高分子多孔微球及其制备方法和测定六氟化硫分解产物的色谱柱
CN104034833B (zh) 一种纳米填料毛细管色谱微柱制备装置及其制备方法
CN104971705A (zh) 一种c18反相硅胶键合固定相的制备方法
CN103675110A (zh) 一种四溴双酚a成分的分离与分析测定方法
Abe et al. Surface derivatization of poly (p‐phenylene terephthalamide) fiber designed for novel separation and extraction media
CN102735781A (zh) 气相色谱柱及其制备方法
CN108828083A (zh) 箱包中可释放挥发性有机化合物的测定方法
CN209570424U (zh) 一步式样品净化管
Macko et al. Adsorption of polypropylene from dilute solutions on a zeolite column packing
CN103611510A (zh) 一种基于mil-101吸附剂的无纺布微固相萃取袋的制备方法
CN103599764A (zh) 一种基于zif-8吸附剂的无纺布微固相萃取袋的制备方法
CN112763635B (zh) 一种气相色谱柱、应用及低沸点含氟化合物分离方法
CN114917885A (zh) 一种实现二甲苯异构体基线分离的毛细管气相色谱柱及其制备方法和应用
CN209486056U (zh) 一种用于烯肟菌胺净化的固相萃取装置以及烯肟菌胺检测设备
CN205352813U (zh) 一种多功能密闭微波萃取装置
CN109317092B (zh) 一种改性的沸石分子筛及其制备方法和应用
CN109692501A (zh) 一种色谱柱及其制备方法和应用
CN111249769A (zh) 一种固相微萃取探针及其制备方法与应用
Shang et al. Preparation of ionogel-bonded mesoporous silica and its application in liquid chromatography

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant