一種高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備方法與裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備方法與裝置，甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品由甲基丙烯酸和稀釋氣體氦氣在高壓反應(yīng)釜內(nèi)通過加熱到一定溫度和壓力制備而成，并通過制備的多個(gè)濃度甲基丙烯酸氣體標(biāo)樣，制作氣相色譜外標(biāo)法甲基丙烯酸標(biāo)準(zhǔn)曲線。所述高壓反應(yīng)釜需帶有反應(yīng)釜進(jìn)氣閥、反應(yīng)釜出氣閥、進(jìn)液口、壓力表和熱電偶管套。本發(fā)明的甲基丙烯酸標(biāo)準(zhǔn)氣體制備方法簡(jiǎn)單易操作，成本低，精確度高，適用范圍廣，能夠在高溫條件下對(duì)甲基丙烯酸進(jìn)行定量分析，用于氣相色譜等其他分析儀器外標(biāo)法檢測(cè)甲基丙烯酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線制作，也為高溫條件下其他物質(zhì)的定量檢測(cè)提供方法。
【專利說明】一種高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備方法與裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品制備方法與裝置，屬于儀器分析 標(biāo)準(zhǔn)樣品制備【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國氣體分析技術(shù)飛速發(fā)展，色譜分析、質(zhì)譜分析及色質(zhì)聯(lián)用在很多領(lǐng)域中 得到大量的應(yīng)用。在微量和極微量氣體定性定量分析方面的進(jìn)展也很快。氣體分析的定量 工作目前一般采用"外標(biāo)法"，也就是用標(biāo)樣氣體對(duì)被檢測(cè)氣體互相對(duì)比確定被測(cè)氣體量的 方法，通過繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量分析。標(biāo)準(zhǔn)曲線是由預(yù)測(cè)組分的標(biāo)準(zhǔn)樣品配成不同摩爾 分?jǐn)?shù)的標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)繪出來的曲線。其最大的意義在于對(duì)照，是一種一定狀態(tài)下的參照物。
[0003] 而對(duì)于甲基丙烯酸等常溫常壓下液態(tài)物質(zhì)，當(dāng)需要在高溫下檢測(cè)其氣態(tài)含量時(shí)， 不同摩爾分?jǐn)?shù)的氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品則很難制備，市面上也難以買到。因此，如何精準(zhǔn)的制備高溫 下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品，是對(duì)高溫下氣態(tài)甲基丙烯酸進(jìn)行定量分析的一大難題。
[0004] 標(biāo)準(zhǔn)氣體的配制方法主要有稱量法、分壓法、體積法、滲透法、飽和法、電解法、指 數(shù)稀釋法、流量比混合法等，從氣體動(dòng)力學(xué)的角度分為靜態(tài)配氣法和動(dòng)態(tài)配氣法。但這些方 法操作復(fù)雜，且難以實(shí)現(xiàn)制備甲基丙烯酸在高溫下氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的發(fā)明目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn) 樣品制備裝置和方法。
[0006] -種高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備裝置，包括氦氣氣瓶和高壓反應(yīng)釜， 所述氦氣氣瓶通過第一管道與高壓反應(yīng)釜的進(jìn)氣口相連，所述第一管道上依次設(shè)置第一減 壓閥和反應(yīng)釜進(jìn)氣閥，所述高壓反應(yīng)釜的氣體出口通過第二管道與氣相色譜裝置相連，所 述第二管道上依次設(shè)置反應(yīng)釜出氣閥和第二減壓閥。
[0007] 所述高壓反應(yīng)釜設(shè)置進(jìn)液口、壓力表和溫度測(cè)量計(jì)。甲基丙烯酸從進(jìn)液口進(jìn)入高 壓反應(yīng)釜。
[0008] 所述進(jìn)液口采用螺母進(jìn)行壓緊。
[0009] 所述高壓反應(yīng)釜位于第一加熱裝置中。
[0010] 所述第二管道的長度是〇. 5-0. 6m，第二管道外壁設(shè)有第二加熱裝置，第二加熱裝 置的作用是對(duì)甲基丙烯酸進(jìn)行保溫，防止甲基丙烯酸冷凝。
[0011] 所述溫度測(cè)量計(jì)是熱電偶，通過高壓反應(yīng)釜熱電偶管套進(jìn)入高壓反應(yīng)釜，測(cè)量高 壓反應(yīng)查內(nèi)的溫度。
[0012] 所述第一加熱裝置為電加熱套，電加熱套帶有溫度調(diào)節(jié)的功能。
[0013] 所述第二加熱裝置為電加熱帶，包覆第二管道的外壁，對(duì)甲基丙烯酸氣體進(jìn)行保 溫，防止甲基丙烯酸冷凝。
[0014] 一種利用上述裝置的高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品制備方法，由甲基丙烯酸和 稀釋氣體氦氣在高壓反應(yīng)釜內(nèi)加熱制備而成。
[0015] 具體制備方法步驟如下：
[0016] (1)打開高壓反應(yīng)釜的反應(yīng)釜進(jìn)氣閥、反應(yīng)釜出氣閥、氦氣氣瓶和第一減壓閥，充 入氦氣，將釜內(nèi)空氣置換出來。
[0017] (2)注入甲基丙烯酸液體。
[0018] (3)關(guān)閉高壓反應(yīng)釜出氣閥，繼續(xù)通入氦氣，高壓反應(yīng)釜達(dá)到所需壓力后，關(guān)閉氦 氣氣瓶和反應(yīng)釜進(jìn)氣閥。
[0019] (4)打開第一加熱裝置，設(shè)定溫度并迅速加熱升溫。
[0020] 完成后即得甲基丙烯酸的氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品，打開反應(yīng)釜出氣閥，即可通入色譜裝置 中制作甲基丙烯酸標(biāo)準(zhǔn)曲線。
[0021] 所述步驟（2)中，具體方法是：打開用螺母密封的高壓反應(yīng)釜液體進(jìn)液口，用注射 器注入甲基丙烯酸液體，擰緊螺母關(guān)閉液體進(jìn)液口。
[0022] 所述步驟（3)中，高壓反應(yīng)荃所需壓力為0. 3-0. 5MPa,停止通入氦氣。所述高壓反 應(yīng)釜壓力不能過高，以防止甲基丙烯酸分解。
[0023] 所述步驟（4)中，設(shè)定第一加熱裝置的溫度略高于甲基丙烯酸的沸點(diǎn)溫度，但不 能過高以防甲基丙烯酸分解，設(shè)定的溫度值為160-170°C。
[0024] 上述步驟⑴和（2)中先用氦氣將釜內(nèi)空氣置換出，再向高壓反應(yīng)釜加入甲基丙 烯酸液體，目的是：以防氦氣置換釜內(nèi)空氣過程中將少量的甲基丙烯酸吹出造成誤差。
[0025] 所述制備甲基丙烯酸的氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品之前必須將高壓反應(yīng)釜清洗干凈，并保持各 個(gè)管道接口密封性良好。
[0026] 甲基丙烯酸的氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品摩爾分?jǐn)?shù)的計(jì)算：制備完成后的甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn) 樣品，可以得到以下參數(shù)：體積為V，溫度為T，壓力為P。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV = n RT 可計(jì)算得甲基丙烯酸標(biāo)準(zhǔn)氣體總的物質(zhì)量Ν，其中所含的甲基丙烯酸質(zhì)量為m，甲基丙烯酸 摩爾質(zhì)量可通過分子式計(jì)算得到86g/mol，則其中甲基丙烯酸物質(zhì)量η可通過m/M得到。則 得甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品的摩爾分?jǐn)?shù)C :C = n/N*100% = mRT/MPV*100%，R為理想氣體 常數(shù)。
[0027] 具體應(yīng)用時(shí)，應(yīng)該制備多個(gè)不同摩爾分?jǐn)?shù)的甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品，并且同一 個(gè)摩爾分?jǐn)?shù)的甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品應(yīng)該做多次平行實(shí)驗(yàn)。
[0028] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備裝置結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，成本低，操作簡(jiǎn)單。
[0029] 本發(fā)明的甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品制備方法，簡(jiǎn)單易操作，成本降低，精確度高， 適用范圍廣，可以用于氣相色譜等其他分析儀器外標(biāo)法檢測(cè)甲基丙烯的標(biāo)準(zhǔn)曲線制作。實(shí) 現(xiàn)了對(duì)高溫氣體中甲基丙烯酸進(jìn)行定量分析，也為高溫下其他物質(zhì)的定量檢測(cè)提供方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備裝置的示意圖。
[0031] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1甲基丙烯酸標(biāo)準(zhǔn)曲線。
[0032] 其中，1、氦氣氣瓶，2、第一減壓閥，3、反應(yīng)釜進(jìn)氣閥，4、進(jìn)液口，5、反應(yīng)釜出氣閥， 6、熱電偶管套，7、高壓反應(yīng)釜，8、壓力表，9、電加熱套，10第二減壓閥，11、六通閥，12、電加 熱帶。

【具體實(shí)施方式】
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0035] -種高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備裝置，包括氦氣氣瓶1和高壓反應(yīng)釜 7,所述氦氣氣瓶1通過第一管道與高壓反應(yīng)釜1的進(jìn)氣口相連，所述第一管道上依次設(shè)置 第一減壓閥2和反應(yīng)釜進(jìn)氣閥3,所述高壓反應(yīng)釜1的氣體出口通過第二管道與氣相色譜裝 置的六通閥11相連，第二管道上依次設(shè)置反應(yīng)釜出氣閥5和第二減壓閥10。高壓反應(yīng)釜7 設(shè)置進(jìn)液口 4、壓力表8和熱電偶管套6,熱電偶管套6中，對(duì)高壓反應(yīng)釜7內(nèi)進(jìn)行測(cè)溫。高 壓反應(yīng)釜7設(shè)于電加熱套9內(nèi)。
[0036] 第二管道的長度是0. 5-0. 6m加熱帶12包覆第二管道外壁，電加熱帶的作用是對(duì) 甲基丙烯酸進(jìn)行保溫，放置甲基丙烯酸冷凝。
[0037] 氣相色譜外標(biāo)法制備甲基丙烯酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的步驟如下：
[0038] (1)依次打開高壓反應(yīng)釜7的反應(yīng)釜進(jìn)氣閥3和反應(yīng)釜出氣閥5,氦氣氣瓶1的閥 門開關(guān)和第一減壓閥2,向50mL高壓反應(yīng)荃內(nèi)以5-10mL/min的流速充入15min的氦氣；
[0039] (2)打開高壓反應(yīng)釜7的進(jìn)液口 4的螺母，用注射器快速注入稱取好的甲基丙烯酸 0.021g，摩爾質(zhì)量為2X10_4mol，擰緊螺母封閉進(jìn)液口 4,關(guān)閉反應(yīng)釜出氣閥5 ;
[0040] (3)繼續(xù)通入氦氣，使高壓反應(yīng)釜7壓力表8達(dá)到0· 3MPa后，關(guān)閉反應(yīng)釜進(jìn)氣閥3 和氦氣氣瓶1的閥門開關(guān)；
[0041] (4)打開電加熱套9和電加熱帶12,設(shè)定溫度為170°C ;
[0042] (5)當(dāng)加熱套溫度達(dá)到170°C，通過計(jì)算得到甲基丙烯酸的摩爾分?jǐn)?shù)為0. 006%， 打開反應(yīng)釜出氣閥5,將氣相色譜裝置的六通閥11打到進(jìn)樣，操作色譜工作站對(duì)甲基丙烯 酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行分析；
[0043] (6)關(guān)閉電加熱套12,待高壓反應(yīng)釜冷卻到室溫，打開反應(yīng)釜進(jìn)行清洗，烘干，然 后重復(fù)上述步驟（1)-(5)，做3個(gè)甲基丙烯酸摩爾分?jǐn)?shù)為0. 006%時(shí)的平行實(shí)驗(yàn)，得到甲基 丙烯酸在該摩爾分?jǐn)?shù)下的峰面積46645. 5。
[0044] (7)將甲基丙烯酸的進(jìn)樣量變?yōu)?.052g，摩爾質(zhì)量為6X10_4mol，其他條件均不 變，重復(fù)步驟（1)一 (6)，此時(shí)所制備的甲基丙烯酸標(biāo)樣摩爾分?jǐn)?shù)為0. 015%，利用氣相色譜 進(jìn)行檢測(cè)，得到甲基丙烯酸在該摩爾分?jǐn)?shù)下的峰面積100684. 195 ;
[0045] (8)在色譜工作站中將上述兩個(gè)不同摩爾分?jǐn)?shù)的標(biāo)樣進(jìn)行操作，峰面積為橫坐標(biāo)， 摩爾分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，連同點(diǎn)（0, 0)制作出甲基丙烯酸標(biāo)準(zhǔn)曲線y = ax, a = I. 45E-007，R = 0. 9974。所述多個(gè)氣體標(biāo)樣摩爾分?jǐn)?shù)與峰面積的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1，甲基丙烯酸標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖 1〇
[0046] 表1氣體標(biāo)樣摩爾分?jǐn)?shù)與峰面積的對(duì)應(yīng)關(guān)系
[0047]

【權(quán)利要求】
1. 一種高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備裝置，其特征是：包括氦氣氣瓶和高壓 反應(yīng)釜，所述氦氣氣瓶通過第一管道與高壓反應(yīng)釜的進(jìn)氣口相連，所述第一管道上依次設(shè) 置第一減壓閥和反應(yīng)釜進(jìn)氣閥，所述高壓反應(yīng)釜的氣體出口與第二管道的一端相連，所述 第二管道上依次設(shè)置反應(yīng)釜出氣閥和第二減壓閥； 所述高壓反應(yīng)釜設(shè)置進(jìn)液口、壓力表和溫度測(cè)量計(jì)；所述高壓反應(yīng)釜位于第一加熱裝 置中。
2. 如權(quán)利要求1所述的高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備裝置，其特征是：所述 第二管道另一端與氣相色譜裝置相連。
3. 如權(quán)利要求1所述的高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備裝置，其特征是：所述 溫度測(cè)量計(jì)是熱電偶，通過高壓反應(yīng)釜熱電偶管套進(jìn)入高壓反應(yīng)釜。
4. 如權(quán)利要求1所述的高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備裝置，其特征是：所述 第一加熱裝置為電加熱套。
5. 如權(quán)利要求1所述的高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備裝置，其特征是：所述 第二管道外壁設(shè)置第二加熱裝置。
6. 如權(quán)利要求5所述的高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備裝置，其特征是：所述 第二加熱裝置為電加熱帶，電加熱帶包覆第二管道外壁。
7. -種高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品制備方法，其特征是：由甲基丙烯酸和稀釋氣 體氦氣在權(quán)利要求1所述的高壓反應(yīng)釜內(nèi)加熱制備而成。
8. 如權(quán)利要求7所述的高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品制備方法，其特征是：具體步 驟為： (1) 打開高壓反應(yīng)釜的反應(yīng)釜進(jìn)氣閥、反應(yīng)釜出氣閥、氦氣氣瓶和第一減壓閥，充入氦 氣，將釜內(nèi)空氣置換出來； (2) 注入甲基丙烯酸液體； (3) 關(guān)閉高壓反應(yīng)釜出氣閥，繼續(xù)通入氦氣，待高壓反應(yīng)釜達(dá)到所需壓力后，關(guān)閉氦氣 氣瓶和反應(yīng)釜進(jìn)氣閥； (4) 打開第一加熱裝置，設(shè)定溫度并迅速加熱升溫；完成后即得甲基丙烯酸的氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn) 樣品。
9. 如權(quán)利要求8所述的高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品制備方法，其特征是：所述步 驟（3 )中，所述高壓反應(yīng)釜壓力達(dá)到0. 3-0. 5MPa后，停止通入氦氣氣瓶和反應(yīng)釜進(jìn)氣閥。
10. 如權(quán)利要求8所述的高溫下甲基丙烯酸氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣品制備方法，其特征是：所述 步驟（4)中，第一加熱裝置的設(shè)定溫度為160-170°C。
【文檔編號(hào)】G01N30/06GK104390831SQ201410781766
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】王睿, 楊娜 申請(qǐng)人:山東大學(xué)