一种乙酸乙酯和石油醚混合溶剂的回收与分析测试方法

摘要

本发明公开了一种乙酸乙酯和石油醚混合溶剂回收与分析测试方法，其包括如下步骤：(1)利用旋转蒸发仪对待回收的乙酸乙酯和石油醚混合溶剂样品进行回收处理，得到回收的混合溶液；(2)利用气相色谱‑质谱仪联用法对样品进行检测，设置气相色谱及质谱检测条件；(3)选择乙酸乙酯为定量对象；(4)多反应监测检测方式的设定：根据分析纯乙酸乙酯的质谱图，选择合适的离子作为定性和定量离子；(5)以石油醚为溶剂，配制乙酸乙酯标准溶液；(6)构建标准曲线；(7)外标法定量分析实际样品；(8)GC‑MS法定性实际样品组分。本发明的乙酸乙酯和石油醚混合溶剂回收与分析测试方法能实现混合溶剂的回收与再利用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙酸乙酯和石油醚混合溶剂的回收与分析测试方法。

背景技术

随着我国经济建设的迅速发展，环境污染问题越来越突出，环境保护与治理对实行“可持续发展战略”具有非常重要的意义。高校化学实验室中每次排放的化学物质不多，但在日积月累中对环境造成的影响是不可忽视的。

乙酸乙酯与石油醚是实验室常用层析溶剂，在有机合成实验室中消耗量大。选用合适的方法进行回收，不仅可减少废液排放，有利于环境保护，还可将废液资源化，有利于降低成本，提升产品的竞争力，助力可持续发展，因此，实现二组分溶液的回收再利用不仅具有很好的社会效益，而且还具有很好的经济效益。

乙酸乙酯、石油醚这样的二组分混合体系，由于其沸点相差较小，用旋蒸仪进行蒸馏回收后得到的溶剂依然为两种组分的混合体系，由于溶剂具有挥发性，回收后的混合体系中各组分所占比例或已发生变化，因此回收后就需要通过有效的检测方法测得其中任一组分的含量以确定混合溶剂的具体比例，以达到重复利用的目的。

气相色谱-质谱联用技术是以气相色谱仪将各组分分离，然后经过气相色谱-质谱联用接口进入质谱仪进行质量分析。质谱法可以进行有效的定性分析，但对复杂有机化合物的分析就显得无能为力；而色谱法对有机化合物是一种有效的分离分析方法，特别适合于进行有机化合物的定量分析，但定性分析则比较困难，两者的有效结合可以高效的进行目标物的定性和定量分析。因此，可通过气相色谱-质谱联用技术来确定通过旋转蒸发仪再处理的乙酸乙酯/石油醚混合溶剂中相关组分的比例。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种乙酸乙酯和石油醚混合溶剂回收与分析测试方法来实现混合溶剂的回收与再利用。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种乙酸乙酯和石油醚混合溶剂回收与分析测试方法，包括如下步骤：

(1)混合溶剂旋转蒸发再处理回收：利用旋转蒸发仪对待回收的乙酸乙酯和石油醚混合溶剂样品进行回收处理，得到回收的混合溶液；

(2)检测：利用气相色谱-质谱仪联用法对样品进行检测，其气相色谱及质谱检测条件为：

气相色谱条件：

色谱柱：中度极性气相色谱柱；

程序升温；

载气：氦气(纯度≥99.999％)，流速：1.5mL/min；

进样口温度：230℃；

进样体积：1μL，分流比：60:1；

质谱条件：

电子轰击离子源(EI)；

离子源温度：230℃；

色谱质谱传输杆温度：250℃；

质量扫描范围：29-650amu；

淬灭气：He，流速：2.25mL/min；

碰撞气：N

检测方式：多反应监测(MRM)；

(3)定量对象选择：选择乙酸乙酯为定量对象；

(4)MRM测定方式的设定：根据分析纯乙酸乙酯的质谱图，选择合适的离子作为定性和定量离子；

(5)配制标准溶液：移取乙酸乙酯标准品，用石油醚定容作为标准储备液，进一步用石油醚稀释定容为具有浓度梯度的标准曲线溶液；

(6)构建标准曲线：将步骤(5)中配制的标准溶液按步骤(2)所述气相色谱及质谱检测条件进样，以峰面积为纵坐标，以乙酸乙酯标准品体积百分含量为横坐标，以峰面积对体积百分含量作图，得标准曲线及线性回归方程；

(7)外标法定量分析实际样品：将步骤(1)中回收的混合溶剂样品按步骤(2)所述气相色谱及质谱检测条件进样，按外标法定量分析样品中乙酸乙酯的含量；

(8)GC-MS法定性实际样品组分：将步骤(1)中回收的混合溶剂样品进GC-MS进行分析，定性样品中的组分。

在本发明的一个较佳实例中，步骤(1)中，旋转蒸发在温度为42℃、真空度为0.09MPa的条件下进行。

在本发明的一个较佳实例中，所述气相色谱柱的规格为：30m×0.32mm×1.8μm。

在本发明的一个较佳实例中，步骤(2)中，所述程序升温为初始温度40℃，保持5min，以20℃/min升至220℃保持5min。

在本发明的一个较佳实例中，步骤(4)中，所述MRM测定方式选择m/z＝61作为定量检测离子，m/z＝43作为阳性验证离子。

在本发明的一个较佳实例中，步骤(5)中，所述标准曲线溶液中乙酸乙酯的体积百分含量为3％、9％、15％、30％和60％。

在本发明的一个较佳实例中，所述步骤(6)中，所述乙酸乙酯体积百分含量的计算公式为：

Y＝3362X(％)-1777

其中Y为峰面积，X为乙酸乙酯体积百分含量。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明乙酸乙酯和石油醚混合溶剂的回收方法为旋转蒸发，回收效果好。

(2)本发明采用GC-MS法测定乙酸乙酯和石油醚混合溶液中的乙酸乙酯含量，该方法的线性范围为0～60％，线性关系好。

(3)本发明测定结果显示分析纯乙酸乙酯和石油醚混合溶液在旋蒸前后乙酸乙酯的含量没有明显变化。

(4)本发明实际废液样本的测定结果显示乙酸乙酯石油醚标准溶液的标准曲线能应用于废液旋蒸后乙酸乙酯的含量测定。

(5)本发明旋蒸回收的混合溶剂可重新应用，其得到的实验现象和结果同新配置的乙酸乙酯和石油醚混合溶剂的实验现象和结果一致。

附图说明

图1是本发明实施例1的乙酸乙酯和石油醚标准品的质谱总离子流色谱图；

图2-a和2-b分别是本发明实施例1的乙酸乙酯质谱总离子流色谱图以及质谱图；

图3是实施例1得到的乙酸乙酯标准溶液的标准曲线图；

图4是实施例1得到的石油醚标准品与乙酸乙酯石油醚混合溶剂实际回收样品的质谱总离子流色谱图；

图5是实施例1得到的分析纯乙酸乙酯石油醚混合溶剂与实际回收样品的薄层色谱实验现象对比图。

具体实施方式

以下对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本发明实施例中采用的气相色谱-质谱仪(GC-MS):Agilent 7890A-7000B气相色谱-三重四极杆质谱仪(美国Agilent公司)，配备CTC多功能自动进样器。

本发明实施例包括：

实施例1

1、旋转蒸发再处理回收混合溶剂：总体积为60.00mL的混合溶液在42℃，真空度为0.09MPa的条件下进行旋蒸。

2、利用气相色谱-质谱仪联用法进行检测，其气相色谱及质谱检测条件为：

气相色谱条件：

色谱柱：TG-624色谱柱(30m×0.32mm×1.8μm)；

程序升温：初始温度40℃，保持5min，以20℃/min升至220℃保持5min；

载气：氦气(纯度≥99.999％)，流速：1.5mL/min；

进样口温度：230℃

进样体积：1μL，分流比：60:1

质谱条件：

电子轰击离子源(EI)；

离子源温度：230℃；

色谱质谱传输杆温度：250℃；

质量扫描范围：29-650amu；

淬灭气：He，流速：2.25mL/min；

碰撞气：N

检测方式：多反应监测(MRM)。

3、定量对象及方法的选择：将乙酸乙酯和石油醚标准品分别根据上述检测条件进行定性检测，根据结果可知石油醚是一种组分复杂的混合物，所以选择乙酸乙酯为定量对象，乙酸乙酯和石油醚标准品的质谱总离子流色谱图如附图1所示。

4、MRM测定方式的设定：根据分析纯乙酸乙酯的质谱图，选择合适的离子作为定性和定量离子。乙酸乙酯(EA)标准溶液在上述检测条件下用全扫描方式测得质谱总离子流色谱图(TIC)如附图2-a所示，确定EA的保留时间(RT)为5.5min。质谱图如图2-b所示，选择m/z＝61作为定量检测离子，m/z＝43作为阳性验证离子。

5、绘制标准曲线：准确移取15.00mL的EA于25mL容量瓶，用石油醚定容到刻度线，充分摇匀后，得EA体积百分数为60％的标准溶液，分别从中取0.50、1.50、2.50、5.00mL于10mL容量瓶中，用石油醚定容，配成体积百分数分别为3％、9％、15％、30％的系列标准溶液。按照上述检测条件进行测定，以峰面积对体积百分含量作图，得到标准曲线线性回归方程Y＝3362X(％)-1777,相关系数R

6、分析纯乙酸乙酯和石油醚混合溶剂的配制与旋蒸：将分析纯乙酸乙酯和石油醚分别按不同体积比例(EA：PE＝1:1/1:3/1:5/1:7/1:9)混合，配成总体积为60.00mL的混合溶液。将不同体积比例乙酸乙酯和石油醚混合溶液在42℃，真空度为0.09MPa的条件下进行旋蒸，计算得收率在70.00～73.33％，结果见表1。

表1旋转蒸发混合溶剂收率结果

7、外标法定量分析样品：根据上述检测条件，取上述步骤得到的旋蒸前后混合溶剂进样，得到峰面积代入标准曲线方程计算得出乙酸乙酯体积百分含量，结果见表2，结果显示旋蒸前后乙酸乙酯的含量没有明显的变化。

表2旋蒸前后混合溶剂中乙酸乙酯含量检测结果

8、实际回收乙酸乙酯和石油醚混合溶剂样本的旋蒸：取5组不同的乙酸乙酯和石油醚混合溶剂实际废液样本各60mL，在42℃，真空度为0.09MPa的条件下进行旋蒸，收率在66.67％～73.33％之间，结果见表3。

表3旋转蒸发实际废液样本收率结果

9、外标法定量分析实际废液样品：将上述步骤中回收的实际混合溶剂样品根据上述气相色谱及质谱检测条件进样，按外标法定量分析样品中乙酸乙酯的含量，结果见表4。

表4旋转后实际废液样本中乙酸乙酯含量检测结果

10、GC-MS法定性实际样品组分：将旋蒸后的混合溶剂进GC-MS进行分析，定性乙酸乙酯/石油醚混合溶剂实际废液样本旋蒸后产品中的组分，附图4是石油醚标准品与乙酸乙酯石油醚混合溶剂实际回收样品的质谱总离子流色谱图，从图中发现实际样品组分发生变化，进一步分析质谱图定性组分，结果见表5。

表5质谱图定性组分结果

11、再处理混合溶剂的再利用：因为废液组分发生变化，将再处理的废液样本重新应用于薄层色谱实验，观察其得到的实验现象和结果同新配置的乙酸乙酯和石油醚混合溶剂的实验现象和结果是否一致，结果如附图5所示，结果显示回收的实际样品的实验现象和结果同新配置的乙酸乙酯和石油醚混合溶剂的实验现象和结果一致。

实施例2

1、旋转蒸发回收混合溶剂：如实施例1。

2、利用气相色谱-质谱仪联用法进行检测，如实施例1。

3、定量对象及方法的选择：如实施例1。

4、MRM测定方式的设定：如实施例1。

5、绘制标准曲线：如实施例1。

6、分析纯乙酸乙酯和石油醚混合溶剂的配制与旋蒸：如实施例1。

7、外标法定量分析样品：根据上述检测条件，取上述步骤得到的旋蒸前后混合溶剂进样，得到峰面积代入实施例1中标准曲线方程计算得出乙酸乙酯体积百分含量，结果见表6，结果显示旋蒸前后乙酸乙酯的含量没有明显的变化，EA:PE体积比为1:1的含量变化为10.47％为偶然误差，可能是因为旋蒸温度未调试好，一开始温度过低，导致石油醚被大量蒸出。

表6旋蒸前后混合溶剂中乙酸乙酯含量检测结果

8、实际回收乙酸乙酯和石油醚混合溶剂样本的旋蒸：如实施例1。

9、外标法定量分析实际废液样品：将上述步骤中回收的实际混合溶剂样品根据上述气相色谱及质谱检测条件进样，按外标法定量分析样品中乙酸乙酯的含量，结果见表7。

表7旋蒸后实际废液样本中乙酸乙酯含量检测结果

10、GC-MS法定性实际样品组分：如实施例1。

11、再处理混合溶剂的再利用：如实施例1。

实施例3

1、旋转蒸发回收乙酸乙酯和石油醚混合溶剂：如实施例1。

2、利用气相色谱-质谱仪联用法进行检测，如实施例1。

3、定量对象及方法的选择：如实施例1。

4、MRM测定方式的设定：如实施例1。

5、绘制标准曲线：如实施例1。

6、分析纯乙酸乙酯和石油醚混合溶剂的配制与旋蒸：如实施例1。

7、外标法定量分析样品：根据上述检测条件，取上述步骤得到的旋蒸前后混合溶剂进样，得到峰面积代入实施例1中的标准曲线方程计算得出乙酸乙酯体积百分含量，结果见表8，结果显示旋蒸前后乙酸乙酯的含量没有明显的变化。

表8旋蒸前后混合溶剂中乙酸乙酯含量检测结果

8、实际回收乙酸乙酯和石油醚混合溶剂样本的旋蒸：如实施例1。

9、外标法定量分析实际废液样品：将上述步骤中回收的实际混合溶剂样品根据上述气相色谱及质谱检测条件进样，按外标法定量分析样品中乙酸乙酯的含量，结果见表9。

表9旋蒸后实际废液样本中乙酸乙酯含量检测结果

10、GC-MS法定性实际样品组分：如实施例1。

11、再处理混合溶剂的再利用：如实施例1。

实施例4

以实施例1中的标准曲线为准，使用3个已知体积百分含量为20％的乙酸乙酯与石油醚混合溶液并分析，配制方法、色谱条件及计算方法同实施例1，样品纯度分析结果如下表所示，通过表中数据可知，应用上述标准曲线计算所得混合溶剂中乙酸乙酯含量为19.46％，与设定值20％相吻合，误差较小，绝对偏差为0.03％，证明该方法可以较准确地测定混合溶剂中乙酸乙酯的含量，从而确定混合溶剂中两种组分的比例。

表9乙酸乙酯含量检测结果