一種利用頂空?氣質聯用儀測定揮發有機物的方法技術

本發明專利技術涉及一種利用頂空?氣質聯用儀測定揮發有機物的方法，向苯系物標準溶液及待測樣品的水溶液中加入鹽溶液，封口后置于頂空進樣器中；設置頂空進樣器、氣相色譜及質譜的參數條件，然后依次標準溶液和待測樣品的水溶液；樣品分析結束之后，利用提取選擇離子進行定量處理數據，提取苯系物離子強度及濃度的作標準曲線，根據待測樣品溶液的離子強度計算溶液中待測組分濃度。與現有技術相比，本發明專利技術可將采集的液體樣品上方的氣體直接通過頂空進樣方式進入氣質聯用儀或氣相色譜儀，不需另行轉移，可進行化學品定性、定量分析。

【技術實現步驟摘要】
一種利用頂空-氣質聯用儀測定揮發有機物的方法
本專利技術涉及一種測定揮發有機物的方法，尤其是涉及一種利用頂空-氣質聯用儀測定揮發有機物的方法。
技術介紹
頂空分析(Headspaceanalysis)用于分析固體或液體頂部蒸氣相中的有機揮發性物質。氣相色譜和氣質聯用適用于分析揮發性和半揮發性的化合物，所以頂空分析不但可以作為獨立的一種樣品處理技術，也是一種非常適合與氣質聯用或氣相色譜進行聯用的分析方法。頂空技術中包括以下幾種不同的進樣技術：(1)動態頂空(吹掃捕集)：是利用一連續氣流從某一溶液或固體中吹掃出可揮發物。樣品被吹掃一定時間且揮發物通常會被捕集裝置富集，然后加熱捕集管吹掃出揮發物。(2)固相微萃取：利用一個帶有吸附劑的探針。吸附劑的種類根據待測組分進行選擇。探針放置在樣品瓶的上方一定時間，然后放到熱的進樣口帶出揮發有機物。(3)靜態頂空：利用一個密閉容器和進樣系統進行。這些進樣系統可以是一個氣密型的進樣針，或定量環。靜態頂空是頂空技術中常用的技術，其適用范圍是：待測組分可在200℃以下揮發；樣品是固體或液體，若不進行樣品前處理就無法引入氣相色譜儀或氣質聯用儀。雖靜態頂空技術有以上的一些優勢，但相對液體直接進樣方式其靈敏度較低。中國專利CN104198627B公開了氣質聯用頂空分析的液態二氧化碳提濃方法及裝置，利用液態二氧化碳溶解樣品中有機物組分，再利用蒸發器使二氧化碳蒸發，進一步濃縮溶解的有機物組分。這專利專利技術利用二氧化碳提濃的對象主要固體樣品，用于提取濃縮固體樣品中的待測組分。不適用于提濃液體樣品。且利用頂空技術直接測試樣品，靈敏度較低。專利
技術實現思路
本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種利用頂空-氣質聯用儀測定揮發有機物的方法，即在樣品溶液中加入鹽溶液，同時加熱一定時間。這可降低待測揮發有機物的分配系數，提高分析靈敏度。可將采集的液體樣品直接放入頂空瓶進入氣質聯用儀或氣相色譜儀，進行化學品定性、定量分析。本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現：一種利用頂空-氣質聯用儀測定揮發有機物的方法，采用以下步驟：(1)向苯系物，包括苯、甲苯、乙苯和鄰二甲苯的標準溶液中加入鹽溶液并配制成不同濃度的標準溶液，封口后置于頂空進樣器中；(2)向待測樣品的水溶液中加入鹽溶液，封口后置于頂空進樣器中；(3)設置頂空進樣器、氣相色譜及質譜的參數條件，然后依次標準溶液和待測樣品的水溶液；(4)樣品分析結束之后，利用提取選擇離子進行定量處理數據，提取苯系物離子強度及濃度的作標準曲線，利用線性最小二乘回歸擬合曲線如下：苯：y＝1.98×106x-3.69×104，r2＝1.0；甲苯：y＝2.61×106x-7.26×104，r2＝1.0；乙苯：y＝3.17×106x-8.96×104，r2＝1.0；對/間二甲苯：y＝2.46×106x-1.22×105，r2＝1.0；鄰二甲苯：y＝2.33×106x-6.00×104，r2＝1.0。(5)利用標準曲線，根據待測樣品溶液的離子強度計算溶液中待測組分濃度。所述的標準溶液及待測樣品的水溶液中加入的是易溶于水的飽和鹽溶液，包括氯化鈉溶液、氯化鉀溶液或硝酸鈉溶液。作為優選的實施方式，采用的鹽溶液為氯化鈉溶液。所述的標準溶液及待測樣品的水溶液的體積不超過頂空進樣器容積的2/3。所述的苯系物為苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、對二甲苯及間二甲苯。設置頂空進樣器的參數時，將頂空進樣器加熱至60℃-80℃，加熱平衡時間為20min-40min。采用的色譜柱為HP-5ms毛細管柱，設置氣相色譜的參數時，控制色譜柱溫度為40℃-50℃保持2min-5min，以5℃/min-10℃/min升至120℃-150℃，以10℃/min-20℃/min升至150℃-200℃，保持5min-10min。設置質譜的參數時，定性分析采用全掃描方式，質量范圍為35-500amu，掃描速度0.5s/scan-1.0s/scan，定量分析選擇離子定量(SIM)。標準溶液和待測樣品的水溶液在進樣時控制進樣口溫度為220℃-280℃；接口溫度為250℃-280℃。標準溶液和待測樣品的水溶液在進樣時采用分流進樣，分流比為5:1-20:1。頂空-氣質聯用測定揮發有機物的方法原理是，根據道爾頓定律、羅氏定律和亨利定律，推出如下公式：式中：分配系數K＝CL/CG以上的公式表明待測組分在原樣品中的濃度與瓶內氣體中的物質有一定的關系。通常瓶內氣體中物質的濃度正比于待測組分在原樣品中的濃度。式中的分配系數K值越小，瓶內氣體中物質的濃度越大，分析靈敏度也越高。降低K值可以增加頂空分析的靈敏度。本專利技術通過在樣品溶液中加入鹽溶液，以降低分配系數K值，從而獲得更高的靈敏度。根據上述定量公式，待測組分在原樣品中的濃度C0一定的情況下，分配系數K值降低，瓶內氣體中物質的濃度增大，這樣在儀器靈敏度一定的情況下，待測組分更容易被檢測出。另外，本專利技術通過加熱樣品溶液(低于溶劑沸點)，以降低分配系數K值，從而獲得更高的靈敏度。根據上述定量公式，待測組分在原樣品中的濃度C0一定的情況下，分配系數K值降低，瓶內氣體中物質的濃度增大，這樣在儀器靈敏度一定的情況下，待測組分更容易被檢測出。第三，標準溶液及待測樣品的水溶液的體積不超過頂空進樣器容積的2/3，這主要是防止頂空進樣針接觸到液體樣品，以免影響測試待測組分的準確性。與現有技術相比，本專利技術具有以下優點：1)減輕樣品前處理工作，無需利用傳統方法測定有機物含量的提取、濃縮、凈化等前處理工作。2)溶劑峰信號變小。由于頂空加熱只揮發出少量的有機溶劑，或者未揮發出有機溶劑，所以相對直接液體進樣方式溶劑峰信號變小。3)氣相進樣口、色譜柱和質譜檢測器離子源污染程度減輕，維護工作相對簡單。4)通過在樣品溶液中加入鹽溶液并加熱樣品溶液，降低分配系數K值以獲得更高的靈敏度。附圖說明圖1為苯、甲苯、乙苯、對/間二甲苯和鄰二甲苯5總離子流圖；圖2為不同濃度級別苯、甲苯、乙苯、對/間二甲苯和鄰二甲苯的總離子流圖。圖1中，1-苯、2-甲苯、3-乙苯、4-對/間二甲苯(濃度為4.0mg/L)、5-鄰二甲苯(濃度為2.0mg/L)。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本專利技術，但不以任何形式限制本專利技術。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本專利技術的保護范圍。實施例1靜態頂空的基本原理是在恒溫的密閉容器中，水樣中的揮發性有機物在氣、液兩相見分配，達到平衡。取液體上方氣相樣品進氣相色譜-質譜聯用儀分析。(1)試劑、溶液氯化鈉：優級純，在350℃下加熱6h，除去吸附于表面的有機物，冷卻后保存于干凈的試劑瓶中。苯、甲苯、乙苯和鄰二甲苯系列標準溶液，濃度為200mg/L、100mg/L、50mg/L、20mg/L、10mg/L濃度的溶液各1ml。對/間二甲苯濃度為400mg/L、200mg/L、100mg/L、40mg/L、20mg/L濃度的溶液各1ml。(2)分析條件、參數頂空樣品瓶加熱溫度：60℃-80℃，加熱平衡時間：20min-40min。色譜條件：40℃-50℃保持2min-5min，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用頂空?氣質聯用儀測定揮發有機物的方法，其特征在于，該方法采用以下步驟：(1)向苯系物標準溶液中加入鹽溶液并配制成不同濃度的標準溶液，封口后置于頂空進樣器中；(2)向待測樣品的水溶液中加入鹽溶液，封口后置于頂空進樣器中；(3)設置頂空進樣器、氣相色譜及質譜的參數條件，然后依次標準溶液和待測樣品的水溶液；(4)樣品分析結束之后，利用提取選擇離子進行定量處理數據，提取苯系物離子強度及濃度的作標準曲線；(5)利用標準曲線，根據待測樣品溶液的離子強度計算溶液中待測組分濃度。

【技術特征摘要】
1.一種利用頂空-氣質聯用儀測定揮發有機物的方法，其特征在于，該方法采用以下步驟：(1)向苯系物標準溶液中加入鹽溶液并配制成不同濃度的標準溶液，封口后置于頂空進樣器中；(2)向待測樣品的水溶液中加入鹽溶液，封口后置于頂空進樣器中；(3)設置頂空進樣器、氣相色譜及質譜的參數條件，然后依次標準溶液和待測樣品的水溶液；(4)樣品分析結束之后，利用提取選擇離子進行定量處理數據，提取苯系物離子強度及濃度的作標準曲線；(5)利用標準曲線，根據待測樣品溶液的離子強度計算溶液中待測組分濃度。2.根據權利要求1所述的一種利用頂空-氣質聯用儀測定揮發有機物的方法，其特征在于，所述的標準溶液及待測樣品的水溶液中加入的是易溶于水的飽和鹽溶液，包括氯化鈉溶液、氯化鉀溶液或硝酸鈉溶液。3.根據權利要求1所述的一種利用頂空-氣質聯用儀測定揮發有機物的方法，其特征在于，所述的鹽溶液優選氯化鈉溶液。4.根據權利要求1所述的一種利用頂空-氣質聯用儀測定揮發有機物的方法，其特征在于，所述的標準溶液及待測樣品的水溶液的體積不超過頂空進樣器容積的2/3。5.根據權利要求1-3中任一項所述的一種利用頂空-氣質聯用儀測定揮發有機物的方法，其特征在于，所述的苯系物為苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯及對二甲苯/間二甲苯。6.根據權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：薛曉康，商照聰，范賓，丁卯，林建，
申請(專利權)人：上海化工研究院有限公司，上海天科化工檢測有限公司，
類型：發明
國別省市：上海,31