学术干货丨有机元素分析应用软件中低氢含量样品的准确分析测试

王八嫉妒月亮 7年前 (2017-06-10) 4389浏览

运用元素分析仪 Flash EA 1112 对有机样品进行元素分析测试时，我们一般同时选用两种标准样品来做校正曲线，再对未知样品进行计算以达到准确分析测试。一种标准样品是乙酰苯胺（ N% = 10.36， C% = 71.09， H% = 6.71），另一种标准样品是环己酮 2,4-二硝基苯腙（ N% = 20.14， C% = 51.79， H% = 5.07）。由这两种标样组成的校正曲线，其线性范围可以满足绝大多数样品的准确计算（见图 1）。

图 1 标准样品乙酰苯胺与环己酮 2,4-二硝基苯腙的校正曲线： a）氮元素的校正曲线， b）碳元素的校正
曲线， c）氢元素的校正曲线。

由于化学所学科多样性的特点，样品较为复杂，我们在日常测试中经常遇到一些氢含量很低的样品，经仪器测试后出现没有数据的现象（表 1），而这些低氢样品中氢的数据对样品的表征非常重要，因此我们必须探究准确可行的测试方法，发展新的对低氢样品中的氢元素含量进行精确定量的方法。经过仔细分析，我们发现测试结果中无氢的例子中有些是氢元素对应的 H2O 色谱峰无峰无数据，有些是有色谱峰而无数据，无论哪种情况对元素分析结果都造成了严重干扰。我们经过进一步分析发现，无峰无数据的现象是由于样品的 H2O 色谱峰信号太弱，检测器检测不到，因此没有对应的氢的数值；有色谱峰而无数据是由于 H 含量非常低时 H2O 的色谱峰保留时间也相应发生了比较大的位移（见图 2），因此按照常规测试方法中设置的参数进行计算时往往得到氢含量为零。

a 代表乙酰苯胺， b 代表环己酮 2,4-二硝基苯腙

表 1. 低氢样品中氢元素含量的分析结果

针对以上这两种情况，我们分别采取了不同的措施来改进测试方法。第一种情况无峰无数据，是由于样品 H2O 的色谱峰信号太弱，检测器检测不到信号，因此我们称取样品时，在保证样品能够完全燃烧分解的情况下，尽可能取样量大一些，以此来增大 H2O 色谱峰的响应值，尽可能达到检测器的检测下限。第二种情况有色谱峰而无数据是由于 H2O 的色谱峰保留时间发生变化，不能计算出氢的数值，因此我们采取重新设定 H2O 的色谱峰保留时间的方法来加以改进，色谱峰保留时间由原来的 190 秒左右，变为 230 秒（图 2），然后采取手动重新计算，从而得到氢低含量的准确数值（表 2）。