田正義 賈曉朵 陳文強(qiáng) 韓洪云
【摘 要】本文采用固相萃取-氣相色譜內(nèi)標(biāo)法檢測(cè)TDA生產(chǎn)工程中廢水中微量TDA含量,通過(guò)對(duì)固相萃取前處理方法進(jìn)行優(yōu)化可使目標(biāo)物回收率達(dá)到98%以上。該方法具有良好的重復(fù)性和再現(xiàn)性,通過(guò)精密度、準(zhǔn)確度考察實(shí)驗(yàn),其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于0.42%,符合微量組分分析的要求。
【關(guān)鍵詞】固相萃??;TDA;氣相色譜;內(nèi)標(biāo)法
一、前言
甲苯二異氰酸酯(TDI)是生產(chǎn)聚氨酯的基本原料,是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)泡沫塑料、優(yōu)質(zhì)涂料、合成纖維、合成橡膠的重要原料。其產(chǎn)品廣泛用于日常生活、石油化工、造船、航空、宇宙飛行、軍事尖端、絕熱制冷等多領(lǐng)域。其主要原料甲苯二胺(TDA)生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量的有機(jī)廢水,為滿足環(huán)保要求需嚴(yán)格控制廢水中TDA含量。因此建立廢水中TDA準(zhǔn)確測(cè)定方法對(duì)于廢水治理、優(yōu)化工藝條件具有重要意義。針對(duì)以上原因,本文采用固相萃取—?dú)庀嗌V內(nèi)標(biāo)法檢測(cè)TDA廢水中TDA含量。固相萃?。⊿olid Phase Extraction, SPE)是一種用途廣泛而且越來(lái)越受歡迎的樣品前處理技術(shù)。SPE 是用固體吸附劑將液體樣品中的目標(biāo)化合物吸附,與樣品的基體和干擾化合物分離,然后用洗脫液洗脫或加熱解吸附,達(dá)到分離和富集目標(biāo)化合物的目的[1]。下面將該分析方法介紹如下。
二、檢測(cè)方法建立
1.試劑
(1)2,4-TDA(分析純);(2)甲苯<內(nèi)標(biāo)物>(分析純);(3)二氯甲烷(分析純);(4)甲醇(分析純);(5)實(shí)驗(yàn)室常用藥品。
2.材料
(1)、12管防交叉污染SPE萃取裝置一套,Supelco公司。
(2)、三種固相萃取柱:①反相萃取柱ENVI-18(500mg/3mL),Supelco公司;②弱極性萃取柱LC-CN (500mg/3mL),Supelco公司;③強(qiáng)陰離子交換萃取柱LC-SAX(500mg/3mL),Supelco公司。
3.儀器及條件
氣相色譜儀:CP-3880氣相色譜儀配置FID檢測(cè)器(VIRIAN, Palo Alto,CA),10μL微量進(jìn)樣器(上海光正醫(yī)療儀器有限公司);
色譜條件:
進(jìn)樣器 250°;
柱溫 50°(5min)—20°/min—250°(5min);
檢測(cè)器 FID 280°。
4.固相萃取前處理方法建立
(1)標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
1g/L的TDA甲醇溶液的配制:稱取1.0530g(精確至0.0001g)的分析純2,4-TDA溶于50mL甲醇,定容至100mL。
10ppmTDA加標(biāo)溶液配制:取10ml1g/L的TDA甲醇溶液緩慢滴加到1000g蒸餾水中,邊滴加邊搖動(dòng),滴加完畢后充分搖勻,備用。
以上溶液在4℃條件下避光保存。
(2)固相萃取條件優(yōu)化
要建立固相萃取方法,首先要選擇吸附劑。實(shí)驗(yàn)根據(jù)不同的萃取劑的萃取機(jī)理和BPA的物理、化學(xué)性質(zhì),分別選了鍵合有C18烷基鏈的反相吸附柱ENVI-18、極性柱LC-CN和強(qiáng)離子型交換柱LC-SAX三種柱子。用以上柱子分別對(duì)100ml TDA加標(biāo)液進(jìn)行富集,進(jìn)樣前用1mol/L氫氧化鈉調(diào)節(jié)加標(biāo)樣pH值。選擇吸附劑實(shí)驗(yàn)中三種固相柱的萃取條件如下。
依次用5mL的甲醇和10mL蒸餾水活化小柱,隨后把100mL的樣品以一定的流速進(jìn)樣。進(jìn)樣完畢,用10mL蒸餾水淋洗小柱,離心干燥后的小柱用一定量的二氯甲烷洗脫。洗脫液加入20μL甲苯(精確值0.0001g)混合均勻,用二氯甲烷定容至規(guī)定的體積,進(jìn)氣相色譜分析,進(jìn)樣量為1μL,并根據(jù)下式計(jì)算目標(biāo)物回收率。
對(duì)于吸附劑而言ENVI-18效果最好;隨樣品pH值增加回收率降低;進(jìn)樣速率的提高回收率呈下降的趨勢(shì),隨洗脫劑用量的增加回收率先增大后減小。可能原因,如果樣品pH值過(guò)高會(huì)對(duì)固相萃取柱造成一定的損害,影響對(duì)目標(biāo)物的吸附效果,而使回收率降低;進(jìn)樣速率過(guò)快將會(huì)影響固相萃取柱的吸附效率;洗脫劑的用量過(guò)大,將會(huì)將目標(biāo)物稀釋影響液相色譜檢測(cè)的準(zhǔn)確度,洗脫劑用量過(guò)小,則不能將目標(biāo)物洗脫完全。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并結(jié)合實(shí)際情況(樣品分析速率、固相萃取柱所能承受的pH值范圍等),確定固相萃取條件為:依次用5mL的甲醇和10mL蒸餾水活化小柱,隨后把100mL的樣品pH值調(diào)節(jié)至中性,以5ml/min的流速進(jìn)樣。進(jìn)樣完畢,用10mL蒸餾水淋洗小柱,離心干燥后的小柱用5ml二氯甲烷洗脫。洗脫液加標(biāo)定容后,進(jìn)氣相色譜分析,進(jìn)樣量為1μL。
利用優(yōu)化的固相萃取條件對(duì)同一加標(biāo)樣品進(jìn)行多次檢測(cè)所得結(jié)果見(jiàn)表2。表2中的數(shù)據(jù)為:加標(biāo)回收率=(加標(biāo)后含量-空白含量)/加標(biāo)量,其中樣品加標(biāo)后含量、空白含量檢測(cè)時(shí)樣品前處理均采用優(yōu)化的固相取條件。
(3)固相萃取柱穿透體積考察
采用優(yōu)化的固相萃取條件,對(duì)穿透體積進(jìn)行了考察。在200、400、600、800 、1000、1200、1400、1600、1800和2000mL蒸餾水中加入等量的1g/L的TDA甲醇溶液(10ml),200~1000 mL范圍內(nèi)回收率在99%以上,當(dāng)樣品體積繼續(xù)增大時(shí)回收率下降。因此,穿透體積大約為1000mL。即在保證回收率大于99%的條件下廢水中的TDA含量不能低于1ppm。
三、結(jié)論
采用ENVI-18固相萃取柱富集TDA廢水中的TDA,較優(yōu)的萃取條件為:依次用5mL的甲醇和10mL蒸餾水活化小柱,隨后把100mL的樣品以5ml/min的流速進(jìn)樣。進(jìn)樣完畢,用10mL蒸餾水淋洗小柱,離心干燥后的小柱用5ml二氯甲烷洗脫,洗脫液加標(biāo)后(大約為50μL甲苯)定容至10ml。在保證廢水中TDA含量大于1ppm的條件下,該方法回收率大于98%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于0.42%。能夠滿足微量分析的要求。
【參考文獻(xiàn)】
[1]邢云,王貴方,李全民. 分析化學(xué)中的溶劑萃取技術(shù)[J]. 理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊(cè). 2005,41(9): 694-696;701.