生物丁醇试样中无机阴离子的离子色谱检测法

摘要：采用国产离子色谱电导检测的方法测定生物丁醇中Cl^- 等无机阴离子的浓度。其最低检出限范围：0.5-2.0mg/L（S/N=3）； 回收率范围：96.8% - 102.2% ；重现性范围：0.59% - 0.84%。本方法快速（14分钟内完成），无丁醇基体干扰，灵敏度高，重现性结果与进口仪器相当。

关键词：生物丁醇，离子色谱，电导检测，基体

1前言

进入21世纪，世界经济高速发展，自然资源以疯狂的速度被消耗着。一些重要资源如石油甚至面临枯竭的危险，世界各国意识到问题的严重性，纷纷研究可以替代的产品。目前汽油的燃料替代品以对生物丁醇的研究和生产最为热门。生物丁醇之所以被视为一个替代乙醇的更好燃料添加剂，是因为它比乙醇具有更低的蒸汽压，更高的能量密度, 也可以和汽油能以非常高的比例混合。尤其是丁醇的辛烷值和汽油更接近^[1]。与化石燃料相比，生物丁醇具有更强的可再生能源的特征。

早期的生物丁醇是从玉米和大麦等多种谷类作物发酵制取。现在使用秸秆和木质种类的纤维发酵来生产丁醇是该业界主要发展方向^[2]。随着生物丁醇发酵和相关分离技术的日益完善，其产品的价格也将日益降低。

不同发酵原料，要求生物丁醇生产工艺有所不同。为了保证产品的质量，必需对其中的杂质进行例行检测。其中过量的无机溶解盐所含的无机阴离子，可能会对机动交通工具的引擎产生腐蚀作用，其排放的尾气，也将会影响到大气的质量^[3-5]。

目前现行测定醇类物质中无机阴离子的标准方法一般采用离子选择电极法、比色法、沉淀滴定等方法，此类方法操作复杂、存在基体干扰大、准确度低等缺点^[6]。已有的文献表明，离子色谱法测定醇类物质中的Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-等无机阴离子具有操作简便、无基体干扰、准确度高、重现性好等优点^[7-10]，但一般采用价格昂贵的进口仪器。对于应用国产离子色谱仪，测定国产生物丁醇中无机阴离子的浓度，笔者未见已面世的文献报道。可以认为，对硫酸根和氯离子等无机阴离子的测定，是生物丁醇质检的重要指标。

本文建立了使用国产离子色谱仪测定生物丁醇中Cl^-等无机阴离子的方法，其最低检出限范围：0.5-2.0mg/L（S/N=3），回收率范围：96.8% - 102.2% ，重现性范围：0.59% - 0.84%。与进口仪器方法相比，无丁醇基体干扰，重现性结果相当，为生物丁醇中无机阴离子的测定提供了一种可靠的方法。

2、实验部分

2.1仪器与试剂

仪器：PIC-10A型离子色谱仪，青岛普仁仪器有限公司；

可调万用电炉，龙口市电炉制造厂；

试剂：Na₂CO₃（基准试剂）, NaHCO₃（分析纯），上海埃彼试剂有限公司；

Cl^-, NO₃^-, H₂PO₄^-, SO₄^2- 标准溶液（1000mg/L），国家标准物质研究中心;

30%H₂O₂，烟台三和化学试剂有限公司;

超纯水（电阻率大于18.2MΩNaN），Millipore；

样品：某生物丁醇制研单位的中试产品。

2.2色谱条件

色谱柱：PR-SA-10A阴离子交换分离柱（250mm×4.6mm），淋洗液：1.8mM Na₂CO₃+1.7 mM NaHCO₃，流速：1.0mL/min，进样体积：200mL

2.3样品预处理

在50mL烧杯中加入10mL样品，2mL H₂O₂混匀，静置约5min。把烧杯放到电炉的低温档上加热（通风橱中操作），使液态样品慢慢蒸发。当样品接近蒸干时（体积大约1mL），停止加热，让样品自然冷却5min。加入80mL去离子水，温热溶解潮盐，再冷却至室温。将样品转移定容到100mL容量瓶中。样品经过0.22mm滤膜后进样分析。