毛细管-气相色谱法测定高纯级无水肼中挥发性含碳化合物的含量.pdf

2015年第 4期 导 弹 与 航 天 运 载 技 术 No.4 2015
总第 340期 MISSILES AND SPACE VEHICLES Sum No.340
文章编号:1004-7182201504-0100-03 DOI:10.7654j.issn.1004-7182.20150424
毛细管-气相色谱法测定高纯级无水肼中
挥发性含碳化合物的含量
钟 秋,徐 光,李 俊,米思巍
北京航天试验技术研究所,北京,100074
摘要:建立种高纯级无水肼样品中挥发性含碳化合物的毛细管-气相色谱分析方法,并针对实际样品进行定性和定量测
定。结果表明,偏二甲肼、乙醇和甲基肼的加标回收率均在 91.6107.7范围内,挥发性含碳化合物总平均回收率达到
101.1;3种物质的相对标准偏差RSD均在 1.74.1范围内,挥发性含碳化合物的相对标准偏差为 3.0。
关键词:毛细管-气相色谱法;高纯级无水肼;挥发性含碳化合物
中图分类号:V511 文献标识码:A
0 引 言 离,仅以组 合峰进行定 量。因此, 本文建立了 种分
无 水肼 是种 最 常 用的可贮存 的高 能液体 燃料 , 析无水 肼样 品中的 挥发 性含碳 化合 物的毛 细管- 气相
主要用作卫 星和飞船等 的单组元推 进剂。美国 军用标色谱法,并针对实际样品进行了定性和定量测定。
准把无水肼 划分为标准 级、单元推 进剂级和高 纯级,
并把 挥发性 含碳化合物 的含量 作为 单元推进剂 级和高 1 实验部分
1.1 仪器与试剂
纯级无水肼的个重要检测指标。挥发性含碳化合物
Agilent 7890A气相色谱仪,配有 FID检测器美
主要包含偏 二甲肼、甲 基肼和异丙 醇、乙醇等 物质,
国 Agilent 公司;Stabilwax-DB气相色谱柱30 m
其 含量会影 响催化剂的 活性,导致 催化剂分解 效率降
低,影响推 力室性能, 因此,开展 无水肼中的 挥发性 0.53 mm0.50 μm美国 Restek公司。
无水肼 纯度高于 99.0 、偏二甲肼 纯度高
含碳化合物的检测方法研究是十分必要的。
于 98.0和甲基肼 纯度高于 98.6,异丙醇和无
毛细管-气相色谱法具有高柱效、高分离效率和分
水乙醇均为分析纯,高纯氦气纯度高于 99.99。
析速度快等 优点,经 出现便得到 了迅速发展 ,被广
泛应用于复杂有机和无机混合物的分离分析。目前中 1.2 标准工作液的配制
吸取约 5.0 mL无水肼到恒重的样品瓶中,密封并
国仅有使用 填充柱测定 无水肼中挥 发性含碳化 合物的
称量。用 100 μL微量进样针加入 35 μL偏二甲肼,密
报道,但没有实现甲醇、偏二甲肼和异丙醇的色谱分
收稿日期:2014-08-19;修回日期:2014-09-23
作者简介:钟 秋1986-,男,工程师,主要研究方向为推进剂分析方法 2015年第 4期 导 弹 与 航 天 运 载 技 术 No.4 2015
第 4期 101
总第 340期 钟 秋等 毛细管 -气相色谱法测定高纯级无水肼中挥发性含碳化合物的含量 MISSILES AND SPACE VEHICLES Sum No.340
封后称量,文章编号:10 以确定加入 04-7182201504 的偏二甲肼 -0100-03 的质量。按 DOI:10.7654 照相同 j.issn.1004-7182.上,载气流速为 20150424 3.0 mLmin时,每次进样的分析时
的步骤分别加入 35 μL乙醇和 30 μL甲基肼。充分混 间在 6 min 内, 这样 既保证 了较短 的分 析时间 , 也 可以
节 省载气 ; 在 分流比 的选 择上, 在低 的分流 比如 10∶1
合溶液,配 制成含偏二 甲肼、乙醇 和甲基肼的 肼标准
毛细管-气相色谱法测定高纯级无水肼中
储备液。 下,肼的峰形较差,而在较高的分流比如 50∶1下,
吸取约 0.86 mL无水肼加入到恒重的进样瓶中, 无法检测到 样品中的各 组分含量, 因此,实验 选择分
挥发性含碳化合物的含量
密封并称量。用 100 μL微量进样针加入 20 μL标准储流比为 20∶1;在柱温选择上,由于柱温变化对 FID
钟 秋,徐 光,李 俊,米思巍
检测器影响较小,且实验中各组分的沸点较为接近均
备液,密封 后称量,配 制成含偏二 甲肼、乙醇 和甲基
北京航天试验技术研究所,北京,100074
肼的肼标准工作液。 在 6384 范围内,因此实验选择在 60100 范围
1.3 气相色谱分析条件 内程序升温,以保证较高的分离度。程序升温和 100
摘要:建立种高纯级无水肼样品中挥发性含碳化合物的毛细管-气相色谱分析方法,并针对实际样品进行定性和定量测
Stabilwax-DB气相色谱柱;进样口温度为 175 ;恒温下各物质的色谱分离见图 1。
定。结果表明,偏二甲肼、乙醇和甲基肼的加标回收率均在 91.6107.7范围内,挥发性含碳化合物总平均回收率达到
载气为高纯氦气,恒流模式,流速为 3.0 mLmin;初
101.1;3种物质的相对标准偏差RSD均在 1.74.1范围内,挥发性含碳化合物的相对标准偏差为 3.0。
始温度为 60 ,保持 1.5 min,以 10 min的速率
关键词:毛细管-气相色谱法;高纯级无水肼;挥发性含碳化合物
升至 100 ,保持 3.0 min;进样量为 1 μL,分流模式,
中图分类号:V511 文献标识码:A
分流比为 20∶1;FID检测器温度为 250 ,氢气流
速为 30 mLmin,空气流速为 300 mLmin。
1.4 测定和计算
待 仪器 稳定后 进样 无水肼,然 后依 次进样 偏二 甲
肼、异丙醇 、乙醇和甲 基肼,依据 保留时间确 定无水
肼中的物质 种类。分别 计算标准储 备液和标准 工作液
图1 100恒温A和程序升温B下加标样品的色谱
中偏二甲肼 、 乙醇和甲 基肼的质量 浓度,分析 标准工
作液和样品各 3次,根据标准工作液中偏二甲肼、乙
2.2 样品的定性和定量分析
醇和甲基肼的质量浓度,分别用以下方程计算其浓度:
在 最优 的色谱 条件 下,分别进 样无 水肼样 品、 偏
标准工作液浓度 A
W 二甲肼、 甲 醇、 异丙醇 、乙醇和甲 基肼,依据 保留时
间确定无水肼中的物质种类。最终确定在 06 min内,
标准工作液浓度 A
依次出峰顺 序为偏二甲 肼、乙醇、 甲基肼和肼 ,样品
中不含甲醇和异丙醇。
标准工作液浓度 A
AA? 配 制含 偏二甲 肼、 乙醇和甲基 肼的 肼标准 样品 ,
0 引 言 离,仅以组 合峰进行定 量。因此, 本文建立了 种分
连续测定 5次,挥发性含碳化合物的准确度测定结果
为标准工作液中偏二甲肼峰面积;A
式中 A
无 水肼 是种 最 常 用的可贮存 的高 能液体 燃料 , 析无水 肼样 品中的 挥发 性含碳 化合 物的毛 细管- 气相
如表 1所示。由表 1中可知,3组分的加标回收率均在
为标准工作液中甲基肼峰面积; A为标准工作液中乙
主要用作卫 星和飞船等 的单组元推 进剂。美国 军用标色谱法,并针对实际样品进行了定性和定量测定。
91.6107.7范围内,平均回收率在 94.6104.2
醇峰面积