天瑞仪器一直致力于为客户提供更完善的解决方案,热脱附-气相色谱-质谱联用仪(TD-GC-MS 6800)可用于测定整鞋中挥发性有机物的释放量。
1.仪器简介
GC-MS 6800是天瑞仪器精心打造的一款高性价比气相色谱质谱联用仪,具有完全的自主知识产权,拥有多项专利技术,可广泛应用于高分子材料、环境保护、电子电器、医药、石油化工、食品安全、纺织皮革等多行业中有害物质的检测。
图1. GC-MS 6800气相色谱质谱联用仪外观图
2. 实验部分
2.1 参考标准
《GB/T 32367-2015 胶鞋 整鞋挥发性有机物(VOC)含量的测定》
2.2 测试原理
实验舱中,整鞋在规定的实验条件下释放出挥发性有机物(VOCs),用不锈钢Tenax吸附管采集一定体积的气体,气体中的VOC成分被捕集于吸附管中,被捕集的VOCs通过热脱附仪解析后进入气质进行测定,以碎片离子形成的质谱图定性,峰面积定量(见表1)。
2.3 主要仪器设备、耗材和试剂
气相色谱-质谱联用仪GC-MS 6800,具EI源 (江苏天瑞仪器股份有限公司);
热脱附仪TD-100,二级脱附(MARKES);
Tenax吸附管 (不锈钢材质 MARKES);
恒流气体采样器:量程0.1-1.5L/min(北京市劳动保护科学研究所);
采样导管:硅胶材质;
整鞋VOC挥发装置:适用于整鞋尺寸大小的实验舱,有效容积30L;舱体为圆筒形,以减少死角,提高测试结果的稳定性;圆筒横向水平放置,鼓风叶片位于筒底(后)部,舱门位于筒前部,整鞋样品迎着鼓风方向置于舱内;实验舱可控温度(35±1)℃;舱内具备鼓风装置,以便舱内气体快速混合,温度均匀;舱内壁喷涂有聚四氟乙烯,光滑不吸附;试验舱产生的总背景质量浓度为单组份VOC不大于2μg/m3,VOC总和不超过20μg/m3;进舱气吸附过滤清洁模块,保证在气体采样过程中补充进入试验舱的气体。
氮气:纯度≥99.999%;
氦气:纯度≥99.999%。
2.4仪器测试条件
整鞋VOC挥发装置条件:
温度:35±1℃;平衡时间:24h;采集流量:500ml/min;采集时间:3min;采样个数:两个,平行样。
热脱附仪条件:
脱附温度:300℃;脱附时间:10min;脱附气流量:30ml/min;冷阱温度:-10℃;
冷阱加热温度:320℃;传输线温度:200℃。
色谱质谱条件:
色谱柱: DB-INNOWAX,30m×0.25mm×0.25μm (Agilent);
柱流量: 1.0ml·min-1;
程序升温: 50℃保持4min,以25℃·min-1速率上升至230℃保持8min;
进样口温度:200℃;气质接口温度:230℃;离子源温度:230℃;
溶剂切除时间:1min;
扫描模式:FULL,扫描范围:40-350,定量离子定量。
图2.各组分总离子流色谱图
表1. VOC各目标物测试信息
峰号 | 名称 | CAS号 | 出峰时间min | 特征离子 |
1 | 丁酮 | 78933 | 3.31 | 43 57 72* |
2 | 苯 | 71432 | 3.78 | 77 78* |
3 | 甲苯 | 108883 | 5.30 | 91* 92 |
4 | 1,2-二氯乙烷 | 107062 | 5.66 | 62* 64 98 |
5 | 乙苯 | 100414 | 6.30 | 91* 106 |
6 | 对二甲苯 | 106423 | 6.40 | 91* 106 |
7 | 间二甲苯 | 108383 | 6.49 | 91* 106 |
8 | 邻二甲苯 | 95476 | 6.98 | 91* 106 |
9 | 苯乙烯 | 100425 | 7.68 | 78 103 104* |
10 | 环己酮 | 108941 | 8.03 | 55 69 98* |
表2. VOC各目标物校准曲线、拟合系数、方法检出限
峰号 | 名称 | 线性方程 | 拟合系数 | 方法检出限(μg/双) |
1 | 丁酮 | Y=2286.1X-67066.8 | 0.998 | 0.6 |
2 | 苯 | Y=25186.0X-248481.4 | 0.998 | 0.2 |
3 | 甲苯 | Y=2166.4X+1291.8 | 0.973 | 0.1 |
4 | 1,2-二氯乙烷 | Y=3398.9X+100385.8 | 0.991 | 0.1 |
5 | 乙苯 | Y=85968.3X-645634.0 | 0.998 | 0.2 |
6 | 对二甲苯 | Y=66462.1X-1091960.0 | 0.999 | 0.3 |
7 | 间二甲苯 | Y=68204.9X-2172470.0 | 0.994 | 0.6 |
8 | 邻二甲苯 | Y=77026.6X-2550722.8 | 0.995 | 0.6 |
9 | 苯乙烯 | Y=66064.2X-1796754.3 | 0.996 | 0.5 |
10 | 环己酮 | Y=16375.6X-1823169.2 | 0.994 | 0.1 |
图3. 某品牌运动鞋测试总离子流色谱图
针对某品牌运动鞋进行测试,计算得各组分含量分别为:甲苯15.5μg/双,乙苯4.3μg/双,二甲苯7.2μg/双,苯乙烯2.2μg/双,环己酮2.5μg/双,其他VOC目标物未检出。
3.小结
本项目采用小试验舱采集样品,热脱附与GC-MS结合的方法,测试整鞋中的挥发性有机物释放量,目标物线性范围良好,检出限低,灵敏度高,有很好的重现性,具有较高的稳定性和可靠性,能够很好的满足整鞋VOCs的测定。