裂解气相色谱-质谱法鉴别汽车用非金属材料

建立了裂解气相色谱-质谱联用法(PY-GCMS)测试汽车用非金属材料,包括其中主体材料及有机添加剂的定性分析。首先将样品进行逸出气体分析(EGA),然后根据是分析非金属材料中的添加剂还是主体材料来选择合适的裂解温度,进行裂解气相色谱-质谱分析。试验结果表明,不同材料可根据裂解后的特征峰及所使用的添加剂进行鉴别。该方法无需样品前处理,样品用量少,是一种快速鉴别和测定汽车用聚合物材料的有效方法。     

热裂解处理样品-气相色谱-质谱法应用于聚苯乙烯中聚氯乙烯的定性和定量检测

为了间接减少聚氯乙烯(PVC)中添加剂对环境和人体健康的危害,采用热裂解处理样品-气相色谱-质谱法对聚苯乙烯(PS)中的PVC进行了定性和定量检测。称取聚苯乙烯样品1.0mg置于样品舟中,按单击裂解模式在500℃条件下裂解。在裂解过程中,样品中的PVC首先脱掉其主链上的HCl,然后主链断裂并环化形成苯、苯乙烯、甲苯、茚、萘、苊、芴、蒽等芳香族化合物,裂解产物通过DB-5MS色谱柱分离,并进入质谱分析,得到各裂解产物的指纹谱图。在PVC阳性样品谱图中所得到的样品的裂解峰以及保留时间与PVC标准品所得的相同,可定性判定样品中存在PVC,且PVC的特征裂解峰的丰度比与PVC标准品的裂解峰的丰度比一致,说明样品中不存在干扰PVC测定的物质,此时,可通过测定裂解产物苯对PVC进行定量测定。用自行配制的工作曲线用样品制作工作曲线,测得PVC裂解产物中苯的峰面积与PVC质量在0.5～50μg之间呈线性关系,其检出限(3S/N)为106mg·kg~(-1)。对含PVC 20μg的工作曲线用样品测定6次,计算得相对标准偏差(n=6)为3.6%。对9个PVC阳性样品进行回收试验,测得其回收率在84.0%以上。     

超声提取-气相色谱/质谱法测定皮革及纺织品中18种多环芳烃

采用超声波萃取技术对样品进行提取,气相色谱联用质谱(GC-MS)选择离子监测(SIM)模式采集数据,建立了皮革及纺织品中18种多环芳烃(PAHs)的分析方法。对色谱、质谱分析条件以及样品前处理条件进行研究与优化。在最优条件下,18种PAHs浓度在一定范围内与其峰面积呈现良好的线性关系,相关系数(R²)为0.9991~0.9998,检出限为0.003~0.02 mg/kg,定量限为0.01~0.06 mg/kg,不同材质产品的3个不同加标水平下的平均加标回收率为80.1%~110.1%,相对标准偏差(RSDs)为0.1%~9.4%(n=7)。该方法可应用于皮革及纺织品等不同材质产品中PAHs的检测分析。     

柱上衍生-气相色谱-质谱法测定纺织织物中的痕量全氟辛基磺酸

建立了柱上衍生-气相色谱-质谱法测定憎水憎油纺织织物中痕量全氟辛基磺酸(PFOS)的检测方法,运用超声-微波协同提取技术,使用四丁基氢氧化铵(TBAH)为衍生化试剂,与PFOS形成铵盐,并在柱上进行原位裂解烷基化反应,所得PFOS丁酯利用气相色谱-质谱法进行分离和分析,采用选择离子(SIM)模式检测,特征离子分别为m/z 57,69,131,169和449。本方法的加标回收率为83.6%～91.7%,相对标准偏差(RSD)小于7.34%,检出限为59 mg/L。运用本法对憎水憎油纺织织物样品进行检测,PFOS含量在0.063～13.9 mg/kg之间。     

食品中聚二甲基硅氧烷检测方法研究

建立了裂解气相色谱-质谱(PGC-MS)测定食品中聚二甲基硅氧烷残留量的方法。样品中的聚二甲基硅氧烷以石油醚-乙酸乙酯(5∶1,体积比)提取,通过硅胶小柱净化,经石油醚淋洗除去油脂后,用石油醚-乙酸乙酯(5∶1)洗脱。采用裂解气相色谱-质谱法将聚二甲基硅氧烷热裂解为小分子产物,测定裂解产物的组成,以相对分子质量相差74的系列甲基环硅氧烷作定性成分,以六甲基环三硅氧烷基为定量指标,以m/z207作定量离子,选择离子监测法(SIM)定量。方法的线性范围为10~500 mg/L,相关系数为0.995,加标回收率为91%~103%,相对标准偏差为7.1%~8.3%,定量下限(S/N=10)为5 mg/kg。方法适用于食品中微量聚二甲基硅氧烷的检测。     

气相色谱-负化学电离质谱法测定塑料中十七种邻苯二甲酸酯

建立了气相色谱-负化学电离质谱法(GC-NCI/MS)同时测定塑料中17种邻苯二甲酸酯(PAEs)的分析方法。塑料样品经二氯甲烷超声提取并过滤后进行检测。采用HP-5 MS毛细管色谱柱在程序升温条件下对滤液进行色谱分离,质谱采用负化学电离(NCI)模式,反应气采用氨气。17种PAEs在0.05~3.5 mg/L范围内线性关系良好,相关系数(r)均大于0.995;检出限为0.018~2.162 mg/kg;在100,500,1000,5000 mg/kg 4个添加水平下,17种PAEs的平均加标回收率为95.8%~106.5%,RSD(n=6)为2.6%~7.9%。方法可用于塑料产品中17种邻苯二甲酸酯的检测。     

气相色谱法检测仿真饰品中的卤代烃

建立了仿真饰品中残留卤代烃的气相色谱检测方法。对比分析了不同溶剂和萃取时间对卤代烃提取效果的影响,应用超声提取法进行样品前处理,使用DB–624气相色谱柱及35~245℃的程序升温条件,以ECD检测器进行检测分析,仿真饰品中7种卤代烃可以实现良好的分离。色谱峰面积与卤代烃的质量浓度在1.0~20.0 mg/L范围内线性相关,相关系数均大于0.990。7种卤代烃加标回收率为81.2%~98.2%,测定结果的相对标准偏差为1.51%~2.52%(n=6)。该方法适用于检测不同材质仿真饰品中卤代烃的含量。     

顶空-气相色谱-质谱法测定食品接触ABS,AS制品中丙烯腈

建立了测定食品接触ABS,AS制品中丙烯腈含量的顶空-气相色谱-质谱法。样品经N,N-二甲基乙酰胺(DMA)溶解,置于自动顶空进样仪中加热并达到平衡后,取顶空气体进气相色谱-质谱仪分析。本方法采用弱极性的HP-5 ms(30 m×0.25 mm(内径)×0.25μm(膜厚))毛细管色谱柱对丙烯腈与杂质进行色谱分离,特别是对食品接触ABS制品消除了4-乙烯基-1-环己烯对丙烯腈测定的干扰,并以质谱检测器的选择离子监测模式(SIM)进行定性、定量分析。结果表明,丙烯腈质量浓度在0.2~50.0 mg/L范围内,线性方程为y=2782.2127ρ+295.0920,相关系数为r=0.9995;方法检出限为0.6 mg/kg;平均回收率为94.5%~101.1%;相对标准偏差(n=6)为1.6%~2.4%。是测定食品接触ABS,AS制品中丙烯腈单体含量的有效方法。     

气相色谱-质谱法测定聚氨酯胶粘剂中二异氰酸酯

采用气相色谱-质谱法测定聚氨酯胶粘剂中的二异氰酸酯的含量。样品经乙酸乙酯超声提取15min。在气相色谱分离中用HP-5色谱柱为固定相,在质谱分析中采用全扫描和选择离子监测模式。二异氰酸酯在一定的质量浓度范围内与其峰面积呈线性关系,方法的测定下限(10S/N)在5~100 mg·kg-1之间。以空白样品为基体进行加标回收试验,所得回收率在60.8%~97.5%之间,测定值的相对标准偏差(n=6)在0.67%~7.1%之间。     

快速溶剂萃取–气相色谱质谱法测定土壤中戊唑醇残留量

建立快速溶剂萃取–气相色谱质谱法测定土壤中戊唑醇残留量的分析方法。土壤样品经ASE–350快速溶剂萃取仪萃取,萃取液用硅酸镁(弗罗里硅土)柱净化浓缩,然后用选择离子监测/全扫描(SIM/SCAN)模式,气相色谱–质谱法测定土壤中的戊唑醇含量。该方法检出限为0.008 mg/kg,加标回收率为84.0%~97.5%,测定结果的相对标准偏差为2.2%~11.6%(n=6)。该方法具有分离效果好,灵敏度高,重现性好,前处理操作简便等优点,可用于测定土壤中戊唑醇的残留量。     

Analysis of waterborne paints by gas chromatography-mass spectrometry with a temperature-programmable pyrolyzer

Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) with a temperature-programmable pyrolyzer was used for the analysis of waterborne paints. Evolved gas analysis (EGA) profiles of the waterborne paints were obtained by this temperature-programmed pyrolysis directly coupled with MS via a deactivated metal capillary tube. The EGA profile suggested the optimal thermal desorption conditions for solvents and additives and the subsequent optimal pyrolysis temperature for the remaining polymeric material. Polymers were identified from pyrograms with the assistance of a new polymer library. The solvents were identified from the electron ionization mass spectra with the corresponding chemical ionization mass spectra. The additive was identified as zinc pyrithione by comparison with authentic standard. Zinc pyrithione cannot be analyzed by GC-MS as it is. However, the thermal decomposition products of zinc pyrithione could be detected. The information on the decomposition temperature and products was useful for the identification of the original compound.     

A mechanistic study of flame retardance of novel copolyester phosphorus containing linked pendant groups by TG/XPS/direct Py-MS

The flame retardant mechanism of the copolyester phosphorus containing linked pendant groups was investigated by thermogravimetric （TG）, X-ray photoelectron spectroscopy （XPS） and direct insertion probe pyrolysis mass spectrometry （DP-MS） technique. TG results show that the incorporation of phosphorus containing unit linked pendant groups can destabilize the copolyester due to the cleavage of P-CH2 bond, and phosphorus containing units cannot promote the char-formation of the copolyester during the thermal degradation of the copolyester. XPS spectra indicate that with the increase of the temperature, the P-CH2 bonds of the copolyester break down gradually, the concentration of phosphorus in the condensed phase products decrease gradually and the chemical state of phosphorus does not change in the temperature of 250-380 ℃. Direct pyrolysis MS suggests that the P-CH2 bonds cleavage occurs at pendant groups and species containing phosphorus can volatilize into the gas phase. A flame retardant mechanism is proposed for the gas phase mode of action of the halogen-free copolyester phosphorus containing linked pendant groups.     

Evolved gas analysis with skimmer interface and ion attachment mass spectrometry for burnout monitoring of organic additives in ceramic processing

A monitoring of the individual pyrolysis of mixed polymer as a binder for ceramic processing was carried out as an application of evolved gas analysis-mass spectrometry (EGA-MS) with a skimmer interface and ion attachment mass spectrometry (IAMS). It could detect characteristic species evolved by the pyrolysis of the organic additives, according to the instrumental advantages as the transmission of the gaseous species with no transformation by the skimmer interface and complete soft ionization for gaseous species by IAMS technique. Further, the pyrolysis behavior of blended polymers as a binder could be monitored individually as EGA curves of characteristic species evolved by the pyrolyses.     

钾对松木热解特性影响实验研究

采用管式炉热解实验装置对浸渍K2CO3松木进行直接热解,并将松木热解气通过含钾石英砂层、含钾焦层以模拟钾对热解气体反应的影响。结果表明,松木中浸渍K后会促进热解固体焦生成,提高H2/CO比,低温下K会降低液相产率、提高气相产率,而热解温度较高时则使气体产率下降、液体产率提高。松木热解气经过含K石英砂后发生催化裂解,液体产率降低,CO、CO2和H2产量上升。松木焦也可以催化裂解焦油,使气体产物增加,H2和CO2产量提高,CO、CH4和C2产量降低。K与松木焦共同作用,不仅使焦油发生裂解而且促进更多焦参与气固反应。钾对松木热解作用是通过对松木的直接热解、对气体中间产物再反应的均相催化及对固体焦气化的非均相催化等复杂过程实现的。     

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定土壤中的有效钼

准确快速测定土壤中的有效钼,是评价土壤肥力的重要指标,对指导作物生产有重大意义。本文采用草酸-草酸铵溶液浸提土壤样品,待测浸提液稀释5倍后通过电感耦合等离子体质谱法在氦气模式下测定土壤中有效钼的含量,建立了土壤中有效钼高灵敏度分析的检测方法。选择103Rh为内标元素,校正仪器在测定过程中引起的信号飘移。对两种前处理方式进行比较,确定了震荡30 min、放置过夜的浸提方法浸提效果更好且更利于大批量样品的分析。使用震荡30 min、放置过夜的浸提方法对5个土壤标准物质有效钼进行前处理,其测定值均在标准值范围内;分别在无气体模式和氦气模式下比较了浓度为0mg/L、1mg/L、2mg/L、5mg/L、10mg/L、50mg/L的Mn对5ug/L 95Mo测定浓度的影响,结果表明氦气模式下的动能歧视可有效去除95Mo测定过程中的多原子离子的干扰,氦气模式测定有效钼明显优于无气体模式;分别对待测溶液稀释5倍和未稀释的内标回收率趋势进行监测,发现未稀释的样品内标回收率随着测量样品数的增多呈下降趋势,而稀释5倍对基体干扰的消除有显著效果。对5个土壤样品分别重复测定6次,其RSD均小于4.1%;线性相关系数为1.0000;方法检出限为0.0012 mg/kg。综上,该方法测定土壤有效钼结果准确,重现性好,灵敏度高,且适合大批量样品的分析。     

Design and performance of an evolved gas analysis ion attachment mass spectrometer

We designed a simple evolved gas analysis (EGA) system to act as a sampler between solid samples at atmospheric pressure and the high vacuum inside a mass spectrometer. The newly designed stainless steel system is simple, small and rugged and fulfills all the basic requirements for EGA. The temperature is programmable with 60°C/min as the maximum heating rate and the temperature range is up to 600°C. With this system coupled with lithium ion attachment mass spectrometry (IAMS), it is possible to study the temperature‐programmed decomposition of a number of solid materials by detecting any chemical species on a real‐time basis. For illustrative purposes, EGA‐IAMS experiments of polyethylene polymers have been conducted. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

热态半焦和冷态半焦催化裂解煤焦油研究

对比研究了热态半焦(原位热解半焦)和冷态半焦(热解后温度降至常温的半焦)对煤焦油的催化裂解特性。结果表明,相同条件下,热态煤半焦比冷态煤半焦具有更高的催化裂解焦油能力。当裂解温度为1 100 ℃,热解气体在热态半焦层中的停留时间为1.2 s时,催化裂解后燃气中焦油含量可降至100 mg/m³。BET分析结果表明,热态半焦比冷态半焦具有更大的比表面积和更发达的微孔结构。同时,在不可避免经历相对明显的高温过程中,冷态半焦的碳微晶结构有序度增加,进而导致其活性有所降低。随着气体停留时间的延长或催化裂解温度的提高,燃气中焦油含量迅速降低,但热态半焦与冷态半焦催化裂解焦油的活性差异也变小。半焦催化裂解焦油后,活性明显降低,但使这种半焦与水蒸气发生部分气化反应后,其活性基本得到恢复。     

The effects of magnesium and aluminium ions’ additions on the kinetics of titanium dioxide structural transformation

Catalytic fast pyrolysis analysis of miscanthus over HZSM-5, La/ZSM-5, and Ca/ZSM-5 was performed using pyrolysis–gas chromatography/mass spectrometry (Py–GC/MS). The characteristics of the catalysts used in this study were analyzed using XRD, SEM, Pyridine IR, ICP, and N₂ adsorption. The catalytic performance of the three catalysts was evaluated in terms of deoxygenation. Py–GC/MS results show that with increasing temperature, pyrolysis vapor yield first increased and then decreased. This may be due to secondary cracking at higher temperatures, which produced more gas products. Moreover, hydrocarbon content increased with rising temperature. The optimum temperature was found to be 600 °C, which resulted in the greatest liquid yield. All three catalysts increased pyrolysis vapor yield by about 30 %. Moreover, the hydrocarbon content of miscanthus increased from 6 to 39 %, 46, and 44 %, respectively, when HZSM-5, La/ZSM-5, and Ca/ZSM-5 were applied. In conclusion, the three catalysts were effective for deoxygenation of pyrolysis vapor yield. Considering both economic and catalytic upgrading effect, Ca/ZSM-5 may be the best catalyst.     

煤岩有机显微组分热解过程中HCN和NH3生成规律的研究

经等密度梯度离心分离，从褐煤、长焰煤、气煤和贫煤四种不同变质程度煤中获得了高纯度的有机显微组分。用石英管式反应器在600 ℃～900 ℃考察了煤岩有机显微组分热解过程中HCN和NH3的生成规律。实验结果表明，在显微组分热解过程中HCN主要是挥发分二次裂解的产物。在镜质组热解过程中，煤的变质程度越高，HCN的生成率越低，热解温度越高，HCN的生成率越高；同一种煤三种有机显微组分热解过程中，HCN的生成不仅与显微组分挥发分的质量分数有关，而且与显微组分中氮的存在形态有关，在较低温度热解时吡咯型氮质量分数高的煤样HCN的生成率较高。显微组分热解过程中NH3来自于挥发分的二次热裂解，与焦的热裂解有关，随煤变质程度增高，镜质组热解过程中NH3的收率降低；对同一种煤三种煤岩有机显微组分，由于其黏结性不同，含氮官能团和氢自由基的接触几率不同，生成NH3的能力也不同，惰质组的NH3生成率最高，壳质组最低；温度对NH3的生成也有影响，800 ℃NH3的生成率最高，惰质组NH3的生成率为11.8%，壳质组NH3的生成率为5.2%。     

碱消解-火焰原子吸收光谱法测定土壤中六价铬

建立了碱消解-火焰原子吸收光谱法测定土壤中六价铬的方法。讨论了pH值对六价铬测定的影响。干扰实验的结果表明同等含量的三价铬对六价铬测定无干扰。实验对比了无背景校正、氘灯背景校正、塞曼背景校正三种工作方式,分别对低、中、高三个水平土壤六价铬标准物质进行了测定,结果表明,低含量的土壤样品用塞曼背景校正方式测定的结果更准确,最终选择了塞曼背景校正的工作方式。方法的线性范围0.1～2.0mg/L,线性相关系数R为0.999 8,相对标准偏差(RSD)为1.1%;当取样量5g,定容体积100mL时,方法检出限为0.20mg/kg,加标回收率为84.8%～86.9%,能满足日常测定需求。