Tenax-TA吸附管的快速活化方法探讨

14 科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 2008 NO.24 Science and Technology Innovation Herald 技 术 创 新 科技创新导报 Tenax-TA吸附管作为采集室内空气 中T V O C的采样管,经过解吸或长时间存 放后,吸附剂中会残留或吸附部分杂质,影 响吸附管内吸附剂的性能,使用前必须进 行活化再生处理[1]。按照现有的活化规程, 将吸附管置于320℃恒温炉中,通入40ml/ min流量的高纯氮气,直至用气相色谱仪检 测吸附管中无杂质峰为止[ 2 ]。活化过程需 要6～8小时方可满足分析测试要求,成本 高、效率低,无法满足日常检测工作的需 要。本文利用热解吸的吹扫功能,选择合 适的洗脱剂,实现了对Tenax-TA采样管 的快速活化。 1 实验部分 1.1 仪器和试剂 GC112A气相色谱仪,HD-D型热解吸 仪(上海精密科学仪器有限公司);微量进样 器(宁波镇海玻璃仪器厂):10μL; 所用试剂戊烷、甲醇、异丙醇均为色 谱纯试剂。 1.2 实验方法 Tenax-TA吸附管经加热解吸后,用10 μL微量进样器吸取洗脱剂1.5μL,通过 热解吸进样口注入吸附管中,在50～80ml/ min氮气流量下,吹扫60min。然后进行色 谱定量分析检查。 解吸后的吸附管中残留的峰面积约为 1.1×105uAv,新购吸附管谱图峰面积约为 1.7×107uAv。两者之间相差10倍以上, 因此本实验采用新购的Texan-TA吸附管 进行实验。吸附管活化至1h后,根据谱图 中是否有杂质峰来判断活化结果[ 1 ]。为了 定量的说明问题,本文以谱图中峰面积大 小判定活化的效果。 2 结果与讨论 2.1 洗脱剂的选择 参照Tenax-TA吸附剂提纯原理[1],能 够有效洗脱吸附管内杂质峰的有甲醇、戊 烷、异丙醇等。表1实验结果说明戊烷的活 化效果较好。甲醇和异丙醇的峰面积残留 值较高且谱图中出现面积较大的异常峰。 2.2 戊烷加入量对活化结果的影响 固定洗脱气流量,分次注入1～2.5μL 的戊烷试剂。表2结果说明,不同量的戊烷 对杂质峰的洗脱效果基本相同,但戊烷自 身的残留量逐渐增加。而加入量为1.0μ L时,杂质峰面积略有偏高。故本实验选用 1.5μL。 2.3 洗脱气流量对活化结果的影响 改变洗脱气流量,注入戊烷1.5μL。 Tenax-TA吸附管的快速活化方法探讨 孙银生1,2 王志立1 荣耀1,2 张伟2 施俊生1 (1.河南省核工业地质局 河南信阳 464000; 2.河南省核工业放射性核素检测中心 河南郑州 450002) 摘 要:利用气相色谱—热解吸仪器的吹扫功能,选择戊烷作为Tenax-TA吸附管的活化洗脱剂,实现了对Tenax-TA吸附管的快速活化。 将活化时间由原来的6～8h降为1h,并对活化机理进行了探讨。 关键词:活化 Tenax-TA吸附管 洗脱剂 中图分类号:S124+.3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2008)08(c)-0014-02 表3结果说明,改变洗脱气流量,对杂质峰 面积影响较小。在60～100ml/min的流量 范围内,杂质峰面积和值比较接近;但在 80～100ml/min的流量范围内,戊烷峰面积 残留值明显减小,考虑到该峰为洗脱剂引 入峰,应尽量减小,故本实验选取80ml/min 作为洗脱气流量。 2.4 洗脱时间对活化结果的影响 按照2.2,2.3节选定的条件,实验洗脱 时间为30,40,60,90min时的洗脱效果。表 4结果说明,洗脱时间在60min之后,峰面 积明显降低。结合生产实际,将活化洗脱 时间定为1h。 2.5 改进前后活化结果的比较 按照2.2,2.3,2.4节选定的条件,选用 样品解吸后的采样管及新购的采样管进行 活化实验。与改进前的活化效果比较,残 留杂质峰出现的位置基本相同,残留的背 景值均较低,残留峰面积约在1.01×103～ 2.3×103uAv之间。 2.6 残留峰面积对样品结果的影响 设采样温度20℃,大气压力100.0kPa, 采样体积10L。表5计算结果表明,改进后 的活化方法引起结果的变化,比改进前略 表1 不同洗脱剂活化效果 表2 戊烷加入量对活化结果的影响 表3 洗脱气流量对活化结果的影响 表4 洗脱时间对活化结果的影响 表5 改进前后活化方法对样品结果的影响 15 科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 技 术 创 新 2008 NO.24 Science and Technology Innovation Herald科技创新导报 有提高,但均低于该方法的检测限。由于 最终结果需扣除室外空白或静态空白[2],所 以不会对检测结果造成影响。 2.7 戊烷活化机理探讨 Tenax-TA吸附剂可吸附物质为芳香 族、非极性(bp＞100℃)和低挥发极性化合 物(bp＞150℃)[3]。戊烷作为非极性有机物, 沸点仅36℃,可见在室温下,戊烷是不易被 Tenax-TA吸附剂保留的物质。 在室温下,分次注入戊烷1.5μL,洗 图1 吹扫时间对戊烷峰高值的影响 脱气按不同时间段吹扫,然后进行热解吸。 从图 1中看出:室温下,随着吹扫时间增 长,戊烷的峰高值逐渐降低。说明戊烷在 活化过程中不被Tenax-TA吸附剂保留, 而是通过缓慢释放而起作用的。戊烷分子 在高温汽化后,分子的热运动可能使高温 下释放出的气体在戊烷分子和吸附剂之间 建立了瞬间的气固相平衡。由于戊烷分子 的不断流出,平衡不断被打破,而将其它杂 质气体快速带出。戊烷分子由于自身的非 极性和不被保留的性质,而又逐渐被释放 出来。 3 结语 利用气相色谱-热解吸仪器的吹扫功 能,选择戊烷作为Tenax-TA吸附管的洗 脱剂,在戊烷加入量为1.5μL,氮气流量 为80ml/min时,对吸附管活化1h,完全能 够满足生产的要求,本方法已应用于生产, 成倍的提高了工作效率.活化成本降低5 0 ％以上。 参考文献 [1] 室内空气质量.实施指南[S].中国标 准出版社,112-120. [2] 民用建筑工程室内环境污染控制规范[S]. 辅导教材.中国出版社,281. [3] 刘虎威.气相色谱方法及应用[M].化学 工业出版社,167-168. 首先与环氧化物络合,然后两种单体轮流 插入活性中心,如果两个二氧化碳分子同 时与一个催化活性中心络合,可使其封闭 而失去活性。 利用二氧化碳和环氧化物合成的脂肪 族聚碳酸酯,其共聚产物是无定形的[ 1 2 ]、 具有水解性[13]、热稳定性高[13]、燃烧热低[14], 与环氧丙烷、环氧乙烷的共聚物的拉伸强 度和弹性模量超过聚乙烯和聚丙烯。 中科院长春应用化学、中科院广州化 学所等科研部门都在进行相关研究,并相 继通过了中试的鉴定验收。此类工艺是二 氧化碳固定与利用的很好途径,既利用了 工业废气,又生产出了全降解塑料,替代使 用后或消耗后难以回收、并对环境造成危 害的塑料制品,从而有效利用二氧化碳,减 轻二氧化碳对环境的污染以及由不可降解 塑料造成的“白色污染”。 在二氧化碳共聚中还可加入第三单 体,合成的三元共聚单体具有不同的性能。 有效的第三单体包括另一种环氧化物、环 状酸酐、己内酯、(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯、 丙烯腈、异氰酸苯酯(PI)等[15]。例如二氧化 碳、环氧化物和异氰酸苯酯形成一种聚亚 氨碳酸酯结构[15],如下式: 此外,利用二氧化碳和二胺进行缩聚 反应合成聚脲,产物的结晶度高,熔点为 320℃,可拉伸为高强度纤维[16]。 e.其他合成应用[17] 芳烃的烷基化: 与金属卟啉配位反应: 现在,人们对植物光合作用的机理有 了进一步的了解,正在研究模拟生物固定 C O2,实现“人工光合作用”。已成功研究 出一种新的优异的铝卟啉配合催化剂,可 以“捕集”固定CO2,为开发利用CO2开辟 了新的途径。 4 结语 由于环境恶化和资源匮乏,人们开发 利用CO2的积极性随之增加。CO2大规模 固定不仅能生产出有价值的化工产品,而 且具有良好的环境效益。随着我国国民经 济的迅速发展和有关新技术的普遍采用, 对商品二氧化碳的需求量也将迅速上升, 必将形成广阔的资源市场。 参考文献 [1] 任广铭.CO2对豆芽产量及质量的作用 [J].食品科学,1987,(8):44～50. [2] 李富友.CO2化学[J].化学教育,1995,(2): 4～8. [3] 邝生鲁.化学工程师技术全书[M].北京: 化学工业出版社,2001:1011. [4] 汪廷魁,浅谈利用CO2灭菌杀虫概况[J]. 植物保护,1993,(2):30～32. [5] 胡逢恺,二氧化碳的应用进展[J].黄山高 等专科学校学报,2001,3(2):108～109. [6] 杨淑英,我国CO2研究现状[J].天然气化 工,1991,(3):47～49,63. [7] 天津化工研究院等编,无机化工产品手册 [M].(二版),化学工业出版社,1993. [8] 化工部科技情报所,化工产品手册,有机 化工原料[M].北京:化学工业出版社, 1985. [9] 中国化工产品大全编委会,中国化工产品 大全[M].北京:化学工业出版社,1994. [10]许勇.CO2加氢合成甲醇反应的研究进展 [J].天然气化工,1992,(6):28～32. [11]姚佩芳,等,合成甲醇的新方法——均相 络合催化法[J].天然气化工,1992,(6): 24～27. [12]Udipi K,Giham J K.J Appl Polym Sci,1974,18:1575. [13]Rokicki A,Kuran W.J Macromol Chem,1981,C21:135. [14]Inoue S.Chemtch,1976,6:558. [15]陈立班,二氧化碳共聚物的合成、性质和 应用[J].高分子通报.1999(9),128～ 133. [16]Yamazaki N,Tguchi,higashi F.J Polym Sci,Polym Chem Ed,1975,13:785. [17]邝生鲁.化学工程师技术全书[M].化学工 业出版社,2001:1020～1023. （上接13页）