四、结果与分析

四、结果与分析

图7-4依次为分别以H3O+,NO+以及O2+作为初始离子时,测试M85甲醇汽油的蒸气所得到的质谱图。图中的实心谱峰为检测到的各种成分,空心谱峰为初始离子成分。为了保证结果的精确性,实验过程中,每种离子均监测3次,由于各个比例的甲醇汽油得到的质图谱均类似,下面主要对图7-4进行说明。

图7-4a在以H3O+作为初始离子的甲醇汽油质谱图中,谱峰分别是m/z为18、36、54;31、51、69;47、65、83;45、63、81;59、77。它们分别为氨(NH3),甲醛(HCHO),甲醇(CH3OH),乙醇(C2H5OH),乙醛(CH3CHO),丙酮(CH3COCH3),丙醛(CH3CH2CHO)或两者混合物。其中,质谱峰为33处峰值的强度较大,此处即为甲醇分子。除此之外,该质谱图上还包含饱和和不饱和的链烃碳氢化合物和芳香烃类化合物的谱峰特性。例如,烯烃(CnH2n),炔烃和二烯烃(CnH2n-2)以及芳香烃(CnH2n-6)谱峰分别是m/z为:43、57、71、85、99、和55、69、83、97以及79、93等。应该注意,在图7-4b中以NO+作为初始离子时,这些谱峰位置却分别代表的是烷烃、烯烃或环烷烃和芳香烃。这是由于H3O+把H+转移给其他物质,而NO+却要从其他物质中夺取一个H-或电子。从实验质谱图中可以看出,甲醇汽油蒸气中除甲醇外,链烃仍占主导地位,芳香烃浓度也较高(主要组分是甲苯),羟基化合物和氮氧化合物的含量不高。

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图7-4 质谱图

表7-9 各比例甲醇汽油蒸汽中甲醇的质量分数

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SIFT/MS技术的精度已经通过渗入管法和针管注射法得到了证实,证明其定量测量的误差在±15%范围内,重复能力高于±10%。表7-9为对各个比例甲醇汽油进行实时监测后得到的甲醇含量的平均值。依照表7-9可知,在载气和样气的流速与压力一定的条件下,实验的测量结果相对误差在-12%~3%之间,均在上述误差范围之内,证明该方法的测试结果相对准确。需要注意的是,仪器启动后进样管加热后样品的进样流量会减少。如果仪器的使用时间较长流量也会有所减少。测量应在进气管达到工作温度之后进行。如果操作温度改变,流速应该重新校准。

可移动选择离子流动管质谱仪(SIFT-MS)具有分析快速、灵敏度高,可以对痕量气体实时在线分析等特点。使用该方法测试甲醇汽油中的甲醇含量时,不仅可以得到甲醇含量值,还能同时测试蒸气中的其他组分,并可以对测试结果进行实时监测。但是由于该方法只能对甲醇汽油的蒸气进行测试,而且其测试结果与流管直径、反应长度、氦载气流量、样品气的流量、载体气体的温度和流量管压力等多种参数有关。测试过程中应该格外注意实验环境以及仪器参数的变化,并及时调整。