使用GC-BID对甲酸进行高灵敏度分析-在人工光合作用领域中对甲酸进行高灵敏度分析

人工光合作用是指利用光催化剂和太阳能生产出高能材料的技术,其作为新一代可再生能源而备受瞩目.在研究课题之一的光化学二氧化碳催化还原反应中,有时甲酸是主产物体.分析甲酸时,通常使用液相色谱仪、离子色谱仪和毛细管电泳等仪器.为了分析在有机溶剂中的甲酸,需要用水或流动相对有机溶剂稀释10倍以上,因此难于进行低浓度分析.而气相色谱(GC)可以在不稀释有机溶液的情况下直接测定,使用BID-2010plus,能够高灵敏度的检测甲酸,实现ppm级的分析.

本文将为您介绍使用GC-BID，对以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂的样品中甲酸进行分析的示例。关于分析低浓度甲酸时的注意事项请参考应用报告G279。

人工光合作用样品的测定

本次分析中使用N,N甲基乙酰溶剂溶解了0.1M

Tetraethylammonium tetrafluoroborate( NEt₄BF₄)¹﹚,作为还原剂.表1为分析调解.在样品中添加了10ppm(v/v)的甲酸,重复测定10次,可以发现甲酸的峰面值逐渐减少(图1)

在样品由国立大学法人东京工业大学 研究所理工学研究科 石谷治教授提供.

因为作为电解质共存的NEt₄BF₄残留在GC进样口处,可以由此推测进样口处吸附甲酸,所以在GC测定前,使用阳离子交换柱(Alltech公司生产的Maxi-Clean 0.5mL IC -H50pk,P/N30264)对NEt₄进行了预处理.图2为NEt₄BF₄的去除步骤.去除后对样品重复分析10次,获得了良好的重复性(图3).这是因为通过阳离子交换住将样品溶液中的阳离子(NEt₄+)交换为H+,消除了盐的影响.

为确认回收率,对分别添加了1、10和50ppm(v/v)甲酸的样品进行图2所示的预处理并进行GC测定,表2为实验室结果.由表可知,回收率几乎达到100%.另外,为确认重复性,对添加了10ppm(v/v)甲酸的样品分别进行了5次预处理后再测定.图4为得到的色谱图,表3为甲酸的峰面积重复性.

图2所示的预处理对于本次分析的样品是有效的.如果因盐浓度高,预处理的效果不理想,则需要反复使用阳离子交换柱进行处理.盐、溶剂的种类和浓度不同时,需要分别分析每个样品.另外,如果使用阳离子交换柱处理含硫酸盐或盐酸盐的样品,可能生产强酸从而腐蚀色谱柱,所以敬请注意.