【仪电分析】工作场所空气中甲酸的测定—气相色谱法

2022/01/26   下载量: 10

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应用领域 环保
检测样本 空气
检测项目 有机污染物>酸类化合物
参考标准 GBZ/T 300.112-2017 《工作场所空气有毒物质测定 第112部分:甲酸和乙酸》

甲酸,又称蚁酸,无色而具有刺激性气味,是基本有机化工原料之一,广泛用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。与乙酸、丙酸等其他羧酸的溶剂解吸-直接进样气相色谱检测方法不同,甲酸由于其本身在氢火焰离子化检测器上的灵敏度较低,因而多对其酯化后产物顶空进样分析。本方案参照《GBZ/T 300.112-2017 工作场所空气有毒物质测定 第112部分:甲酸和乙酸》,使用配备分流/不分流进样口和氢火焰离子化检测器的GC128气相色谱仪对工作场所空气中蒸汽态甲酸的浓度进行测定。

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工作场所空气中甲酸的测定—气相色谱法

甲酸,又称蚁酸,无色而具有刺激性气味,是基本有机化工原料之一,广泛用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。与乙酸、丙酸等其他羧酸的溶剂解吸-直接进样气相色谱检测方法不同,甲酸由于其本身在氢火焰离子化检测器上的灵敏度较低,因而多对其酯化后产物顶空进样分析。本方案参照《GBZ/T 300.112-2017 工作场所空气有毒物质测定 第112部分:甲酸和乙酸》,使用配备分流/不分流进样口和氢火焰离子化检测器的GC128气相色谱仪对工作场所空气中蒸汽态甲酸的浓度进行测定。

一、方法原理

空气中的蒸汽态甲酸用浸渍硅胶采集,硫酸溶液解吸,硫酸乙醇溶液衍生后顶空进样,经气相色谱分离,氢火焰离子化检测器检测,以保留时间定性,峰面积定量。

二、主要设备及试剂

a.       气相色谱仪:GC128,配备分流不分流进样口,FID检测器;

b.       色谱柱:CD-ACIDWAX30m×0.32mm×0.25μm

c.       恒温水浴锅;

d.       气密性进样针:1mL

e.       万分之一天平;

f.        溶剂解吸瓶:5mL

g.       顶空瓶:5mL

h.       大气采样器:0-600mL/min

i.        浸渍硅胶管:溶剂解吸型,内装600/300mg浸渍硅胶;

j.        硫酸溶液:体积分数5%

k.       硫酸乙醇溶液:15mL浓硫酸慢慢加入95%体积分数乙醇中,用乙醇稀释至100mL

l.        甲酸标准储备液:ρ=1000 μg/mL,有证标准溶液;

m.     甲酸标准使用液:ρ=200 μg/mL,由甲酸标准储备液配制。

三、实验方法

3.1 参考色谱条件

进样口温度:200℃;

检测器温度:250℃;

柱箱温度:60℃恒温;

柱流量:1.0 mL/min

分流比:20:1

3.2标准曲线的绘制

6支顶空瓶中分别加入0~0.5mL甲酸标准使用液,各加硫酸溶液至0.5mL,配成甲酸浓度为03060100150200μg/mL的甲酸标准系列浓度,标准曲线配制见表1。各顶空瓶中加入0.5mL硫酸乙醇溶液,置于恒温水浴锅中55℃水浴90min。从低到高浓度依次取顶部空气0.1mL进样分析,以浓度为横坐标,对应的峰面积为纵坐标绘制标准曲线。

1 标准曲线配制表

甲酸浓度(μg/mL

0

30

60

100

150

200

标准使用液(mL

0

0.075

0.15

0.25

0.375

0.5

硫酸溶液(mL

0.5

0.425

0.35

0.25

0.125

0

 

3.3 样品处理及实验

短时间采样:用浸渍硅胶管以300mL/min流量采集15min空气样品。将前后段浸渍硅胶分别倒入两支溶剂解吸瓶中,各加入2mL硫酸溶液(5%体积分数),封闭后振摇解吸30min。取0.5mL样品解吸溶液于顶空瓶中,加入0.5mL硫酸乙醇溶液,置于恒温水浴锅中55℃水浴90min后,按照绘制标准曲线相同操作条件进样分析。

四、实验结果

4.1 硅胶解析管解吸效率测定

15只浸渍硅胶管分为3批,分别加入低中高3个浓度水平的标准溶液,密封后放置过夜,按实验方法解吸后测定,其结果如表2所示;

2 浸渍硅胶管甲酸解吸率测试

批号

加入量(μg

平均测定量(μg

平均解析率(%

1#

60

51.86

86.43

2#

100

87.86

87.86

3#

200

170.97

85.48

 4.2 甲酸标准样品色谱图

浓度为200 μg/mL的甲酸标准样品顶空进样色谱图,如图1

image.png

1 200 μg/mL甲酸标准色谱图

4.3 工作曲线

0~200μg/mL甲酸工作曲线如图2所示,本次所得甲酸工作曲线相关系数>0.999,线性表现良好:

image.png

2 甲酸工作曲线

4.4 重复性

实验中对浓度为60 μg/mL200 μg/mL的甲酸标准溶液进行6次平行测定,测定结果如表3所示:

3 甲酸平行测定结果

浓度

峰面积1

峰面积2

峰面积3

峰面积4

峰面积5

峰面积6

RSD

60μg/mL

28.7485

28.9941

29.6227

28.7115

29.7239

28.0871

2.12%

200μg/mL

88.7730

93.5048

90.1527

90.0257

91.1068

91.4842

1.80%


image.png

3 200μg/mL甲酸标准溶液6次顶空进样

4.5 样品计算

按下列公式计算空气中甲酸的浓度:

image.png

式中:

C —空气中甲酸的浓度,单位为毫克立方米(mg/m3);

C1C2——测得的前后段样品溶液中甲酸的浓度(减去样品空白),单位为微克每毫升(µg/mL);

V——样品溶液的体积,单位为毫升(mL);

V0 ——标准采样体积,单位为升(L);

D ——解吸效率,%


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