章 程，黃小強(qiáng)，方 華

(上海華愛色譜技術(shù)有限公司，上海200437)

0 引言

隨著我國(guó)大力推行國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)，市場(chǎng)對(duì)于汽車尾氣檢測(cè)系統(tǒng)的需求量越來(lái)越大［1］。目前我國(guó)汽車尾氣的檢測(cè)方法主要是不分光紅外吸收法用于分析測(cè)試 CO、CO2、HC、NOx等氣體的濃度，電化學(xué)法可用于測(cè)量O2、NO等，氫火焰離子化法用于HC的測(cè)量［2］?？梢钥闯?，并沒(méi)有一種方法或一種儀器能同時(shí)進(jìn)行汽車尾氣中空氣、CO、CO2、HC、NOx等氣體的檢測(cè)。而根據(jù)本文實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，文中所用GC-9560型色譜儀經(jīng)過(guò)改裝能夠?qū)崿F(xiàn)這些氣體在同一臺(tái)儀器上進(jìn)行檢測(cè)。即采用了雙自動(dòng)閥切換技術(shù)，結(jié)合FID、TCD檢測(cè)器，其中，閥切換系統(tǒng)與填充柱、TCD檢測(cè)器檢測(cè)無(wú)機(jī)組分，毛細(xì)柱與FID檢測(cè)器檢測(cè)有機(jī)組分。而且氣相色譜的可操作性強(qiáng)，可通過(guò)不同檢測(cè)器與不同色譜柱的搭配或是不同流程以達(dá)到檢測(cè)其它不同物質(zhì)的目的，能夠適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，且能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)模塊化、功能強(qiáng)大、人機(jī)操作方便。因此，本實(shí)驗(yàn)方法在汽車尾氣檢測(cè)方面的發(fā)展前景值得期待。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及系統(tǒng)

色譜儀:GC-9560型氣相色譜儀(上海華愛色譜分析技術(shù)有限公司)，含TCD檢測(cè)器，F(xiàn)ID檢測(cè)器，一個(gè)自動(dòng)十通閥與一個(gè)自動(dòng)六通閥;

色譜柱A:2 m/Φ3的Silica Gel填充柱;

色譜柱B:4 m/Φ3的5A分子篩填充柱;

色譜柱C:30 m×0.32 mm KCl處理Al2O3毛細(xì)柱［3-4］;

標(biāo)準(zhǔn)氣體:4 L，大連大特氣體有限公司。

閥切換系統(tǒng)見圖1。圖中顯示的為初始狀態(tài)，樣品氣通過(guò)進(jìn)樣口進(jìn)入定量環(huán)，儀器開始時(shí)，閥1切換，開始取樣。樣品經(jīng)過(guò)SILICA GEL柱與5A柱，在空氣組分與CO、NO進(jìn)入5A柱后，CO2出SILICA GEL柱之前切換閥2。CO2與 N2O通過(guò) SILICA GEL柱進(jìn)行分離依次經(jīng)TCD檢測(cè)后切換閥2，H2、O2、N2、NO、CH4、CO 經(jīng) 5A 柱分離依次經(jīng) TCD 檢測(cè)后再次切換閥2，待NO2出SILICA GEL柱后，閥回到初始狀態(tài)，對(duì)SILICA GEL柱進(jìn)行反吹。閥3為FID取樣閥。

圖1 閥切換系統(tǒng)Fig.1 Valve switching system

1.2 實(shí)驗(yàn)

柱爐溫度:60℃;進(jìn)樣器溫度:200℃;熱導(dǎo)溫度:150℃;FID檢測(cè)器溫度:200℃;載氣:Ar;毛細(xì)柱柱前壓:0.1 MPa;空氣壓力:0.1 MPa;氫氣壓力:0.1 MPa;TCD系統(tǒng)載氣流速:30 mL/min;FID系統(tǒng)載氣流速:10 mL/min。

2 結(jié)果與討論

根據(jù)標(biāo)氣組分及查閱文獻(xiàn)所得色譜柱對(duì)應(yīng)出峰順序定性，表1為標(biāo)氣的組分。

2.1 TCD

圖2為TCD系統(tǒng)上獲得的色譜圖，閥2分別在1.5、3、8.4、15 min 時(shí)切換，出峰順序?yàn)?CO2、N2O、C2、C2、He、H2、O2、N2、NO、CH4、CO、NO2，其中 N2O、O2、NO2出峰較小，在圖上顯示不全。表2為6次重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果。

2.2 FID

圖3為FID系統(tǒng)上獲得的色譜圖，出峰順序?yàn)榧淄?、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、乙炔。?為6次重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果。

表1 標(biāo)氣組分及濃度Table 1 Standard gas composition and concentration

表2 TCD上各組分出峰面積重復(fù)性Table 2 Reproducibility of the analysis

圖2 TCD色譜圖Fig.2 TCD Chromatogram

圖3 FID色譜圖Fig.3 FID Chromatogram

表3 FID上各組分出峰面積重復(fù)性Table 3 Reproducibility of the analysis

3 結(jié)論

在TCD檢測(cè)器上，各無(wú)機(jī)組分均能被檢測(cè)并分離，其中氧化亞氮與二氧化碳、一氧化氮與甲烷能夠有效的分離并自動(dòng)積分;在FID檢測(cè)器上，根據(jù)色譜柱的特性，按碳數(shù)出峰，能夠分離并清晰識(shí)別。且重復(fù)性試驗(yàn)均滿足分析要求。

［1］GB 18352.5—2013輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法(中國(guó)第五階段)［S］.

［2］李蕓，陳沭滄，王雅芬.汽車尾氣和大氣中C1～C4烴類分析方法研究［J］.上海環(huán)境科學(xué)，1996，15(1):33-37.

［3］邱夜明，于敬信，馮長(zhǎng)根，等.汽車怠速排放成分色譜分析方法研究［J］.北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，19(5):627-630.

［4］李巍，朱永法.氣相色譜對(duì)氣相甲醛的快速測(cè)定［J］.現(xiàn)代儀器，2002，8(5):12-14.