[发明专利]气相色谱分离系统、用途及四氟乙烯中微量杂质的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及气相色谱分析领域，具体涉及一种气相色谱分离系统、其用途，以及利用了所述分离系统的四氟乙烯中微量杂质的气相色谱检测方法。

背景技术

随着现代工业的不断进步，四氟乙烯的制备工艺不断完善，四氟乙烯产品的质量不断提高，其杂质含量也不断减少，可达到ppm级及以下。传统的检测方法有两种，一种是检测器用氢火焰离子化检测器，色谱柱用填充柱，例如：用1.5%阿皮松+三氧化二铝，还有用20%～40%阿皮松+三氧化二铝，大多数用60～80目，受填充柱颗粒大小不均匀、固定液涂渍不均匀以及装填不均匀等影响，样品在柱中传质阻力大，扩散系数大，柱效低，样品在柱中扩散严重，微量杂质在柱中扩散掉了，不能用于ppm级杂质的检测，这种方法对一些杂质的检测限在10ppm以上，对出峰较晚的峰，检测限只能达到20ppm甚至更高。另一种方法是检测器也用氢火焰离子化检测器，色谱柱用毛细管柱，通常用三氧化二铝毛细管柱，用毛细管柱传质阻力小，可采用很长的柱子，柱效高，但偏氟乙烯易与四氟乙烯成合峰，一氟乙烯与二氟甲烷成合峰，五氟乙烷与六氟丙烯等成合峰，在四氟乙烯后出峰的杂质易受大量四氟乙烯拖尾的影响，微量杂质峰易全部被掩盖。

如图3b所示，采用了传统气相色谱检测方法的色谱图中，四氟乙烯峰拖尾严重掩盖杂质峰，使部份杂质峰不能分离或分离效果差，检测灵敏度低。

发明内容

为克服现有检测方法中待检测样品中主峰拖尾掩盖杂质峰，从而造成检测结果误差大、检测限高等技术缺陷，本发明的一个目的是提供一种新型的气相色谱分离系统，可以控制检测样品进入检测器的量。

本发明的另一个目的是提供所述气相色谱分离系统的用途。

本发明的另一个目的是提供一种四氟乙烯中微量杂质的检测方法，可以克服现有检测方法中四氟乙烯峰拖尾严重、掩盖杂质峰的缺陷。

本发明提供的气相色谱分离系统，所述分离系统包括预分离柱和分离柱串联组成的双色谱柱，预分离柱和分离柱之间由四通阀连接，四通阀的接口分别与预分离柱、分离柱、载气流路以及排空口连接；其中，当预分离柱和分离柱连通时，载气流路和排空口连通；当预分离柱和分离柱断开时，预分离柱和排空口连通，分离柱和载气流路连通。

所述预分离柱和分离柱优选采用GasPro毛细管柱。

本发明还提供了上述气相色谱分离系统在检测四氟乙烯中微量杂质中的用途。

上述技术方案中的气相色谱分离系统能克服待检测样品中主峰拖尾掩盖杂质峰的缺陷，故非常适合用于检测四氟乙烯中的微量杂质。

本发明提供的四氟乙烯中微量杂质的检测方法，为气相色谱检测方法，采用以上技术方案所述的分离系统，检测样品进入预分离柱，在其中四氟乙烯首先被分离，控制四通阀使体积百分比为50.0～99.9%的四氟乙烯不进入分离柱而直接由排空口排出；然后再控制四通阀使预分离柱与分离柱连通，使剩余的检测样品进入分离柱进一步分离后进入检测器。

优选地，上述方法中控制四通阀使体积百分比为80.0～95.0%的四氟乙烯不进入分离柱而直接由排空口排出。

所述检测方法中，检测样品以氢气为载气，进入所述检测器的辅助气为氮气。

优选地，所述氢气流量为20～45ml/min、氮气流量为20～45ml/min。

所述检测样品的进样量为0.5～2ml。

优选地，所述检测样品采用分流进样，分流比为20～30∶1。

所述检测器为氢火焰离子化检测器。

采用本发明检测方法得到的色谱图，如图3a所示，四氟乙烯峰与杂质峰分离明显。根据所得色谱图的各个杂质峰面积，采用常规的面积外标法定量即可得到各种微量杂质的含量情况。通过检测，四氟乙烯中常见的杂质物质的检测限按体积分别可以达到：三氟甲烷0.2ppm，三氟乙烯0.1ppm，一氟乙烯0.2ppm，二氟甲烷0.2ppm，六氟丙烯0.1ppm，二氟一氯甲烷0.5ppm。而传统气相色谱检测方法检测限为：三氟甲烷5ppm，三氟乙烯1ppm，一氟乙烯1ppm，二氟甲烷2ppm，六氟丙烯2ppm，二氟一氯甲烷5ppm。

本发明提供的分离系统和检测方法具有以下优点：

（1）本发明提供的分离系统对现有气相色谱仪的分离系统进行了改进，设置了气体流向可控的预分离柱、分离柱双色谱柱系统；本发明提供的检测方法采用了四氟乙烯主峰切割技术，改善了大量四氟乙烯峰拖尾严重的问题，从而提高了分离度和灵敏度。