气体中甲醛检测方案(气相色谱仪)

Application No.G327News岛津SHIMADZUhttp：//www.shimadzu.com.cn用户服务热线电话： 800-810-0439第一版发行行：2020年6月 气相色谱法 DNPH衍生气相色谱-氢火焰离子化法分析气体中的甲醛 甲醛是结构最为简单的醛，作为有害大气污染物而被人们所知。因此，人们在研究使用各种预处理对微量甲醛进行分析的方法。 在气相色谱中最为常用的检测器是氢火焰离子化检测器(FID)， FID 对甲醛不具有灵敏性，但可以检测经 DNPH 衍生化的甲醛。本文介绍了采用 DNPH衍生化，通过 GC-FID对气体中甲醛进行检测的方法。 Y. Nagao |分析标准样品 本实验的装置构造及分析条件如表1所示。使用乙腈稀释大气污染物检测(HPLC)用的两种醛-DNPH混合标准液(各DNPH衍生化醛100 ng/uL) 进行稀释，制备标准样品。两种醛-DNPH混合标准液的色谱图如图1所示。其中，在 DNPH衍生化的乙醛中存在顺-反式的异构体，因此，需要分离两个峰进行检测。 表1设备配置和分析条件 模型 ： NexisTM GC-2030AF/AOC-20i 进样模式 ： 分流(1：30) 进样量 ： 1.0 pL 进样温度 ： 280°C 载气 ： He 载气控制 ： 线速度恒定(35cm/sec) 吹扫气体 3.0 mL/min 色谱柱 ： SH-RtxTM-1 (330 m × 0.32 mm I.D.， 1.00 um) 柱温 ： 240℃ (8min) -20℃/min -260℃ (2 min) 检测器 ： 氢火焰离子化检测仪(FID) 检测器温度 ： 280℃ 检测器气体 ： Hz 32.0 mL/min， 空气200 mL/min 补气 ： He 24 mL/min 图1两种醛-DNPH混合标准液(100ng/pL)色谱图 对1，5， 10，50， 100 ng/uL的标准溶液进行向5次连续分析，绘制了标准曲线(图2)。R²值为0.9999，线性良好。另外，在所有的浓度下均观察到良好的重现性(表2)。其中，在本分析条件下，DNPH-甲醛1ng/uL 的 S/N 为25.4，可以计算出检测下限(S/N=2)约为 0.1 ng/uL。 图2DNPH-甲醛的标准曲线 表 2 DNPH-甲醛的面只重现性(n=5) 浓度 (ng/pL) 1 5 10 50 100 面积值RSD(%) 2.02 0.48 0.80 0.20 0.12 4气体中甲醛的分析流程 气体中甲醛的分析流程图如图3所示。使含有甲醛的气体通过装有2，4-二硝基肼(2，4-DNPH)涂层硅胶的小柱，进行泵吸，并进行捕集和衍生化。然后，使用乙腈洗脱小柱，进行GC 分析。 实际样品的制备和分析 在泰德拉采样袋中捕集集10L的环境空气，通过微型注射器添加甲醛水溶液，制备甲醛约为1， 10 ppm (v/v)*的气体样品。 甲醛的捕集和 DNPH衍生化使用的是 InertSep°mini AERO系列醛捕集用小柱(GL科学公司生产)。图4所示为气体捕集和衍生化方法。臭氧洗涤塔用于去除大气中的臭氧并防止DNPH 衍生物分解。考虑到穿透等的可能性，捕集甲醛的衍生化小柱使用了2连。其中，小柱捕集过程中进行了遮光。 ( *作为理想气体计算了浓度。 ) 图3气体中甲醛的分析流程图 图4气体中甲醛的捕集、衍生化简图 将衍生化小柱和离子交换小柱串联连接，缓冲输送乙腈5mL，洗脱实际样品(图5)。离子交换小柱需要去除未反应的DNPH。其中，在 GC-FTD法中，考虑到大量的乙腈对检测器的影响，需要将乙腈转溶于乙酸乙酯(应用新闻： No.G292)，但在使用 GC-FID 法时不需要进行转溶。 图5洗脱 DNPH-甲醛 Nexis 是岛津制作所株式会社在日本及其他国家的商标。 Rtx 是 Restek Corporation 在美国及其他国家的商标主注册商标。 InertSep 是 GL科学株式会社在日本的注册商标。 泰德拉是美国杜邦公司或关联公司的商标或者注册商标。 岛津企业管理(中国)有限公司岛津(香港)有限公司 根据气体浓度、小柱的塔板数准备了三种实际样品(表3)。另外，对未吸引捕集甲醛的衍生化小柱也进行了同样的洗脱操作，作为空白溶液。 图6所示为各样品的色谱图，表3所示为 n=5的定量结果。关于①、②的面积重现性，经过预处理的实际样品取得了理想的结果。①、②是使用不同浓度的样品，通过变更捕集量而制作的实际样品，但取得了与各气体样品浓度和捕集量具有相关性的定量结果。从③的结果可知，第一层的衍生化小柱未穿透。 另外，需要注意的是，当按照含有水分的条件捕集接近衍生化饱和量的甲醛时，衍生化生成物可能会不稳定。 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0min 图6实际样品(①、②、③)和空白溶液的色谱图 表3实际样品的详情、定量结果与重现性 气体中的 定量值 面积 重现性 RSD(%) No. 捕集量 L 小柱的 塔板数 ng/pL (n=5的 平均值) 甲醛浓度 ppm (v/v) 1 约10 1 2.96 0.60 ② 10 1 1 3.02 0.97 ③ 10 1 2 - 总结 对有害大气污染物甲醛进行 DNPH衍生化处理，使用 GC-FID法进行了分析。 观察察使用 DNPH-醛标准样品，在1~100 ng/uL 的浓度范围内可以绘制高线性的标准曲线，具有理想的重现性。另外，实际样品准备了约1，10 ppm (v/v)的大气中甲醛，进行DNPH衍生化处理和定量分析后，观察到理想的重现性。 DNPH衍生化甲醛分析常用的方用是 HPLC、GC-FTD、GC-MS， 而使用 GC-FID 也可以进行分析。但是， GC-FID 与 GC-FTD、GC-MS相比，检测灵敏度较低，需要根据检测对象的浓度范围选择合适的检测装置。 岛津应用云 ( 免责声明： ) ( *本资料未经许可不得擅自修改、转载、销售； ) 对有害大气污染物甲醛进行DNPH衍生化处理，使用GC-FID法进行了分析。观察到使用DNPH-醛标准样品，在1~100 ng/μL的浓度范围内可以绘制高线性的标准曲线，具有理想的重现性。另外，实际样品准备了约1,10 ppm (v/v)的大气中甲醛，进行DNPH衍生化处理和定量分析后，观察到理想的重现性。DNPH衍生化甲醛分析常用的方法是HPLC、GC-FTD、GC-MS，而使用GC-FID也可以进行分析。但是，GC-FID与GC-FTD、GC-MS相比，检测灵敏度较低，需要根据检测对象的浓度范围选择合适的检测装置。