專利名稱：基于離子液體采集空氣中污染物的熱脫附-氣相-質(zhì)譜聯(lián)用的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于空氣中污染物的分析檢測領域，特別是涉及用于采集空氣中污染物的一種富集材料——離子液體。
背景技術(shù)：
室溫離子液體指在室溫及鄰近溫度下由有機陽離子和無機(有機)陰離子組成的特殊鹽類物質(zhì)。它是一種新型的有機溶劑，也是一種功能材料。離子液體的出現(xiàn)給富集空氣中的污染物提供了一個新的選擇。從結(jié)構(gòu)上看，離子液體具有豐富的電子云和空軌道，理論上與室內(nèi)空氣中常見的污染物有很好的相容性，更可貴的是離子液體具有可調(diào)節(jié)性，可通過選擇適當?shù)年庪x子或調(diào)節(jié)陽離子來改善離子液體的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。因此，我們可根據(jù)目標污染物的結(jié)構(gòu)，選擇合適的離子液體或者根據(jù)需要合成新的離子液體來富集目標化合物，這對于拓展現(xiàn)有離子液體的應用領域也是極有意義的?？諝庵形廴疚锏臍庀嗌V-質(zhì)譜聯(lián)用檢測方法與樣品的前處理具有重要關系，前處理的方法是否科學直接影響分析的結(jié)果，所以前處理技術(shù)對樣品的分析是很重要的。目前常用的前處理方法主要有固相萃取法、液液萃取法、超聲萃取法、索氏提取法、熱脫附法等，熱脫附法使用溶劑較少，且操作簡單方便，所以本方法根據(jù)離子液體性質(zhì)設計合適的采樣方式，建立熱脫附-氣相-質(zhì)譜聯(lián)用的檢測方法
發(fā)明內(nèi)容
為簡單有效的檢測空氣中的污染物，本發(fā)明提供了一種新型的功能性的材料——離子液體，建立了熱脫附-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用的檢測方法，該方法包含以下步驟:1.離子液體吸附管的制備將離子液體和白色擔體以質(zhì)量比1:10 1:25混合均勻，稱取該混合物100 130mg填入吸附空管中，兩端用玻璃棉堵塞，將裝填好的吸附管以230 280°C (低于離子液體熱分解點)進行活化。以He2作載氣,在60 IOOmL ^mirT1的流速下活化20 30min,以除去雜質(zhì)?；罨Y(jié)束后，吸收管的溫度在不間斷He2氣流的情況下降至室溫，取出，放入干燥器備用。2.工作曲線的制備用微量進樣器分別準確吸取I μ I不同濃度的混合標準溶液，注入上述離子液體吸附管中，在熱脫附及色譜質(zhì)譜條件進行測定，以物質(zhì)濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標，繪制工作曲線。3.采樣經(jīng)活化的離子液體吸附管與大氣采樣儀連接以0.5 lL/min的速率在房間內(nèi)采樣 45 99min。4.分析
離子液體吸附管采集的樣品直接放入熱脫附-氣相色譜-質(zhì)譜儀中進行分析。本方法熱脫附采用二階段脫附模式，脫附氣體為氦氣；第一階段樣品管脫附，脫附溫度250 280°C，脫附時間15 30min，脫附流速50 80ml/min ;冷阱捕集溫度-10 IO0C (在這個溫度范圍內(nèi)，目標化合物才能較好的檢測出來，若低于-10°C，DEHP和PBDE-47則不能檢測出來)；第二階段冷阱脫附，脫附溫度230 280°C，脫附時間I 5min，升溫速率40 99°C /s，阱前分流比O 9，阱后分流比O 9 ;六通閥溫度230 280°C，傳輸線溫度230 280°C。本方法氣相色譜柱使用即-51^色譜柱(3011^0.25mmX0.25 μ m);載氣為氦氣(純度為99.995%)，流速1.0ml/min ;初始柱溫為110°C，以30°C /min程序升溫至210°C，保持15min,再以30°C /min程序升溫至250°C，保持IOmin (在此程序升溫的條件下，DEHP和PBDE-47能夠較好的分離)。傳輸線溫度250°C ；EI源，電子能量70eV，離子源溫度250°C ；質(zhì)量掃描范圍:m/z35 500,選擇離子掃描方式。本方法操作簡單，易于掌握，不需要溶劑提取，減少了有機溶劑帶來的二次污染，且省時有效，可有效控制和檢出離子液體所富集的空氣中的污染物。


圖1空白對照[bmim] [ N T F 2]的GC-MS圖譜:說明使用本方法離子液體本身沒有可被檢出的有機污染物。圖2混合對照品的GC-MS圖譜:說明使用本方法混合標準對照品的分離和質(zhì)譜識別情況。圖3富集空氣中污染物的GC-MS圖譜:說明使用本方法，測定空氣中所含有的P AE s及P B D E s的情況。
具體實施方式
1.實驗材料及藥品1.1實驗藥品室溫離子液體[BMIm]NTf2 (中國科學院蘭州物理化學研究所綠色化學與催化中心)7 種標準物質(zhì)(DMP、DEP、DBP、BBP、DEHP, PBDE-28、PBDE-47) (99.4% 美國Accustandard)),甲醇(HPLC 色譜純 J&K Chemical), 102 酸洗白色擔體(60 80 目)(天津博瑞健合色譜技術(shù)有限公司)。1.2實驗儀器及設備氣相色譜(Gaschromatograph)型號 Charus6OOPerkin Elme 公司；自動熱脫附儀(Auto Thermal Desorbers)型號 Turbomtrix350Perkin Elme 公司；質(zhì)譜(MassSpectrometer)型號 Charus6OOT Perkin Elme 公司；QC-2型大氣采樣儀(北京三環(huán)勞動科貿(mào)有限公司)；電子分析天平:SartoriusBS110S,精度 0.0OOlg。2.方法建立2.1色譜-質(zhì)譜條件的確立
HP-5MS 色譜柱(30mX0.25mmX0.25 μ m);載氣為氦氣(純度為 99.995%)，流速
1.0ml/min ;初始柱溫為110°C，以30°C /min程序升溫至210°C，保持15min，再以30°C /min程序升溫至250°C，保持15min。傳輸線溫度250°C ；EI源，電子能量70eV，離子源溫度2500C ;質(zhì)量掃描范圍:m/z35 500，選擇離子掃描方式。2.2ATD條件的確立二階段脫附模式，脫附氣體為氦氣；第一階段樣品管脫附，脫附溫度280°C，脫附時間15min，脫附流速50ml/min ;冷阱捕集溫度(TC，第二階段冷阱脫附，脫附溫度280°C，脫附時間5min，升溫速率40°C /s，阱前阱后均無分流；六通閥溫度230°C，傳輸線溫度280°C。3.工作曲線的繪制準確稱取DMP、DEP、DBP、BBP、DEHP各0.lg，用甲醇溶解并定容25ml容量瓶中，配制成4g/l的儲備液；將50mgPBDE-47用甲醇定量轉(zhuǎn)移至25ml的容量瓶中，配制成2g/l的儲備液；將Iml濃度為50mg/l的PBDE-28全部轉(zhuǎn)移至5ml容量瓶中，配制成10mg/l儲備液；用甲醇作溶劑，將上述儲備液過稀釋配制成0.l、0.3、1.5、3、5、10mg/l系列濃度
的標準混合溶液，于4°C冰箱中存儲以備使用。稱取白色擔體和[BMM]NTf2，以質(zhì)量比1:15混合均勻，在馬弗爐中于280°C烘烤3h。分別稱取IOOmg的混合物填入20根空 管中，兩端用玻璃棉堵塞，將裝好的吸附管用熱脫附儀活化30min，使其中的干擾物質(zhì)脫附出來，活化好的吸附管在儀器上不得有雜質(zhì)檢出。用微量進樣器分別準確吸取I μ I不同濃度的混合標準溶液，注入上述離子液體吸附管中，在熱脫附及色譜質(zhì)譜條件進行測定，繪制工作曲線。線性方程如表3.1表3.1線性方程
權(quán)利要求
1.基于離子液體采集空氣中污染物的熱脫附-氣相-質(zhì)譜聯(lián)用的方法，其特征在于: 離子液體吸附管與大氣采樣儀連接采樣后直接放入熱脫附-氣相色譜-質(zhì)譜儀中進行分析，制備工作曲線； 其中離子液體吸附管的制備方法如下: 將離子液體和白色擔體以質(zhì)量比1:10 1:25混合均勻，稱取該混合物100 130mg填入吸附空管中，兩端用玻璃棉堵塞，將裝填好的吸附管以230 280°C進行活化；以He2作載氣，在60 IOOmL mirT1的流速下活化20 30min,以除去雜質(zhì)；活化結(jié)束后，吸收管的溫度在不間斷He2氣流的情況下降至室溫，取出，放入干燥器備用。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的離子液體為咪唑類離子液體。
3.按照權(quán)利要求1，采樣方法為，經(jīng)活化的離子液體吸附管與大氣采樣儀連接以0.5 lL/min的速率在室內(nèi)采樣空氣45 99min。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，熱脫附采用二階段脫附模式，脫附氣體為氦氣；第一階段樣品管脫附，脫附溫度230 280°C，脫附時間15 30min，脫附流速50 80ml/min ;冷阱捕集溫度_10 10°C，第二階段冷阱脫附，脫附溫度250 300°C，脫附時間I 5min，升溫速率40 99°C /s,阱前分流比O 9，阱后分流比O 9 ;六通閥溫度230 2800C，傳輸線溫度 230 280°C。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，氣相色譜柱使用HP-5MS色譜柱；載氣為氦氣，流速1.0ml/min ;初始柱溫為110°C,以30°C /min程序升溫至210°C,保持15min,再以30°C /min程序升溫至250°C，保持IOmin ;傳輸線溫度250°C ；EI源，電子能量70eV，離子源溫度250°C ;質(zhì)量掃描范圍:m/z35 500，選擇離子掃描方式。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，制備工作曲線時，用微量進樣器分別準確吸取1μ I不同濃度的混合標準溶液，注入制備好的離子液體吸附管中，在熱脫附及色譜質(zhì)譜條件下進行測定，繪制工作曲線。
全文摘要
基于離子液體采集空氣中污染物的熱脫附-氣相-質(zhì)譜聯(lián)用的方法屬于空氣中污染物的分析檢測領域。其中離子液體吸附管的制備方法如下將離子液體和白色擔體以質(zhì)量比1:10～1:25混合均勻，稱取該混合物100～130mg填入吸附空管中，兩端用玻璃棉堵塞，將裝填好的吸附管以230～280℃進行活化；以He2作載氣，在60～100mL·min-1的流速下活化20～30min，以除去雜質(zhì)；活化結(jié)束后，吸收管的溫度在不間斷He2氣流的情況下降至室溫，取出，放入干燥器備用。本方法操作簡單，易于掌握，不需要溶劑提取，減少了有機溶劑帶來的二次污染，且省時有效，可有效控制和檢出離子液體所富集的空氣中的污染物。
文檔編號G01N30/88GK103197023SQ201310150070
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月20日
發(fā)明者孫東玲, 王小逸, 趙靖強, 林興桃, 客慧明 申請人:北京工業(yè)大學