蔡邦肖
(國家海洋局杭州水處理技術研究開發中心，杭州310012)

　　摘　要：建立了一種氣相色譜(GC)分析滲透汽化膜分離過程的滲透物和酒精組分含量的方法，確定了色譜分離條件，給出了不同含量乙醇的校正因子。結果表明，GC分析滲透汽化 料液和滲透物組分的分離度高，精密度令人滿意，定量分析快速、簡便、精確。
　　關鍵詞：氣相色譜，酒精，滲透汽化膜分離

　　滲透汽化(PV)以其單級分離率高、操作簡便、技術可靠，在醇水混合物的脫水得到大規模生產應用，并迅速地擴展到各種有機物恒沸水份的脫除、有機氧化物的純化、烴類混合物的分 離以及水溶液中微量有機物的去除等。
　　在PV膜分離過程中，料液或滲透物的組分濃度一般上都可以用分光光度計或氣相色譜(GC)法測定。GC法由于分離效能高、分析速度快、樣品用量少，已在國內外的PV分離技術的開發研究中被廣泛采用。然而，在迄今為止的有關文獻中很難看到較系統地運用GC分析PV料液和滲透物的方法。
　　作者在研制PV復合膜分離醇水溶液的項目開發過程中，建立了GC定量分析PV物料(料液和滲透物)組分濃度的方法。本文報道實驗確定乙醇水混合物組分濃度的GC分離條件和測定方法、不同含量乙醇的校正因子(f)、以及不同批號復合膜PV運行的料液和滲透物的GC定量分析結果，同時給出典型譜圖。

1 實驗部分

1.1 PV膜與儀器和試劑
　　PV用的復合膜和膜的分離性能測試裝置均為自行研制。氣相色譜儀：SP3420，北京分析 儀器廠生產。色譜數據處理工作站：A4700，北京東西電子技術研究所生產。酒精計：測量范圍1～100，浙江余姚儀表二廠生產。95％乙醇、無水乙醇均為分析純。
1.2 色譜條件
　　色譜柱：φ3×3000mm不銹鋼柱。載體：60～80目的GDX—103。檢測器：TCD。TCDT 140℃，INJ120℃，COLUMNT 120 ℃。INITIAL ATTEN，2，INITIAL RANGE 0.05。載氣及流量：H₂，30m1／min。噪聲：18。柱前壓力0.1MPa。進樣量：1μl。
1.3實驗及分析過程
　　將制備的復合膜組裝到PV測試裝置中，以酒精為料液，開啟計量泵，然后開啟真空泵，待運行穩定(通常在4h)后，開始用液氮冷凝收集透過膜的滲透物。GC分析實驗的料液和被膜分離的滲透物的組分與濃度。

2 結果與討論

2.1 色譜分離與測定
　　GC分析得到了經酒精計測定的乙醇濃度分別為84.98、93.69、97.26(wt％)樣品的色譜圖(見圖1)，其中水的tR分別為0：20、0：21、0：20，乙醇的tR分別為0：57、0：57、0：55。

　　從中可以看出，三個不同濃度樣品中相應組分的tR值幾乎是相同的，但是乙醇峰結束的時間則隨著乙醇含量的增加而延長(分別為3：18、3：32、4：20)。這顯然是在相同的色譜條件下，含量高的組分存在較長的色譜分離時間。譜圖清楚地表明，盡管樣品濃度不同，在本研究的色譜條件下，物料中的組分均能被精確地分離，分離度[1]都大于1.5。
2.2 校正因子(f)的測定
　　GC分析物料中的組分濃度可采用修正歸一法。但在定量分析前應先求出一系列與欲定量樣品的組分含量相近的校正因子[1]。測定操作時，準確配制濃度不同的試樣(其濃度也可用酒精計測定)，得到譜圖后，令各個樣品中組分水的校正因子為1，經色譜數據處理工作站計算，即可獲得乙醇的校正因子(f)。表1列出了一系列相關數據。

表1 不同濃度樣品中乙醇的熱導校正因子 樣品濃度（ＥtOH),wt% GC圖（tR,EtOH) 校正因子（f） 1.2 1:8 1.214093 82.7 0:54 1.292805 91.7 0:51 1.402407 95.0 0:52 2.128214 99.7 0:50 0.793722

2.3　定量分析
　　在PV膜性能測試中，料液和滲透物的組份含量，是在獲得樣品的GC譜圖后，通過選取表1中相近濃度的校正因子，再由數據處理工作站計算，得到該樣品的組分含量。在作者近幾 年的大量實驗記錄中，選取了典型的四批膜實驗結果(見表2)。對配制的料液用酒精計測試真值，GC進行五次平行測定。正如表2所示，GC分析的精密度[1]很好，由此可見，用本方法測定的PV膜分離的滲透物組分濃度是真實可靠的。這些膜的滲透物譜圖見圖2。從圖2可見，滲透物中隨著乙醇含量的減少，乙醇峰逐漸降低直至消失，僅水峰面積逐漸增大，其tR相應變大。根據這些譜圖并結合表2的精密度分析，本研究建立的方法是準確實用的。

表2 PV膜滲透物的組分濃度及GC的精神度分析 膜批號 制膜日期（年、月、日） 滲透物濃度（EtOH,wt%) 料液的GC精密分析 配制值（%） 測定值（%） 標準偏差 變異系數（%） 9451 1994.5.4 0.5380 93.7 93.71 0.325 0.347 5031-3 1995.4.7 0.0162 92.9 92.98 0.208 0.224 5031-Y 1995.3.20 0.0055 96.6 96.56 0.241 0.250 5518 1994.7.7 0.0000 94.5 94.56 0.172 0.182

3 結 論

　　在本文的色譜條件下，GC結果表明色譜峰對稱性較高，分離度都大于1.5，分離效果令人滿意。
　　定量分析表明。變異系數都在文獻[1]要求的允許范圍內，方法重復性較好，分析的數據可靠。
　　本研究建立的方法，用來定量分析PV膜過程含乙醇水混合物的料液和滲透物的組分含量，準確實用。將本方法中設定的一些參數作適當的修正后，可用于滲透汽化分離其它類型的醇水混合物的分析測定。

參考文獻

　　1 詹益興編著，實用氣相色譜分析、湖南：科學技術出版社，1982：178，56，192

APPLICATION OF GAS CHROMATOGRAPHIC ANALYSIS IN ALCOHOL AND PERMEATE OF PERVAPORATION

Cai Bangxiao

(The Development Center of Water Treatment Technology, State Oceanic Administration, Hangzhou 310012)

Abstract: In this paper, a gas chromatography (GC) technique applied to analyse alcohol and permeate components of pervaporation membrane process was established, the conditions of GC and the correction factors of the various alcohol were developed. The results showed that the GC separating sizes of the components in the feed and permeate of pervaporation processing are good. The precision is satisfying. The quantitative determination is rapid, simple and accurate.
Key words:gas chromatography, alcohol,pervaporation membrane process