苯甲醇催化氧化产物的气相色谱分析

目录

1 前言1

2 实验部分1

2.1 实验条件1

2.1.1 仪器与试剂1

2.1.2 气相色谱条件2

2.2 实验方法2

2.2.1 标准溶液的配制2

2.2.2 标准曲线的绘制2

3 结果与讨论2

3.1 实验条件的设定2

3.3 分离特征3

3.4 方法的线性关系和检出限4

3.5 催化产物的测定5

3.6 回收率的测定6

4 结论7

参考文献7

苯甲醇催化氧化产物的气相色谱分析

##X

（岭南师学院化学化工学院, 524048）

摘要：为了研究催化剂种类对苯甲醛氧化生成苯甲醛反应的影响，用毛细管气相色谱法检测各组催化实验产物中苯甲醛与苯甲醇随反应进行的含量变

化。本实验采用外标标准曲线法进行定量分析。

关键词：毛细管气相色谱法；苯甲醇；苯甲醛；催化剂

Gas Chromatographic Analysis For Catalytic Oxidation

Products Of Benzyl Alcohol

Wu Xinyi

Abstract: In order to study the affect from the catalyst kind on the reaction in which benzaldehyde oxidizes and generates benzaldehyde,

capillary gas chromatography is used to detect the content change of

benzaldehyde and benzyl alcohol from groups of catalysis experiment products

in the reaction process. This experiment uses external standard calibration

curve method for quantitative analysis.

Key words: Capillary gas chromatography benzaldehyde benzyl alcohol catalyst

1前言

苯甲醛是一种重要的精细化工原料[1]，广泛应用于医药、香料、农药、染料等各领域，市场需求量很大[2]，使得苯甲醛的制备手段得到不断研究，向着低成本、高经济效益、简便化、绿色化的方向发展。苯甲醇的液相中催化氧化[3]是制备苯甲醛的常用方法之一。比起工业常用的甲苯氯化水解法[4]，在产物的分离、反应物的后处理、经济效益等方面大有改进。在苯甲醇的催化氧化制备苯甲醛方面，人们也致力于研究各种反应条件以设计出适宜的实验方案。比如在众多催化剂中选择催化效果较优的催化剂。为了达到这个目的，需检测在相对一致的条件下，采用不同催化剂的催化反应中苯甲醇和苯甲醛的含量变化，以得出反应进度与产率。苯甲醇与苯甲醛的分析方法有很多，本实验采用毛细管气相色谱法[5]进行分析，该法具有灵敏度高、选择性好、操作简单、分析迅速等优点，使用比较普遍[6]。

2实验部分

2.1 实验条件

2.1.1 仪器与试剂

主要仪器有GC-9160气相色谱仪(欧华仪器分析厂)、氢火焰离子化检测器（FID，欧华仪器分析厂）、N2000色谱工作站（大学智能信息工程研究所）、微量取样器（求精生化试剂仪器）、微量进样器（安亭微量进样器厂）等。

主要试剂有苯甲醇、苯甲醛、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）等，以上试剂均为分析纯，所有试剂直接使用。

2.1.2 气相色谱条件

色谱柱：OV-1071毛细管色谱柱（中科凯迪化工新技术，规格为30m×0.53mm×1.00um）。

气路控制：（载气）氮气柱前压为0.17mpa，空气压强为0.14mpa，氢气为0.1mpa。

温度控制：采用恒温分析法，其中进样器和检测器温度均为205℃，柱温为130℃。

进样方式：手动、分流进样。灵敏度：109。进样量：0.6μL。

2.2 实验方法

2.2.1标准溶液的配制

1号溶液：用1mL吸量管分别准确移取0.80mL的苯甲醛和1.00mL的苯甲醇标准品于5mL容量瓶中，用DMF溶剂定容，配成浓度为苯甲醛1.7×102mg/mL、苯甲醇2.1×102mg/mL的贮备液。

2号溶液：用1mL吸量管准确移取1.00mL1号的贮备液于5mL容量瓶中，用DMF溶剂定容，配成浓度为苯甲醛3.3×10mg/mL、苯甲醇4.2×10 mg/mL的贮备液。

3号溶液：用2mL吸量管准确移取1.50mL2号的贮备液于5mL容量瓶中，用DMF溶剂定容，配成浓度为苯甲醛1.0×10mg/mL、苯甲醇1.3×10mg/mL的贮备液。

4号溶液：用2mL吸量管准确移取1.50mL3号的贮备液于5mL容量瓶中，用DMF溶剂定容，配成浓度为苯甲醛3.0mg/mL、苯甲醇3.8 mg/mL的贮备液。

5号溶液：用2mL吸量管准确移取2.00mL4号的贮备液于5mL容量瓶中，用DMF溶剂定容，配成浓度为苯甲醛1.2mg/mL、苯甲醇1.5 mg/mL的贮备液。

2.2.2标准曲线的绘制

将苯甲醛和苯甲醇的1～5号的标准溶液，取0.6μL进样，测量其保留时间与峰面积。以苯甲醛和苯甲醇的浓度对峰面积作图，绘制标准曲线。

3 结果与讨论

3.1 实验条件的设定

本实验在对目标物进行分析前，用标准品进行实验条件摸索。先根据待测组分标准品的沸点和经验，初步设置可行的温度和气路条件，比较不同色谱柱的实验效果。尝试过采用弱极性的SE-52毛细管色谱柱、中极性的OV-1071的毛细管色谱柱和强极性的PEG-20M毛细管色谱柱，分别对配制的标准溶液进行色谱分析，结果发现，PEG-20M色谱柱对样品组分的色谱分离效果最好，峰形漂亮。而SE-52

毛细管色谱柱的色谱分离效果最差，苯甲醛和苯甲醇的色谱峰出现分不开和拖尾的情况。而OV-1071毛细管色谱柱的色谱分离效果居于两者之间，可以使DMF、苯甲醛、苯甲醇完全分开，符合定量分析的要求。但由于该色谱柱柱在进行高温清洁时，可能是由于柱子的断裂，毛细管色谱柱得不到有效的保护或可能是由于载气流量过大而导致固定相坍塌，使得该色谱柱失去了对物质的分离作用。所以就退而求次，选择了OV-1071毛细管色谱柱进行样品的分析。

3.2检测方法的选择

根据同一种物质，在同一色谱条件下，其保留时间是固定的，进行定性测定。苯甲醛的保留时间为0.424±0.009min，苯甲醇的保留时间为0.624±0.009min。本气相色谱分析主要是测定和考察，苯甲醇催化氧化为苯甲醛的转化率，由于样品量很大，故宜采用外标标准曲线法来进行定量[7]。

3.3 分离特征

按2.1.2色谱条件同时测定苯甲醛、苯甲醇，两种物质可完全分离，分离色谱见图1。各组分的保留时间重现性较好，对不同浓度的贮备液进行平行测定，其保留时间的相对标准偏差小于3%，完全可以较准确地定性。

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