采用多维 GC/MS 分析测定船用燃料油中的化学物质

George Gonzalez，安捷伦能源与化工行业全球市场营销经理

船用燃料油是一种相对复杂的重质原油馏分，常用于海洋船舶行驶（图 1）。有时燃料会混有其他化学物质，并且容易受到污染，从而导致发动机污垢，在一些情况下甚至导致严重的发动机损坏。由于可能的污染源有很多，所以通常很难正确鉴定污染物的化学种类及其来源。

图 1. 由船用燃料油驱动的集装箱运货船

根据工业反馈和经验，人们鉴定出了一些可能的化学物质以便高效地筛查船用和锅炉燃料油。锅炉燃料油是船用燃料油的主要成分。多种测试方法和技术可用于筛查船用燃料油，由于测试结果缺乏重复性，因此很难鉴定出污染物的特定来源。为了应对工业界对该标准方法的需求，美国标准和材料协会 (ASTM) 发布了工作项目 #36704，用于标准测试方法的开发。本文中，我们概述了在德克萨斯州帕萨迪纳的必维国际检验集团检查实验室中利用安捷伦气相色谱 (GC) 和质谱 (MS) 进行分析方法开发的过程。

参与实验室对前处理方法、数据和气质联用分析进行了标准化

分析方法开发需要指定一系列有关化合物、简易样品前处理、可靠定量数据和准确定性鉴定的标准和具体的列表。为了保持标准方法的一致性，确保包含这些实验室进行测试时所用的化合物十分重要。所有实验室使用的分析仪器均为配备了质谱的气相色谱。

首先对筛查船用燃料油中污染物的所有已知实验室进行了调查。随后，将所有被调查实验室测得的化合物总结成一张通用表 (ASTM D7845-16)，如表 1 所示。使用化合物表开发所提议的标准筛查方法，用于测定船用燃料油中的化学物质。由于该测试方法基于质谱方法建立，因此还可用于检测其他化合物。

表 1. 调查结果所得的 ASTM D7845-16 污染物化合物概览

安捷伦气质联用解决方案和色谱柱提供超高分辨率和良好的检测限

使用调查得到的高纯度试剂化学品，通过制备单个化合物的混标进行方法开发分析。然后使用锅炉燃料油制备混标确定 Agilent 7890B 气相色谱条件，包括：进样口、用于预分离的安捷伦 J&W DB-1 气相色谱柱 (1 M x 0.15 µm x 1.2 µm DB-1) 、基于安捷伦吹扫接头的预分离技术（配置为通过进样口排空实现反吹）以及色谱柱的分离度需求。分析柱采用安捷伦 J&W HP-1 气相色谱柱 (100 M x 0.25 µm x 0.5 µm HP1)，因为其可提供超高分离度，并且允许用户在相同的分析仪上开发其他方法。

开发阶段中使用的质谱仪可提供良好的检测限，但是新型 Agilent 5977B 系列 GC/MSD 系统可实现更低的检测限，且运行效率有一定的改善。反复优化气相色谱的柱温箱条件，以获得最佳的化合物分离度并消除燃油质谱干扰。通过收集质谱数据，为每个化合物选择特定的分子离子和足够的检测限响应进行质谱操作条件设定。

图 2. 使用配置 A 所得的 TIC 色谱图

本文进行了耐用性和临时重复性研究，并且发现其可入选标准测试方法。安捷伦分析方法已在测试方法 ASTM D7845-16（图 2）中完成了标准化，现在可用于筛查船用燃料油中的化学污染，并获得可靠的数据。ASTM 标准方法流程包括定期审查和修正，以反映现有技术和产品规格的变化。现在，安捷伦将测试方法 ASTM D7845-16 扩展至可包括 ISO TC 28 SC4 WG 6 中船用燃料规格指定的化合物。

安捷伦提供多种 GC、MS 和 GC/MS 解决方案

安捷伦拥有多种气相色谱仪和质谱仪、气质联用设备、色谱柱和软件解决方案，是时间宝贵的实验室管理人员的理想之选。这些解决方案可帮助您的实验室改善准确度、提高效率、降低成本并缩短分析时间。立即了解更多有关我们的 GC、MS 和 GC/MS 的解决方案。联系安捷伦客户服务中心，我们很乐意回答有关我们的稳定的高质量产品、系统、备件和软件的所有问题。

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文章目录 — 2016 年 9 月