吹掃捕集裝置實驗條件選擇
2. 1 色譜柱選擇
目前國內(nèi)標準對涂料中二甲苯的含量給出值是3 種異構體的總和,對二甲苯分離程度并不做要求,在色譜柱選用上選擇非極性的柱子( 例如HP —— 5 柱) ,就可以達到測定要求。考慮到更進一步分析每種異構體的含量的需要,本研究選用HP—— Innowax 柱( 30 m × 0. 32 mm × 0. 25 μm) 能夠將對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯很好地分離。
2. 2 分流比的選擇
配制一份濃度為25. 0 μg /L 的苯系物標準溶液,選擇“分流”進樣模式進行檢測分析,分流比分別選擇10∶ 1、30∶ 1。結果表明,在分流比為30∶ 1時,能夠得到尖銳、對稱、分離*的色譜圖,并有較高的響應值,苯與溶劑峰分離; 若采用10∶ 1的分流比,因吹掃捕集儀很高的富集效率,有部分目標峰變形、拖尾,且苯與溶劑峰重疊較多,無法達到很好的分離效果。因此,本研究選用30∶ 1的分流比。
2. 3 吹掃捕集方法選擇
對于水性涂料,因其所含的苯系物濃度較低,本研究選用吹掃捕集方法對樣品進行富集。若按照常規(guī)吹掃捕集法做水樣的方法制備樣品,系統(tǒng)會自動將一定體積的涂料樣品轉移到吹掃管中,這一過程會較嚴重地污染整個吹掃系統(tǒng)。因此,本研究依據(jù)吹掃捕集設備處理土壤樣品的方法原理,將稀釋后的涂料樣品直接裝入40 mL 吹掃捕集棕色螺口玻璃管中,并加入磁力攪拌子,通過自動進樣器輸送樣品到吹掃捕集裝置的樣品位置,系統(tǒng)會按照處理土壤樣品的方法,不轉移樣品,而是自動加入蒸餾水進行處理,通過加熱、吹掃、富集、解析等步驟,將收集到捕集阱的揮發(fā)性苯系物自動進樣到氣相色譜儀,完成對樣品的分離與分析。此方法富集效率高,操作簡便,僅是將低沸點的揮發(fā)性有機物帶入色譜柱中,避免了污染,能夠達到很好的分離效果。
2. 4 吹掃捕集裝置參數(shù)的優(yōu)化
2. 4. 1 捕集阱的選擇
捕集阱的填充材料有很多,常用的有活性碳、硅膠、Tenax、碳分子篩、木碳、OV —— 1、Carbopack B、Carbopack C 等。
2. 4. 2 吹掃時間的選擇
吹掃捕集裝置在樣品前處理過程中zui重要的環(huán)節(jié)之一是在對樣品的持續(xù)吹掃,原理上講吹掃時間越長,對樣品中目標化合物的提取越多,分析的代表性和重現(xiàn)性越高。本實驗選擇了4 種有代表性的苯系物( 苯、甲苯、乙苯、苯乙烯) 標準品加入到涂料樣品中,通過比較吹掃時間與吹掃效率的關系確定*吹掃時間。結果表明,4種苯系物除低沸點的苯以外,其他3 種苯系物的吹掃效率隨吹掃時間的延長而增加,在20 min時苯系物的吹掃效率已經(jīng)基本達到25 min 時的95% 以上,但考慮到吹掃時間越長,吹掃帶出的水分越多,水分會影響捕集系統(tǒng),且耗時較多,降低了實驗效率,而且在15 min 時苯的吹掃效率已達到20 min 時的90% 以上, 20 min 后苯的吹掃效率有所下降,因此系統(tǒng)選擇15 min 作為吹掃時間。
4 種苯系物在不同吹掃時間下的測定值
2. 4. 3 吹掃溫度的選擇
吹掃溫度也是較為重要的吹掃捕集參數(shù),根據(jù)頂空氣液平衡的原理,在頂空分析中,待測組分的響應值與其在氣液平衡瓶內(nèi)的液上空間的氣體分壓成正比,吹掃溫度的升高,有利于液上氣體的分壓的增大,列舉了在15 min 吹掃時間時,不同吹掃溫度下,4種苯系物的測定值。
4 種苯系物在不同吹掃溫度下的測定值
隨著吹掃溫度的增加,苯系物的吹掃效率有不同程度的提高,在吹掃溫度達到60 ℃以上,苯的吹掃效率有下降的趨勢,這與苯的低沸點、易揮發(fā)性和微溶于水等性質有一定關系,且隨著吹掃溫度的增加,吹掃系統(tǒng)帶出的水分也會相應的增加,故選用吹掃溫度為50 ℃。
2. 4. 4 解析溫度和時間
配制一份濃度為50. 0 μg /L 的苯系物標準溶液,在以上吹掃捕集和GC 條件下,采用250 ℃的解析溫度,解析2 min,苯系物的回收率都達到80%以上,可以滿足分析要求。
2. 4. 5 烘焙溫度和時間
烘焙是捕集阱再活化的步驟,烘焙的主要目的是除去前一次分析的殘留物,且可以提高捕集阱中吸附劑的吸附活性,起到活化捕集阱的作用。烘焙溫度要求要略高于色譜分析時的溫度,目的是除去分析樣品中待測組分以外的其他沸點較高的揮發(fā)性有機物。本方法色譜分析時zui高柱溫為220 ℃,考慮到水性涂料中除苯系物之外的其他沸點較高的揮發(fā)性有機物的干擾較多,因此選擇270 ℃的烘焙溫度較合適。避免了殘留物的影響,本研究選擇8 min 的烘焙時間,雖然加大了整個吹掃捕集裝置系統(tǒng)的周期時間,但能夠保證干擾物的zui大量的排除。