一种六氟环氧丙烷和六氟丙烯混合气体的定量检测方法

技术领域

本申请涉及化工技术领域，特别是涉及一种六氟环氧丙烷和六氟丙烯混合气体的定量检测方法。

背景技术

六氟环氧丙烷和六氟丙酮是六氟化合物中最重要的两种含氟化合物，其含有的三氟甲基结构具有高度的化学活性，可作为许多含氟有机化合物的中间体，在航空航天、电子、核动力工程、医药等领域得到广泛应用，是有机氟材料生产中最重要的含氟中间体之一。

现有的六氟环氧丙烷合成工艺中，主要以六氟丙烯为原料，但由于这两种物质的沸点均很接近(六氟环氧丙烷-27℃，六氟丙烯-29.4℃)，难以分离。目前，在气相色谱中采用不锈钢色谱柱、四氟乙烯色谱柱的分析方法都无法达到较准确的定量检测结果。因此，如何开发一种能够定量检测六氟环氧丙烷与六氟丙烯混合气体的气相检测方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种六氟环氧丙烷和六氟丙烯混合气体的定量检测方法；本申请提供的方法，反应条件温和、操作简便，解决了六氟环氧丙烷与六氟丙烯混合气体在气相上难分离的问题，能够实现六氟环氧丙烷和六氟丙烯的快速分离与定量检测。

本发明提供的技术方案如下：

一种六氟环氧丙烷和六氟丙烯混合气体的定量检测方法，包括以下步骤：

1)使用标准品，分别建立五氟丙酸甲酯、六氟丙烯的标准曲线；

2)将混合气体中的六氟环氧丙烷异构化，得到五氟丙酸甲酯；

3)分别检测五氟丙酸甲酯和六氟丙烯，代入标准曲线中得到含量；然后将五氟丙酸甲酯的含量换算成六氟环氧丙烷的含量。

优选地，步骤2)中，将混合气体通入氟化钾甲醇溶液中，在加热条件下，使六氟环氧丙烷异构化得到五氟丙酸甲酯，然后分别收集反应得到的五氟丙酸甲酯溶液和未反应的六氟丙烯气体。

优选地，氟化钾甲醇溶液浓度为50-80g/L，六氟环氧丙烷与氟化钾的质量比为10:1-20:1，反应温度为40-60℃；通入混合气体的速率为1-2mL/min。

优选地，步骤3)中，五氟丙酸甲酯换算成六氟环氧丙烷按下式计算：

式中：

C为五氟丙酸甲酯的浓度，mg/L；

V为氟化钾甲醇溶液体积，L；

M为五氟丙酸甲酯的相对分子质量；

n为六氟环氧丙烷的物质的量，mol。

优选地，采用气相色谱建立标准曲线和检测五氟丙酸甲酯和六氟丙烯，

五氟丙酸甲酯检测条件如下：

六氟丙烯检测条件如下：

优选地，步骤1)中，建立五氟丙酸甲酯标准曲线的步骤具体为：配制一系列浓度的五氟丙酸甲酯的标准样品，进行气相检测，采用外标法得到峰面积与五氟丙酸甲酯浓度的标准曲线；

建立六氟丙烯标准曲线的步骤具体为：采用氮气稀释，配制一系列体积分数的六氟丙烯标准样品，进行气相检测，采用外标法得到峰面积与六氟丙烯体积分数的标准曲线。

优选地，配制的系列浓度的五氟丙酸甲酯的标准样品，五氟丙酸甲酯的浓度范围在5000-25000mg/L之间；

混合气体中，六氟丙烯占混合气体的体积百分数在5-60％之间。

优选地，所用氮气纯度大于99.99％。

优选地，所用六氟环氧丙烷、六氟丙烯、五氟丙酸甲酯的标准品纯度大于99％。

本申请提供一种六氟环氧丙烷和六氟丙烯混合气体的定量检测方法，通过将六氟环氧丙烷将异构化成五氟丙酸甲酯，而六氟丙烯不参与反应保持原形态，而使五氟丙酸甲酯与六氟丙烯分离、分别对二者进行含量测量，再将五氟丙酸甲酯的含量换算成六氟环氧丙烷的含量，即得到六氟环氧丙烷和六氟丙烯混合气体中六氟环氧丙烷、六氟丙烯分别的含量，解决六氟环氧丙烷与六氟丙烯混合气体在气相上难分离、难定量的问题。本申请提供的方法，反应条件温和、操作简便，能够实现六氟环氧丙烷和六氟丙烯的快速分离与定量检测。

优选地，将六氟环氧丙烷将异构化成五氟丙酸甲酯是通过将混合气体通入氟化钾甲醇溶液中，并在加热条件下使六氟环氧丙烷、氟化钾、甲醇反应得到的，反应过程如下：

优选通入混合气体时，氟化钾甲醇溶液浓度为50-80g/L，六氟环氧丙烷与氟化钾的质量比为10:1-20:1，反应温度为40-60℃；通入混合气体的速率为1-2mL/min，从而使六氟环氧丙烷充分反应。

优选标准曲线的建立和实际检测都是使用气相色谱，气象色谱条件如下：

五氟丙酸甲酯检测条件如下：

六氟丙烯检测条件如下：

气相色谱可以选择岛津GC2014C气相色谱仪，也可使用本领域常用的其他气相色谱仪。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中五氟丙酸甲酯标准样品的气相色谱图；

图2为本发明实施例中六氟丙烯标准样品的气相色谱图；

图3为本发明实施例中五氟丙酸甲酯的峰面积与浓度之间的标准关系曲线示意图；

图4为本发明实施例中六氟丙烯峰面积与体积分数之间的标准关系示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中所用的气相色谱仪为岛津GC2014C气相色谱仪。

所用六氟环氧丙烷、六氟丙烯、五氟丙酸甲酯的标准品纯度大于99％。

所用氮气纯度大于99.99％。

实施例1

一种六氟环氧丙烷和六氟丙烯混合气体的定量检测方法，包括以下步骤：

1)使用标准品，配制一系列浓度的五氟丙酸甲酯的标准样品，进行气相检测，采用外标法得到峰面积与五氟丙酸甲酯浓度的标准曲线；采用氮气稀释，配制一系列体积分数的六氟丙烯标准样品，进行气相检测，采用外标法得到峰面积与六氟丙烯体积分数的标准曲线；其中，配制的系列浓度的五氟丙酸甲酯的标准样品，五氟丙酸甲酯的浓度范围在5000-25000mg/L之间；

2)将混合气体通入氟化钾甲醇溶液中，氟化钾甲醇溶液浓度为60g/L，六氟环氧丙烷与氟化钾的质量比为10:1，反应温度为40℃；通入混合气体的速率为1mL/min；

3)分别检测五氟丙酸甲酯和六氟丙烯，五氟丙酸甲酯溶液进样体积0.2μL，六氟丙烯进样量为1.0mL，代入标准曲线中得到含量；然后将五氟丙酸甲酯的含量换算成六氟环氧丙烷的含量。

其中，气相色谱条件如下：

五氟丙酸甲酯检测条件如下：

六氟丙烯检测条件如下：

五氟丙酸甲酯换算成六氟环氧丙烷按下式计算：

式中：

C为五氟丙酸甲酯的浓度，mg/L；本实施例中C为9.62×10

检测结果如表1所示：

表1

实施例2

对另一含量不同的混合气体进行检测，所用试剂参数和检测操作与实施例1相同。结果如表2所示：

表2

实施例3

对已知含量的混合气体进行检测验证，配制体积分数为30％、摩尔质量为0.0013mol的六氟环氧丙烷和体积分数为30％、摩尔质量为0.0013mol的六氟丙烯混合气体，除反应所加入的氟化钾甲醇溶液体积为0.03L外，其它检测操作与实施例1相同。实施例3中所用六氟环氧丙烷的标准品纯度大于99％。

结果如表3所示：

表3

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对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。