第32卷第2期2011年3月
闽江学院学报
JOURNALOFMINJIANGUNIVERSITY
Vol．32No．2Mar．2011
高效液相色谱法测定生物柴油中游离甘油含量
何文绚，刘昌明，张昌财
（闽江学院化学系与化学工程系，福建福州350108）
摘要：生物柴油中游离甘油含量，是评价生物柴油质量好坏的重要指标之一．本研究提出的用自制的大容量C18SPE小柱直接吸附、保留生物柴油中主成分，消除了大量长链脂肪酸单烷基酯对微量游离甘油测试的干扰，甲醇淋洗出生物柴油中的游离甘油，再用定量的流动相溶解甘油，高压液相色谱直接测定溶解的甘油，该法不仅能满足GB/T20828－2007中对生物柴油中游离甘油测试的要求，而且方便、快捷，可用于各种生物柴油中游离甘油的测试．方法相对标准偏差为0．6%－8．8%（n=6），回收率为95．7－105．7%，检测下限为0．042mg/mL（S/N=3）．关键词：生物柴油；游离甘油；液相色谱；SPE中图分类号：O657．7+2文献标识码：A文章编号：1009－7821（2011）02－0097－04
Determinethecontentoffreeglycerineinbio-dieselbasedonAPItrigger
HEWen-xuan，LIUChang-ming，ZHANGChang-cai
（DepartmentofChemistryandChemicalEngineering，MinjiangUniversity，Fuzhou，Fujian350108，China）
Abstract：Thecontentoffreeglycerininbio-dieselisoneofimportanttargetstoevaluatebio-diesel．Inchainfattyacidthestudy，byusinghighcapacityC18SPEcolumntoremainthemajorcomponent（long-alkylester）inbio-dieselinordertoeliminateitsinterferingtodeterminationofglycerin．Freeglycerinwaselatedbymethanol，thenmethanolwasevaporated，andafterthatacertainamountofmethanolmobilephasewasusedtodissolvetheglycerin．ThedissolvedglycerinwasanalyzedbyHPLC．Themethodnotbutalsobecon-onlycouldmeetthedemandoftestingfreeglycerininbio-dieselbyGB/T20828－2007，venientandfast．Itcouldbeusedtoanalyzefreeglycerininvariousbio-diesel．Theaveragerecoveriesoftwosamplesrangedfrom95．7%to105．7%whiletherelativestandarddeviationwas0．6%－8．8%（n=6）．TheLODwas0．042mg/mL（S/N=3）．Keywords：bio-diesel；freeglycerin；HPLC；SPE生物柴油是生物质能的一种，是利用某种技术手段处理生物质，得到主成分为长链脂肪酸的单烷基酯．生物柴油中游离甘油含量是评价生物柴油质量好坏的重要指标之一，已制定的生物柴油标准都包含了游离甘油含量这项指标．目前生物柴油中游离甘油含量的测定方法有气相色谱法和化学法，未见有液相色谱法测定的报道．AS6751标准中游离甘油的测定是采用气相色谱法，选用的色谱柱要能耐400℃以上的高进样方式为冷柱头进样．目前国内的大多数气相色谱仪没有上述配置，又由于生物柴油的成分极为复温，杂，所含的各种脂肪酸甲酯极易对游离甘油的定性、定量测定带来干扰．我国的GB/T20828－2007标准中游离甘油含量测定，是引用AS6751中规定的冷柱头气相色谱法，由于前述的原因，实际上国内研发部门麻烦，要先用石油醚稀释生物柴大多采用的是传统化学法测试游离甘油．化学法测试游离甘油非常耗时、油，然后用水萃取其中游离甘油，再用高碘酸盐氧化甘油，最后用氢氧化钠滴定甘油氧化还原过程中产生的消除基体酸．本研究提出的用自制的大容量C18柱吸附并保留生物柴油中主要成分（长链脂肪酸单烷基酯），收稿日期：2011－03－01
基金项目：福建省大学生创新性实验项目（MJCX0702）作者简介：何文绚（1962－），女，福建上杭人，闽江学院化学与化学工程系研究员．
刘昌明（1986－），男，福建上杭人，闽江学院化学与化学工程系05级学生．张昌财（1986－），男，福建周宁人，闽江学院化学与化学工程系05级学生．
［2］
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闽江学院学报第32卷
物质对游离甘油测试的干扰．生物柴油中的游离甘油能被甲醇完全淋洗出，水浴上将甲醇挥干，再用一定量高压液相色谱直接测定溶解的甘油．应用以上方法测定了以地沟油为原料的生物的流动相溶解留下的甘油，柴油中游离甘油，检测结果表明，该法既快捷方便，又能满足国标对生物柴油中游离甘油含量测定的要求．1仪器与材料
1．1仪器
Waters公司2695型高效液相色谱仪（带2410示差检测器）；色谱柱：PhenomenexLunaC18柱（4．6mm×250mm，5μm）；固相萃取柱装柱工具：典奧科技（）有限公司；Agilent十孔固相萃取装置．1．2材料与试剂
6mL，Agilent萃取柱接头；固相萃取柱填料：Cleanert固相萃取柱：Agilent带筛板的SPE管2*20μm，ODSC18（封端）；试剂：甲醇（色谱纯，默克公司），水为一级水，甘油为分析纯（国药集团化学试剂有限公司，含量99．5%）；生物柴油：中源新能源（福建）有限公司提供的地沟油为原料生产的生物柴油产品．2实验方法
2．1样品前处理
填装若干吸附剂量为3g的SPE小柱，活化后（甲醇→水），准确称取1．5g左右（精确至0．1mg）样品于已活化的SPE小柱上，用SPE接头将其与另一个活化的SPE小柱相连，用10mL水及10mL甲醇洗脱（此时生物柴油中的甘油被洗出，而其它物质则被保留在SPE小柱上），用蒸发皿收集洗脱液，在水浴锅上蒸干溶剂准确移取1．0mL的流动相于蒸发皿中，充分溶解后，将溶液转移至2mL螺纹样品瓶中．后，2．2甘油标准溶液的配制
准确称取甘油102．9mg，用流动相溶解并定容至100mL，得到1．024mg/mL甘油标准储备液．分别吸取0、0．1、0．3、0．5、1．0mL的甘油标准储备液，加入用SPE接头接好的已活化的SPE小柱中，用与样品处理一样的方法处理标样，即10mL水及10ml甲醇洗脱，蒸发皿收集洗脱液，水浴锅上蒸干溶剂后，准确移取1．0mL的流动相于蒸发皿中，充分溶解后，将溶液转移至2mL螺纹样品瓶中，得到甘油含量分别为0、0．1024、0．3072、0．5120、1．0240mg/mL的S1、S2、S3、S4、S5号甘油标准溶液．2．3色谱条件
流动相：甲醇水混合液V（甲醇）：V（水）=5：95；流速：0．5mL/min；柱温：35℃；进样量：5μl；检测器为Waters2695示差检测器，检测器温度：35℃，以保留时间定性，外标法定量．3结果与讨论
3．1色谱条件的优化
由于甘油在C18柱上基本不保留，经过SPE小柱的处理后，样品中有可能干扰甘油测定的物质就只剩下这些物质的极性很强，在柱上的保留时间很短，流动生物柴油中残余的盐类物质和溶剂中未平衡好的甲醇，相应选择洗脱力尽可能低的流动相，故选择甲醇水混合液V（甲醇）∶V（水）=5∶95作为流动相，流速选0．5mL/min（流速太快则甲醇与甘油不能很好的分离）．3．2前处理方法选择
由于生物柴油中游离甘油含量较低，一般只有万分之几的浓度，示差检测器的灵敏度有限，不可能通过HPLC直接测定其中的游离甘油．因此必须采用一种合适的样品前处理方法，既要允许较大的取样量，同时又能去除大量生物柴油基体物质（长链脂肪酸单烷基酯）的干扰．经过反复实验，选定了用两根自制的大容量C18SPE小柱（内装填3g的C18吸附剂）来保留生物柴油中的基体物质，用约10mL甲醇作为淋洗剂，将生物柴油中的游离甘油淋洗出，在水浴上挥干甲醇后，用1mL流动相溶解甘油，进行液相色谱测定．该柱最大可－6
允许2g的样品量，若最后转移体积为1mL，则可检测游离甘油含量最低为10，能满足生物柴油中游离甘油含量测定的要求［3］
（国家标准规定生物柴油中游离甘油含量应不大于0．02%）．3．3方法评价3．3．1线性范围
甘油的质量浓度为0－1mg/mL时，其峰面积Y与其质量浓度（mg/mL）的线性关系良好如图1，相关系数R=0．9986，线性回归方程为Y=295000X+6250．3．3．2精密度
分别取0．1024和0．5120mg/mL的甘油标样，按上述液色谱条件测试8次，若甘油称样量为1．5g，则方法精密度见表1．第2期何文绚，等：高效液相色谱法测定生物柴油中游离甘油含量99
图1甘油标准曲线图Fig．1Standardcurveofglycerin
表1HPLC法测定生物柴油中游离甘油的精密度（n=8）
Theprecision（n=8）fordeterminationoffreeglycerolinbiodieselbyHPLC
平均值/%0．007160．03120
标准偏差S6．04×10－41．83×10－4
相对标准偏差σ/%
8．840．59
Tab．1
溶度水平/%0．006830．03410
3．3．3仪器检出限
表2仪器检出限测定结果（n=10）Tab．2ThedeterminationforLOD（n=10）
序号123456710平均值标准偏差
样品名称GY1GY1GY1GY1GY1GY1GY1GY1GY1GY1
瓶号进样口文件名1111111111
109876321
GYGYGYGYGYGYGYGYGYGY
保留时间/min
6．2416．2406．2416．2426．2526．2596．2286．2366．2456．2656．2480．0140．042mg/mL
表3二水平的回收率Tab．3Recoveryattwolevels
以含量为0．0045%游离甘油为本底的生物柴油水平1：1．5002g生物柴油+0．20mg甘油水平2：1．4955g生物柴油+0．51mg甘油
回收率/%95．7105．7
面积11611121141220111946137521151014405120911250210965
峰高824866865861874791909842851787
检出量/（mg/mL）
0．0000．0000．0000．0000．0000．0000．0000．0000．0000．000
将空白标样S1平行测定10次，结果见表2，按3倍信噪比计算，检出限为0．042mg/mL．检测限（S/N=3）
3．3．4加标回收率
准确称取2份生物柴油样品各1．5g左右（精确至0．1mg），分别加入相当于0．20mg和0．51mg的甘油，按同样的前处理方法处理后测定，每组样品平行测定6次，结果见表3．1003．3．4
实际样品测定
闽江学院学报第32卷
按前述方法对生物柴油中的游离甘油进行测定，样品及标样S2的HPLC谱图如图2（其中1号峰为样品图2样品及标样S2的HPLC谱图
Fig．2SampleandS2’sliquidchromatogram
2号峰为S2标样中甘油的峰），中甘油的峰，测出样品中游离甘油含量为0．0045%见表4．图2的样品谱图中保留时间在5．50min的峰可能是生物柴油中的一些残余的离子性物质，标样和样品中保留时间在6．75min的峰为两路中未平衡掉的甲醇峰，为了减少该峰的强度，应尽可能使样品中的溶剂与参比池中液体甲醇的溶度相当．样品生物柴油
表4生物柴油中游离甘油含量
Tab．4Contentoffreeglycerolinbio-diesel
称样量/g1．50271．50541．5184
游离甘油含量/%
0．00450．00380．0053
平均含量/%0．0045
4结论
用自制的大容量C18SPE小柱直接吸附、保留生物柴油中主成分，消除了大量长链脂肪酸单烷基酯对微量游离甘油测试的干扰，甲醇淋洗出生物柴油中的游离甘油，再用定量的流动相溶解甘油，高压液相色谱直快捷，而且能满足国家标准对生物柴油中游离甘油测定的要求．方法相对接测定溶解的甘油．方法不仅方便、标准偏差为0．6%－8．8%（n=8），回收率为95．7－105．7%，仪器检测限为0．042mg/mL（S/N=3），可用于各种生物柴油中游离甘油含量的测定．参考文献：
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［2］郭萍梅，J］．粮食与油脂，2003，8：41－42．黄庆德．生物柴油中甘油含量测定方法的研究［［3］GB/T20828－2007．柴油机燃料调合用生物柴油（BD100）［S］．北京：中国标准出版社，2007．
（责任编辑：唐诚焜）
