煤氣化廢水中酚類化合物檢測范文

本站小編為你精心準備了煤氣化廢水中酚類化合物檢測參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《現代化工雜志》2015年第九期

摘要:

魯奇加壓氣化廢水中含有大量酚類化合物，分析酚類物質種類和含量對處理這類廢水有指導意義。通過將水樣溶于丙酮，使用無水硫酸鈉小柱除去丙酮溶液中水分的方法對水樣進行處理，前處理方法簡單方便。使用GC－MS定性分析水樣中酚類，并建立了8種酚類目標物的定量分析方法。結果表明，在0.2～20mg/L的范圍內線性良好，回收率在72%～105%之間，相對標準偏差(n=3)為1.4%～7.9%。該方法簡單可靠，適用于測定煤氣化廢水中酚類物質的含量。

關鍵詞:

廢水;酚類化合物;GC－MS;分析方法

現代煤化工項目中煤的氣化是重要的工藝，其中魯奇加壓氣化是比較成熟的氣化工藝。氣化產生的洗氣廢水含有酚氨等高濃度難降解有機污染物，這類廢水中的酚類化合物組成復雜，危害大，影響范圍廣。美國EPA的129項優先控制污染物中有11項是酚類化合物［1］，我國水中優先控制污染物黑名單中酚類化合物也有6項［2］。含酚廢水的處理是國內外煤化工行業中的重大課題之一［3］，分析酚水組成和含量對酚回收和廢水處理等工藝有參考和指導意義。目前酚類的常用測定方法有溴量法、分光光度法、氣相色譜法［4－6］，但存在著前處理復雜，測定流程繁瑣等問題。利用丙酮和水互溶的性質，將酚水樣加入到丙酮溶劑中，混合均勻后通過自制的無水硫酸鈉小柱除去水分，并使用丙酮洗脫，得到含目標物的丙酮溶液，直接進GC－MS分析。克服了傳統的液液萃取方法萃取效率不高，操作時間長，消耗較多有機溶劑等缺點。前處理方法簡單方便，可以對煤氣化酚水中主要的8種酚類物質同時檢測。

1實驗部分

1.1儀器與試劑島津GCMS－QP2010Ultra氣質聯用儀，色譜柱Rtx－5MS(30m，0.25mm，0.25μm)。丙酮(色譜純);無水硫酸鈉(分析純，使用前650℃灼燒4h);酚類化合物:苯酚、2－甲基苯酚、3－甲基苯酚、2，4－二甲苯酚、2，3－二甲苯酚、3，4－二甲苯酚、4－乙基苯酚、鄰苯二酚。

1.2GCMS分析參數GC參數:進樣口溫度為150℃，氦氣作載氣，流速為0.8mL/min，1∶5分流進樣，柱溫起始溫度為60℃，保持1min，5℃/min升至150℃保持2min。MS參數:EI離子源，Scan模式下掃描范圍m/z=35～250，溶劑延遲2.5min，掃描時間3～16min。SIM模式下質譜條件如表1所示。

1.3酚水樣品前處理為了將樣品中的酚類物質提取出來，采用直接將樣品與丙酮混合，再除去混合溶液中水分的方法。實際樣品為某煤制天然氣公司酚氨回收裝置入口酚水。由于樣品含酚類濃度較高，應少量取樣。取0.20mL樣品，加入到5mL丙酮中，混合均勻。使用自制的無水硫酸鈉小柱:在10mL注射器內部底層鋪一層玻璃纖維濾膜，加入2g經處理過的無水硫酸鈉，在上面再加一層玻璃纖維濾膜，用5mL丙酮沖洗小柱進行預清洗。將上述酚水混合溶液分次加入到小柱中，并用丙酮清洗小柱，定容至25mL，待檢測。上述步驟的目的是將水樣中的目標物轉移至有機溶劑丙酮中，并除去水分，同時稀釋了樣品。

1.4樣品定性分析煤氣化產生酚水中的酚類物質種類較多、含量復雜，用質譜檢測器對酚水樣進行定性。在Scan掃描模式下得到總離子色譜圖如圖1所示。通過對含量較高的8個目標物進行質譜譜圖對比，確定樣品成分。8個主要目標物組成及其保留時間如表2所示。

1.5定量分析在定性分析的GCMS方法基礎上建立SIM掃描方法，并配制8種酚類系列混合標準溶液，質量濃度別為0.2、1、5、10、20mg/L。以峰面積定量，得到標準曲線，如表2所示。

2結果與討論

2.1前處理方法的優化為使方法簡單可靠，對前處理方法進行了優化，參考實際樣品質量濃度范圍，配置了8種酚類物質的空白加標溶液，各種酚類化合物的質量濃度為200mg/L。對取樣量和無水硫酸鈉用量進行了優化，當所取水樣量＞0.4mL時，所需要的無水硫酸鈉較多，且峰形變寬嚴重，綜合考慮取樣量為0.2mL。分別使用1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5g無水硫酸鈉對樣品脫水，發現當無水硫酸鈉＜1.5g時，無法將水分脫除完全，使部分酚類物質無法轉移至丙酮溶劑中，且會有柱流失的現象，使用大于3.0g無水硫酸鈉時回收率降低，所以使用2.0g無水硫酸鈉。

2.2方法可靠性對空白水樣采用標準加入法，添加質量濃度為25、100、200mg/L，所得回收率和相對標準偏差如表3所示(n=3)。各目標物的加標回收率和相對標準偏差均良好，說明此樣品前處理分析方法可靠。

3結論

為了分析水樣中酚類物質，將水樣與丙酮溶劑互溶，使用無水硫酸鈉小柱除去樣品中水分，建立了丙酮提取水樣中酚類物質，氣相色譜質譜聯用儀同時檢測8類酚類物質的分析方法。該方法前處理方便快捷，可靠性好，適用于含酚廢水中酚類物質的測定。

參考文獻

［1］田芹，江林，王麗平．水體中揮發酚測定中的流動注射分光光度法研究進展［J］．巖礦測試，2010，(2):161－168．

［2］奚稼軒．固相萃取－高效液相色譜法測定飲用水中酚類化合物［J］．環境監測管理與技術，2004，(2):235－236．

［3］余振江．煤氣化過程高濃度酚氨污水化工處理流程開發、模擬與工業實施［D］．廣州:華南理工大學，2011．

［4］高超，王啟山，夏海燕．水體中酚類化合物測定方法的研究現狀［J］．天津化工，2010，(4):41－42．

［5］朱霞．水體中揮發酚類測定方法的比較［J］．青海環境，2008，(2):84－87．

［6］佟柏齡，李新紀，徐維并．衍生化預處理－氣相色譜法測定水中酚類污染物［J］．巖礦測試，1994，(4):293－297．

作者：理雪源 韋丹青 單位：遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責任公司