莫月香+楊欣卉+黃昊來
摘要:本文采用吹掃捕集-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)汽車內(nèi)飾用紡織品中揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)進(jìn)行了分析。方法采用DB-624毛細(xì)管色譜柱分離,質(zhì)譜檢測(cè)器檢測(cè)。色譜進(jìn)樣口溫度260℃,分流比10:1,升溫程序?yàn)槌跏紲囟?0℃,保持4min,以8℃/min升溫至90℃,保持20min,再以10℃/min升至150℃,之后以5℃/min升溫至200℃,最后以3℃/min升溫至215℃,以高純氦氣為載氣,流速1.5mL/min。23種VOC能夠完全分離,線性良好,線性相關(guān)系數(shù)r在0.9968~0.9997之間,最低檢出限在0.005mg/m2~0.014mg/m2之間,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD值小于6.55%。采用該方法對(duì)10份汽車內(nèi)飾紡織品樣品進(jìn)行了檢測(cè),操作簡(jiǎn)便、快捷,可以用于汽車內(nèi)飾材料VOC檢測(cè)。
關(guān)鍵詞:揮發(fā)性有機(jī)物;熱解吸;GC-MS;汽車內(nèi)飾材料
汽車內(nèi)空氣質(zhì)量的污染源是汽車內(nèi)飾材料,這主要是由紡織品和皮革等汽車內(nèi)飾材料在生產(chǎn)加工時(shí)殘留的有機(jī)溶劑造成的,包括苯、甲醛、二甲苯等揮發(fā)性化合物,這種原因引起的污染在剛購(gòu)買的新車中尤其突出。隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展,人們停留在車內(nèi)的時(shí)間越來越長(zhǎng),車內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量將更大限度的影響著人們的健康,也因此越來越受到關(guān)注。
由于汽車內(nèi)飾用紡織品釋放的VOCs一般呈現(xiàn)痕量水平,采用適當(dāng)?shù)念A(yù)富集方法和檢測(cè)方法就顯得尤為重要。目前對(duì)汽車內(nèi)飾用紡織品中揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)試尚無統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),其測(cè)試方法主要有三種:(1)直接頂空-GC/MS測(cè)定;(2)容器捕集,用Tenax柱固相吸附-熱脫附-GC/MS測(cè)定;(3)固相微萃取-GC/MS測(cè)定。國(guó)內(nèi)一般采用頂空-GC/MS,此方法適用于中等濃度的樣品,不能滿足痕量濃度樣品的檢測(cè)。而容器捕集,Tenax柱固相吸附-熱脫附- GC/MS法采樣過程容易污染,采樣裝置龐大,無法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)分析。固相微萃取- GC/MS法由于萃取頭上固定的涂層只能萃取極性相近的目標(biāo)物,同時(shí)涂層材料薄,易吸附飽和,也不適用于種類多達(dá)20余種揮發(fā)性有機(jī)物的同時(shí)測(cè)定。本文以汽車內(nèi)飾用紡織品為研究對(duì)象,采用吹掃捕集-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法,開展揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)的檢測(cè)研究,并建立汽車內(nèi)飾材料中揮發(fā)性化合物的檢測(cè)方法。該法省時(shí)間便,適用于紡織品中痕量VOCs多組份的同時(shí)測(cè)定。
1 試驗(yàn)
1.1 主要儀器與試劑
氣質(zhì)聯(lián)用儀(Agilent 6890N/5975B),DB-624毛細(xì)管色譜柱(60m×0.32mm×1.8 ?m),CDS 8000 CDS 樣品濃縮儀(America),捕集肼(Tenax/硅膠/碳分子篩)。
標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(正己烷、氯乙烯、1,3-丁二烯、2-乙氧基乙醇、甲苯、己醛、4-乙烯基環(huán)己烯、N,N-二甲基甲酰胺、乙苯、鄰二甲苯、對(duì)二甲苯、間二甲苯、苯乙烯、N,N-二甲基乙酰胺、環(huán)己酮、苯甲醛、辛醛、2-乙基己醇、十一烷、苯乙酮、4-苯基環(huán)己烯、壬醛、十三烷,純度≥99.0%);甲醇(分析純)。
1.2 試驗(yàn)方法
根據(jù)CDS 8000的樣品管的大小,截取樣品大小為10 cm×3 cm, 裝入樣品管中(容積約為200mL),裝載進(jìn)吹掃捕集儀,經(jīng)其濃縮后直接接入毛細(xì)管氣相色譜分析。采用外標(biāo)法定量。
1.3 測(cè)試條件
1.3.1 吹掃捕集條件
吹掃氣體:高純N2(純度99.999%);氣體流量:60 mL/min;吹掃溫度:80 ℃;吹掃時(shí)間:40 min;捕集肼熱解吸溫度:250 ℃;捕集肼解析時(shí)間:5 min。
1.3.2 氣相色譜-質(zhì)譜條件
色譜柱:DB-624(60m×0.32mm×1.8 ?m);
升溫程序:40℃(4min) 90℃(20min) 150℃ 200℃ 215℃;載氣為高純氦(99.9999%),柱流量:1.5mL/min; 進(jìn)樣模式:分流進(jìn)樣,分流比:10:1;進(jìn)樣口溫度:260℃;
離子源電壓70eV;離子源溫度230℃;四極桿溫度150℃;全掃描模式;溶劑延遲6min;掃描范圍:25~400amu。
2 結(jié)果與討論
2.1 吹掃捕集條件的優(yōu)化
本文采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)影響結(jié)果的五個(gè)主要因素進(jìn)行了優(yōu)化,設(shè)計(jì)了五因素四水平的正交試驗(yàn)方案L16(45),以考察個(gè)因素對(duì)捕集效果的影響,具體方案如表1所示。
根據(jù)各個(gè)物質(zhì)的最佳組合找出出現(xiàn)頻率較大的公共因素,結(jié)合影響物質(zhì)的顯著性影響因素和物質(zhì)的峰響應(yīng)大小綜合考慮,最終確定吹掃捕集的最佳優(yōu)化條件:吹掃氣體:高純N2(純度99.999%);氣體流量:60 mL/min;吹掃溫度:80 ℃;吹掃時(shí)間:40 min;捕集肼熱解吸溫度:250 ℃;捕集肼解析時(shí)間:5 min。
2.2 線性范圍及檢出限
配制5.00μg/mL、10.00μg/mL、20.00μg/mL、50.00μg/mL、100.00μg/mL、200.00μg/mL的23種物質(zhì)的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,各取5μL注入采樣管中,按“1.3”節(jié)的條件進(jìn)行吹掃捕集和GC/MS分析。各種物質(zhì)的線性方程、最小檢測(cè)濃度見表2所示。由表2可知,選定的揮發(fā)性物質(zhì)在該濃度范圍內(nèi)呈較好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)(r)多數(shù)在0.99以上,最小檢測(cè)濃度在 0.005mg/m2~0.014mg/m2之間。
2.3 方法回收率和精密度
量取空白棉貼襯為10 cm×3 cm ,分別準(zhǔn)確加入0.02mg/m2、0.08 mg/m2的標(biāo)準(zhǔn)混合溶液,迅速用錫紙封好,放置4小時(shí)后,直接放入吹掃捕集儀器的采樣管中,按照“1.3”節(jié)的條件進(jìn)行測(cè)定。通過GC/MS進(jìn)行數(shù)據(jù)分析(見表3),加標(biāo)量為0.02 mg/m2,回收率為85.3%~96.0%,RSD(n=6)在1.25%~5.96%之間;加標(biāo)量為0.08 mg/m2,回收率為90.0%~99.5%,RSD(n=6)在2.25%~6.55%之間;方法的回收率相對(duì)較高,RSD值較小,可以實(shí)現(xiàn)紡織品中23種化合物的測(cè)定。
2.4 方法重現(xiàn)性
取5?L 20.0 ?g/mL的標(biāo)準(zhǔn)混合溶液7份,按照“1.3”節(jié)的條件進(jìn)行測(cè)試;以正己烷等23種物質(zhì)為目標(biāo)化合物,分別對(duì)其進(jìn)行重復(fù)測(cè)定(n=7),結(jié)果見表3,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.65%~9.07%之間,小于10%,滿足檢測(cè)的需要。
2.5 實(shí)際樣品分析
應(yīng)用本方法對(duì)10份汽車內(nèi)飾紡織樣品進(jìn)行揮發(fā)性化合物測(cè)試,結(jié)果見表4。
結(jié)果表明,相同功能的不同樣品揮發(fā)出來的有害物質(zhì)含量差異很大,例如:同為絨面座椅套,座椅套1不含1,3-丁二烯,而座椅套3則含量很高。所以建立有效的揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)方法,對(duì)選擇含有低毒汽車內(nèi)部裝材料很有意義。
3 結(jié)論
利用吹掃捕集技術(shù)采集濃縮紡織品中的揮發(fā)性物質(zhì),再經(jīng)GC/MS檢測(cè),可以實(shí)現(xiàn)多類化合物的同時(shí)檢測(cè),在測(cè)定固體樣品(如紡織品、皮革)方面具有簡(jiǎn)單、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn),有較大的推廣前景。