[發明專利]一種用于費托合成廢水組分分析的核磁共振檢測方法

在審

• 申請號: 201910322294.2
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110044944A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 王英雄;趙奇;侯相林;馬慧;喬巖
• 申請（專利權）人: 中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08;G01N1/38
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 程園園

本發明屬于費托合成廢水組分檢測的分析化學領域，具體涉及一種用于費托合成廢水組分分析的核磁共振檢測方法，主要解決了現有的費托合成廢水組分檢測所采用的色譜分析法及常規核磁共振方法等分析方法存在的應用范圍受限、耗時久、操作過程繁瑣等技術問題且抑制同核耦合效應，結果給出非常純凈的無耦合裂分一維氫譜。根據費托合成廢水中不同溶質的¹H?¹H同核化學位移相關的耦合信號，對一維譜圖中出現的具有特征化學位移的信號峰依次進行歸屬指認，實現對費托合成廢水各組分極其類別進行檢測分析。本發明的測定結果消除了常規一維氫譜所出現的耦合裂分及譜峰重疊，且檢測分辨率高，操作簡單，耗時較短，能夠快速便捷地實現對費托合成廢水的組分分析。

技術領域

本發明屬于費托合成廢水組分檢測的分析化學領域，具體涉及一種用于費托合成廢水組分分析的核磁共振檢測方法是基于一維純化學位移核磁共振方法，根據費托合成廢水中不同溶質的1H-1H同核化學位移相關譜圖的耦合信號，對一維譜圖中出現的具有特征化學位移的信號峰依次進行歸屬指認的檢測方法。

背景技術

費托合成過程最初是由名為Franz Fischer and Hans Tropsch的德國人在1920年發現的一個催化化學反應，該過程是現代煤化工生產清潔液體燃料的重要工藝，它能將合成氣(一氧化碳和氫氣)轉化為以石蠟烴為主的液體烴類燃料及其化學品，然而在獲得液體燃料的同時，會排放更大量的反應生成水即費托合成廢水其中含有短碳鏈的醛、酮、酸、酯等幾十種有機小分子。費托合成廢水中不僅污染小分子種類繁多而且成分復雜排放量大、水溶液呈酸性、化學需氧量(COD)高、具有強腐蝕性、處理難度大等特點。與現代煤化工產業的迅猛發展，產能突飛猛進相伴隨而來的現狀是：廢水(主要是反應生成水)排放量同步增加，水處理問題日趨嚴峻，終將制約現代煤化工技術和相關企業的投產和可持續發展。如果能夠對其進行快速有效分析處理，將極大提高工業產能以及實現綠色友好型廢水排放。

對費托合成廢水的分析手段主要依賴于色譜法(氣相色譜和液相色譜)，然而由于費托合成廢水成分復雜，污染有機小分子無論是在分子結構上還是在化學特性上都是極其相似，色譜分析法在這些方面都是有限度的，而且在大多數情況下色譜分析都需要對色譜柱及分析對象進行預處理，因此也給混合物分析帶來一定難度。

發明內容

本發明是針對現有的費托合成廢水組分檢測所采用的色譜分析法及常規核磁共振方法等分析方法，應用范圍受限、耗時久、操作過程繁瑣，提供一種費托合成廢水的純化學位移核磁共振分析檢測方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

用于費托合成廢水組分分析的核磁共振檢測方法是基于一維純化學位移譜，該方法是在一維氫譜上選擇相應脈沖序列后更改維度并設置對應的形狀脈沖，不斷調整片選梯度強度進行偽二維實驗采樣，利用AU程序重新拼接得到新FID值，使用布魯克Topspin 3.1軟件將FID數據變換得到一維純化學位移氫譜并優化譜圖結果，根據廢水中不同分子所呈現的化學位移值不同對其組分進行歸屬指認。在進行二維實驗測試之前不斷優化片選梯度就是能夠找出一個合適且較小的梯度值來進行偽二維采樣，這樣能夠很好的控制實驗的分辨率和靈敏度之間的平衡，梯度值過大則會嚴重影響實驗的靈敏度使得測試結果失去意義，而梯度值過小則無法獲取試驗樣品中所有溶質的核磁信號；并且直接測得的數據是一個二維實驗數據，因此需要借助布魯克的相關軟件及其應用程序進行處理數據才能得到一維去耦氫譜。

再進一步，所述一維純化學位移譜是基于三種脈沖序列進行采樣的。在三種脈沖序列的作用機制上都是利用壓制J耦合效應，實現多重峰坍縮為單峰信號。

再進一步，所述用于費托合成廢水組分分析的核磁共振檢測方法是基于一維純化學位移譜，該方法是在一維氫譜上選擇相應脈沖序列后更改維度并設置對應的形狀脈沖，不斷增加梯度強度進行偽二維實驗采樣，其測試的具體步驟如下：