车用汽油中苯和总芳烃含量检测方案(气相色谱仪)

验证 应用简报 Agilent能源与化工Trusted Answers 车用汽油中苯和总芳烃含量的快速GC/MS分析 George Gonzalez 和 Fred Feyerherm 安捷伦科技有限公司 Nick Delone 本应用简报介绍了 Agilent Intuvo 9000 气相色谱系统配置 ASTM D5769 条件的性能 。根据 ASTM D5769 指标进行 GC/MS 校准。基于一种校准校验标样的连续进样，该系统产生了卓越的精度。此外，使用该系统获得了出色的线性工作范围。 必维国际检验集团 前言 ASTM 标准方法 D5769 用于测定车用汽油中的苯和总芳烃。车用汽油的芳香烃组分会直接影响汽油发动机的运行特性。需要测定苯、甲苯和芳香族化合物，来确保符合燃料指标和法规的要求。 获得出色的甲苯线性校准曲线在操作上具有很大难度。气相色谱分流流速和色谱柱性能必须具有可重现性。本应用简报描述了使用 ASTM D5769 时 Intuvo 9000 GC和 Agilent 5977B GC/MSD 的性能。 仪器配置和操作条件 根据 ASTM D5769 条件配置 Agilent Intuvo 9000 GC (G3950A) 和 5977B GC/MSD。本系统采用 Agilent HP-RFG Intuvo 气相色谱柱20mx0.10 mm， 0.40 um HP-RFG(G3909-63014)。配置和操作条件符合ASTM D5769，如表1和表2所示。柱温箱温度曲线提供了11.3分钟的运行时间。 使用的基于质量的多点校准标样符合推荐的标准ASTM D5769 指标。高水平校准标样中含甲苯的重量百分比为 20.01%。所用的甲苯校准范围超出了 D5769标准，旨在证明 GC/MS 系统的线性操作范围性能。D5769规定，内标混合物包括苯-d6、乙苯-d10和萘-dg。 表1.气相色谱仪条件 参数 值 分流/不分流进样口 250℃ 进样量 0.1pL 进样口衬管 聚焦衬管，4mm (部件号210-4004-5) 隔垫吹扫流速 3mL/min 分流比 4000：1 (调整为质量数134处的信噪比至少为5) 总流速 403mL/min 载气 氦气 Intuvo GC 进样口至 色谱柱传输线 跳线芯片(部件号 G4587-60575) 柱头压 21.91 psi 平均速度 14.05 cm/s 梯度流速 0.1 mL/min (保持0.1 min)， 1 mL/min 色谱柱 Agilent HP-RFG Intuvo， 20 mx0.100 mm， 0.4 pm (部件号 G3903-63014) 柱温箱 50℃(保持0.5 min) 以 20 °C/min升至100℃(保持0.0 min)以5C/min升至120℃(保持0.0min) 以 30℃/min 升至250℃(保持0.0 min) 表2.质普仪条件 参数 值 采集模式 扫描 扫描模式 正常 电离电压 (eV)70， 固定的操作条件 质量扫描范围 m/z 28.5-300 A/D样品 4 质谱离子源 230°C MS四极杆 150°C 样品前处理 样品前处理包括称取样品和内标，置于GC 自动进样器样品瓶中。使用的样品量约为0.8 g和0.04g内标混合物。 化合物名称 质量百分比(%) %RSD 苯 2.49 0.73 甲苯 16.34 0.9 乙苯 4.86 0.85 对二甲苯 4.87 0.85 邻二甲苯 5.04 0.85 异丙基苯 2.45 0.93 1，3，5-三甲苯 2.42 0.85 2-乙基甲苯 2.58 0.85 1，2，3-三甲苯 2.31 0.85 茚满 2.67 1.01 1，4-二乙基苯 2.96 0.85 1，2，4，5-四甲苯 4.07 1.06 总芳烃 53.07 0.85 TIC： Intuvo GCMS D5769 Aromatic Compounds.D\data.ms 本研究中使用的 HP-RFG 柱可实现出色分离。进样1，3，5-三甲苯和1-甲基-2-乙苯含量各3%的溶液，来测试色谱柱分离度。系统的分离度因子为5.3，超过了 D5769定义的2.0的分离度要求。 图1.芳香烃性能标样 TIC： Intuvo-GCMS Toluene Resolution Mix.D\data.ms 标准 D5769允许使用第四个内标甲苯-dg，在 GC/MS系统无法提供可接受的线性时，有时需要使用这一内标。I甲苯-d。与甲苯之间可能存在共流出问题。使用含甲苯-dg的标样对 GC/MS 系统进行测试，色谱图如图2所示。所使用的 GC/MS 系统和 HP-RFG色谱柱可使甲苯和甲苯-d。几乎表现出基线分离。 图2.甲苯/甲苯-dg分离度 所用校准标样中除甲苯外的所有化合物的R’值均为0.999。建立甲苯的线性响应难度很大； GC/MS 系统对重量百分比为 1.55%-20.01%的甲苯获得的R²为0.997，如图3所示。 图3.甲苯校准响应 R²=0.997 精度 分析芳香烃性能标样的21次连续进样来确定相对标准偏差(RSD)，以研究其精度。所有化合物中苯、、甲苯和总芳烃的RSD 均≤1.06%，儿表3. GC/MS 系统配置符合 ASTM D5769 指标的规定。系统验证包括测试几个 ASTM新配方汽油(RFG)性能测试能力(PTP)样品。使用1，2，3-三甲苯进行的质谱响应性能测试获得了出色的结果，并符合 ASTMD5769要求，如表4所示。使用 ASTMD5769中规定的校准校验标样验证校准 表4.来自1，2，3-三甲苯的3种离子的质谱响应(%) 离子(m/z) 预期相对强度 实测相对强度 120 30-60 43 105 100 100 91 7-15 12 表5.质量控制标样 化合物名称 预期质量(%) 实测质量(%) 苯 1 0.99 甲苯 9 9.12 1，3-二乙基苯 3 2.98 1，2-二乙基苯 3 3.01 乙苯 3 3.08 1，2，4-三甲苯 3 2.95 1，2，4，5-三甲苯 2 2.18 萘 1 0.97 总芳烃 25 25.28 表6.ASTM RFG 能力测试 ASTM RFG 能力测试样品 ASTM RFG PTP数据 #1706 #1707 #1709 #1711 #1808 #1810 苯(体积%) 0.531 0.466 0.525 0.496 0.379 0.845 甲苯(体积%) 3.38 2.12 4.55 3.11 1.84 4.74 总芳烃(体积%) 18.58 15.31 22.3 15.13 15.7 18.65 Intuvo GC/MS结果 #1706 #1707 #1709 #1711 #1808 #1810 苯(体积%) 0.50 0.46 0.51 0.49 0.35 0.86 甲苯(体积%) 3.39 2.22 4.68 3.30 1.77 4.94 总芳烃(体积%) 19.27 17.46 23.64 16.5 15.94 19.95 方法。质量控制校验标样的测试结果与重量分析浓度显示出高度一致性，如表5所示。ASTM RFG PTP样品的结果如表6所示。测试 ASTM RFG PTP 样品获得的苯和总芳烃的测试结果高度一致，均在Z分数范围内，如表6所示。图4显示了测试ASTM RFG #1810 车用汽油样品获得的色谱图示例。 ×106 TIC： RFG-1810.D\data.ms 结论 已证实，配置5977B GC/MSD 的 Intuvo9000气相色谱系统是一台符合ASTMD5769 规定的高效系统。展示出的优异性能为苯、甲苯和总芳烃提供了高水平的精度和动态范围。在此方法所使用的条件下，运行时间仅为11.3分钟。ASTM RFGPTP 样品测试结果与行业测试结果显示出了高度一致性。 1. ASTM D5769-15，Standard Test Method for Determination ofBenzene， Toluene，and TotalAromatics in Finished Gasolinesby Gas Chromatography/MassSpectrometry， ASTM International， West Conshohocken， PA， 2015， www.astm.ora www.agilent.com/chem/contactus-cn 免费专线： 800-820-3278，400-820-3278(手机用户) 联系我们： LSCA-China_800@agilent.com 在线询价： www.agilent.com/chem/erfq-cn www.agilent.com 仅限研究使用。不可用于诊断目的。 DE.4297800926 本文中的信息、说明和指标如有变更，恕不另行通知。 安捷伦科技(中国)有限公司，2020 2020年3月13日，中国出版 5994-1818ZHCN 配置 5977B GC/MSD 的 Intuvo 9000 气相色谱系统是一台符合 ASTM D5769 规定的高效系统。展示出的优异性能为苯、甲苯和总芳烃提供了高水平的精度和动态范围。在此方法所使用的条件下，运行时间仅为 11.3 分钟。ASTM RFGPTP 样品测试结果与行业测试结果显示出了高度一致性。