熱解吸—氣質(zhì)聯(lián)用法測定紡織品中有機揮發(fā)物的含量

周瑜+湛權(quán)+楊欣卉+劉文莉

摘要：

采用熱解吸—氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)建立測定紡織品中有機揮發(fā)物含量的方法。本方法操作簡單、準確、靈敏度高、重復(fù)性好，可作為紡織品質(zhì)量控制的參考方法。

關(guān)鍵詞：熱解吸;紡織品;有機揮發(fā)物

紡織品中的有機揮發(fā)物對人類健康的影響日益引起人們的關(guān)注。紡織品的印染加工中常用到各種有機溶劑，殘留的有機溶劑會在紡織品生命周期中不斷逸散，對環(huán)境和人體產(chǎn)生不良影響。Oeko-Tex 100標準對生態(tài)紡織品中有機揮發(fā)物的限量提出了嚴格要求。我國已制定GB/T 24281—2009方法標準，采用固相微萃取法測定紡織品有機揮發(fā)物的含量。固相微萃取技術(shù)集萃取富集于一體，但樣品的前處理復(fù)雜，檢測周期長，重復(fù)性差。熱解吸技術(shù)是20世紀90年代初出現(xiàn)的一種新的分析測試樣品處理技術(shù)，具有可以固體直接進樣，無須任何前處理過程等優(yōu)點[1]。熱解吸技術(shù)目前已在環(huán)境分析的各個領(lǐng)域逐步得到廣泛的應(yīng)用[2-5]。

本文利用熱解吸—氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)，建立一種測定紡織品中有機揮發(fā)物的快速、準確、靈敏的分析方法。

1 ? ?儀器與試劑

1.1 ?試劑

氯乙烯、1，3-丁二烯、甲苯、4-乙烯基-1-環(huán)己烯、苯乙烯和4-苯基環(huán)己烯6種單體均應(yīng)購置有證書標準物質(zhì)。有機溶劑甲醇和丙酮為分析純。用甲醇溶液配制濃度為4000 μg/mL的氯乙烯、1，3-丁二烯標準儲備液，1000μg/mL的甲苯、乙烯基環(huán)己烯和4-苯基環(huán)己烯標準儲備液;用丙酮溶液配制成濃度為1000μg/mL的苯乙烯標準儲備液。儲存于4 ℃冰箱中。使用時，將各標準儲備液用甲醇逐級稀釋成標準工作溶液，現(xiàn)配現(xiàn)用。

1.2 ?儀器

頂空—熱解吸聯(lián)用儀，CDS 8400—CDS 8000，美國CDS公司。氣相色譜儀：配有質(zhì)量選擇檢測器（MSD），Agilent 7890A-5975C。

1.3 ?儀器分析條件

（1） 頂空—熱解吸儀器條件：頂空腔溫度：100℃;吹掃流量：30mL/min，吹掃時間：30min;解吸溫度：290℃，解吸時間：10min;閥箱溫度：200℃;容器傳輸管線溫度：200℃，GC傳輸線溫度：250℃;除濕阱測試溫度：30℃，除濕阱烘烤溫度：200℃;頂空腔烘烤溫度：200℃，吸附阱烘烤溫度：300℃。

（2） GC/MS儀器條件：毛細管色譜柱：DB-624 柱，60m×0.32mm×1.8mm，或相當(dāng)者; 進樣口：溫度250℃，分流比為10：1;柱溫：35℃保持5 min，再以10 ℃/min升至240℃，240℃保持10min。色譜—質(zhì)譜接口溫度：250℃;掃描方式：氯乙烯和1，3-丁二烯，選擇離子掃描方式;其他4種有機化合物，全掃描方式。質(zhì)譜掃描范圍為35 amu～350 amu。載氣：高純氦，柱流量1.5 mL/min。

2 ? ?試驗步驟

2.1 ?空白試樣的準備

根據(jù)方法使用儀器頂空腔的形狀和大小，確定樣品的取樣大小為10 cm×3 cm。從成分相似的其他紡織品上剪取數(shù)塊10 cm×3 cm的紡織品，置于甲醇溶劑中，超聲萃取30 min，空氣中晾干后，再放置在120 ℃烘箱中干燥2小時，冷卻至室溫待用。使用前需測定空白試樣，確定其分析色譜圖中無目標物存在。若所選空白試樣分析色譜圖中無目標物色譜峰的干擾，則不需進行此步處理。

2.2 ?試樣的制備

從樣品上剪取一塊10 cm×3 cm的試樣，制樣時應(yīng)避免油脂或環(huán)境有機物可能導(dǎo)致的試樣污染。

2.3 ?標準曲線的測定

待頂空腔溫度升至100℃，將制備好的空白試樣放在頂空腔樣品支架上，擰緊頂空蓋。用10μL微量進樣針移取5μL標準混合工作溶液，迅速從頂空腔蓋進樣口注入內(nèi)部。按1.5的儀器條件進行分析，測定并繪制標準工作曲線。

2.4 ?樣品的測定

待頂空腔溫度升至100 ℃后，將試樣放在樣品支架上，擰緊頂空蓋，按1.5的儀器條件進行分析。樣品測定前應(yīng)進行儀器空白試驗。

3 ? ?結(jié)果與討論

3.1 ?儀器條件的選擇

（1）柱箱溫度

色譜柱溫度的選擇既要保證待測物的完全分離，又要保證所有組分能流出色譜柱。由于氯乙烯和1，3-丁二烯極易揮發(fā)，本試驗選用較低的色譜柱初始溫度35 ℃，此時，氯乙烯和1，3-丁二烯能較好地分離。進一步降低色譜柱的初始溫度，對氯乙烯和1，3-丁二烯的分離度影響不大。因此，試驗選用35 ℃作為色譜柱的初始溫度。

（2）質(zhì)譜掃描方式

當(dāng)質(zhì)譜采用全掃描方式時，與其他有機揮發(fā)化合物相比，氯乙烯和1，3-丁二烯的檢出限偏高，為mg數(shù)量級。這是因為氯乙烯和1，3-丁二烯極易揮發(fā)，吸附柱對它們的吸附能力較弱。為了提高分析方法的檢出限，本試驗采用選擇離子掃描方式檢測氯乙烯和1，3-丁二烯，選擇離子參數(shù)見表1。其他4種有機化合物選擇全掃描方式，掃描范圍為35amu～350 amu。

3.2 ?方法的線性關(guān)系和檢測限

配制6種不同濃度的標準工作溶液，按2.3方法測定。以峰面積為縱坐標，有機揮發(fā)物標準工作液的進樣濃度為橫坐標繪制標準工作曲線，所得回歸方程見表2。從表2知，6種有機揮發(fā)物在一定的線性范圍內(nèi)具有很好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（R2）均大于0.99。

檢測限是指從背景干擾中區(qū)分出被測定物的最低濃度，即信噪比為3時的樣品濃度，定量限是信噪比為10時的樣品濃度。6種有機揮發(fā)物的檢測限與定量限見表3。與GB/T 24281—2009固相微萃取方法的定量限相比，本方法測定有機揮發(fā)物的定量限明顯降低，大大提高了檢測紡織品中有機揮發(fā)物的靈敏度。

3.3 ?回收率和精密度

分析方法的準確度可以用回收率來評價。以經(jīng)測定不含被測有機揮發(fā)物的紡織品為基質(zhì)，添加3種不同濃度的標準溶液，按樣品的處理步驟分析，每個添加水平進行4次重復(fù)試驗，回收率試驗結(jié)果見表4。6種有機化合物在添加濃度范圍內(nèi)的平均回收率為88.8%～110.2%，相對標準偏差為1.95%～6.59%。

4 ? ?結(jié)論

本研究采用頂空—熱解吸—氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)測定紡織品中有機揮發(fā)物的方法。試驗結(jié)果表明，該方法具有簡便快捷、檢出限低、準確度高、重現(xiàn)性好的特點，能為紡織品中有機揮發(fā)物的測定提供一種可靠高效的方法。

（作者單位：廣州市纖維產(chǎn)品檢測院）

摘要：

采用熱解吸—氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)建立測定紡織品中有機揮發(fā)物含量的方法。本方法操作簡單、準確、靈敏度高、重復(fù)性好，可作為紡織品質(zhì)量控制的參考方法。

關(guān)鍵詞：熱解吸;紡織品;有機揮發(fā)物

紡織品中的有機揮發(fā)物對人類健康的影響日益引起人們的關(guān)注。紡織品的印染加工中常用到各種有機溶劑，殘留的有機溶劑會在紡織品生命周期中不斷逸散，對環(huán)境和人體產(chǎn)生不良影響。Oeko-Tex 100標準對生態(tài)紡織品中有機揮發(fā)物的限量提出了嚴格要求。我國已制定GB/T 24281—2009方法標準，采用固相微萃取法測定紡織品有機揮發(fā)物的含量。固相微萃取技術(shù)集萃取富集于一體，但樣品的前處理復(fù)雜，檢測周期長，重復(fù)性差。熱解吸技術(shù)是20世紀90年代初出現(xiàn)的一種新的分析測試樣品處理技術(shù)，具有可以固體直接進樣，無須任何前處理過程等優(yōu)點[1]。熱解吸技術(shù)目前已在環(huán)境分析的各個領(lǐng)域逐步得到廣泛的應(yīng)用[2-5]。

本文利用熱解吸—氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)，建立一種測定紡織品中有機揮發(fā)物的快速、準確、靈敏的分析方法。

1 ? ?儀器與試劑

1.1 ?試劑

氯乙烯、1，3-丁二烯、甲苯、4-乙烯基-1-環(huán)己烯、苯乙烯和4-苯基環(huán)己烯6種單體均應(yīng)購置有證書標準物質(zhì)。有機溶劑甲醇和丙酮為分析純。用甲醇溶液配制濃度為4000 μg/mL的氯乙烯、1，3-丁二烯標準儲備液，1000μg/mL的甲苯、乙烯基環(huán)己烯和4-苯基環(huán)己烯標準儲備液;用丙酮溶液配制成濃度為1000μg/mL的苯乙烯標準儲備液。儲存于4 ℃冰箱中。使用時，將各標準儲備液用甲醇逐級稀釋成標準工作溶液，現(xiàn)配現(xiàn)用。

1.2 ?儀器

頂空—熱解吸聯(lián)用儀，CDS 8400—CDS 8000，美國CDS公司。氣相色譜儀：配有質(zhì)量選擇檢測器（MSD），Agilent 7890A-5975C。

1.3 ?儀器分析條件

（1） 頂空—熱解吸儀器條件：頂空腔溫度：100℃;吹掃流量：30mL/min，吹掃時間：30min;解吸溫度：290℃，解吸時間：10min;閥箱溫度：200℃;容器傳輸管線溫度：200℃，GC傳輸線溫度：250℃;除濕阱測試溫度：30℃，除濕阱烘烤溫度：200℃;頂空腔烘烤溫度：200℃，吸附阱烘烤溫度：300℃。

（2） GC/MS儀器條件：毛細管色譜柱：DB-624 柱，60m×0.32mm×1.8mm，或相當(dāng)者; 進樣口：溫度250℃，分流比為10：1;柱溫：35℃保持5 min，再以10 ℃/min升至240℃，240℃保持10min。色譜—質(zhì)譜接口溫度：250℃;掃描方式：氯乙烯和1，3-丁二烯，選擇離子掃描方式;其他4種有機化合物，全掃描方式。質(zhì)譜掃描范圍為35 amu～350 amu。載氣：高純氦，柱流量1.5 mL/min。

2 ? ?試驗步驟

2.1 ?空白試樣的準備

根據(jù)方法使用儀器頂空腔的形狀和大小，確定樣品的取樣大小為10 cm×3 cm。從成分相似的其他紡織品上剪取數(shù)塊10 cm×3 cm的紡織品，置于甲醇溶劑中，超聲萃取30 min，空氣中晾干后，再放置在120 ℃烘箱中干燥2小時，冷卻至室溫待用。使用前需測定空白試樣，確定其分析色譜圖中無目標物存在。若所選空白試樣分析色譜圖中無目標物色譜峰的干擾，則不需進行此步處理。

2.2 ?試樣的制備

從樣品上剪取一塊10 cm×3 cm的試樣，制樣時應(yīng)避免油脂或環(huán)境有機物可能導(dǎo)致的試樣污染。

2.3 ?標準曲線的測定

待頂空腔溫度升至100℃，將制備好的空白試樣放在頂空腔樣品支架上，擰緊頂空蓋。用10μL微量進樣針移取5μL標準混合工作溶液，迅速從頂空腔蓋進樣口注入內(nèi)部。按1.5的儀器條件進行分析，測定并繪制標準工作曲線。

2.4 ?樣品的測定

待頂空腔溫度升至100 ℃后，將試樣放在樣品支架上，擰緊頂空蓋，按1.5的儀器條件進行分析。樣品測定前應(yīng)進行儀器空白試驗。

3 ? ?結(jié)果與討論

3.1 ?儀器條件的選擇

（1）柱箱溫度

色譜柱溫度的選擇既要保證待測物的完全分離，又要保證所有組分能流出色譜柱。由于氯乙烯和1，3-丁二烯極易揮發(fā)，本試驗選用較低的色譜柱初始溫度35 ℃，此時，氯乙烯和1，3-丁二烯能較好地分離。進一步降低色譜柱的初始溫度，對氯乙烯和1，3-丁二烯的分離度影響不大。因此，試驗選用35 ℃作為色譜柱的初始溫度。

（2）質(zhì)譜掃描方式

當(dāng)質(zhì)譜采用全掃描方式時，與其他有機揮發(fā)化合物相比，氯乙烯和1，3-丁二烯的檢出限偏高，為mg數(shù)量級。這是因為氯乙烯和1，3-丁二烯極易揮發(fā)，吸附柱對它們的吸附能力較弱。為了提高分析方法的檢出限，本試驗采用選擇離子掃描方式檢測氯乙烯和1，3-丁二烯，選擇離子參數(shù)見表1。其他4種有機化合物選擇全掃描方式，掃描范圍為35amu～350 amu。

3.2 ?方法的線性關(guān)系和檢測限

配制6種不同濃度的標準工作溶液，按2.3方法測定。以峰面積為縱坐標，有機揮發(fā)物標準工作液的進樣濃度為橫坐標繪制標準工作曲線，所得回歸方程見表2。從表2知，6種有機揮發(fā)物在一定的線性范圍內(nèi)具有很好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（R2）均大于0.99。

檢測限是指從背景干擾中區(qū)分出被測定物的最低濃度，即信噪比為3時的樣品濃度，定量限是信噪比為10時的樣品濃度。6種有機揮發(fā)物的檢測限與定量限見表3。與GB/T 24281—2009固相微萃取方法的定量限相比，本方法測定有機揮發(fā)物的定量限明顯降低，大大提高了檢測紡織品中有機揮發(fā)物的靈敏度。

3.3 ?回收率和精密度

分析方法的準確度可以用回收率來評價。以經(jīng)測定不含被測有機揮發(fā)物的紡織品為基質(zhì)，添加3種不同濃度的標準溶液，按樣品的處理步驟分析，每個添加水平進行4次重復(fù)試驗，回收率試驗結(jié)果見表4。6種有機化合物在添加濃度范圍內(nèi)的平均回收率為88.8%～110.2%，相對標準偏差為1.95%～6.59%。

4 ? ?結(jié)論

本研究采用頂空—熱解吸—氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)測定紡織品中有機揮發(fā)物的方法。試驗結(jié)果表明，該方法具有簡便快捷、檢出限低、準確度高、重現(xiàn)性好的特點，能為紡織品中有機揮發(fā)物的測定提供一種可靠高效的方法。

（作者單位：廣州市纖維產(chǎn)品檢測院）

摘要：

采用熱解吸—氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)建立測定紡織品中有機揮發(fā)物含量的方法。本方法操作簡單、準確、靈敏度高、重復(fù)性好，可作為紡織品質(zhì)量控制的參考方法。

關(guān)鍵詞：熱解吸;紡織品;有機揮發(fā)物

紡織品中的有機揮發(fā)物對人類健康的影響日益引起人們的關(guān)注。紡織品的印染加工中常用到各種有機溶劑，殘留的有機溶劑會在紡織品生命周期中不斷逸散，對環(huán)境和人體產(chǎn)生不良影響。Oeko-Tex 100標準對生態(tài)紡織品中有機揮發(fā)物的限量提出了嚴格要求。我國已制定GB/T 24281—2009方法標準，采用固相微萃取法測定紡織品有機揮發(fā)物的含量。固相微萃取技術(shù)集萃取富集于一體，但樣品的前處理復(fù)雜，檢測周期長，重復(fù)性差。熱解吸技術(shù)是20世紀90年代初出現(xiàn)的一種新的分析測試樣品處理技術(shù)，具有可以固體直接進樣，無須任何前處理過程等優(yōu)點[1]。熱解吸技術(shù)目前已在環(huán)境分析的各個領(lǐng)域逐步得到廣泛的應(yīng)用[2-5]。

本文利用熱解吸—氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)，建立一種測定紡織品中有機揮發(fā)物的快速、準確、靈敏的分析方法。

1 ? ?儀器與試劑

1.1 ?試劑

氯乙烯、1，3-丁二烯、甲苯、4-乙烯基-1-環(huán)己烯、苯乙烯和4-苯基環(huán)己烯6種單體均應(yīng)購置有證書標準物質(zhì)。有機溶劑甲醇和丙酮為分析純。用甲醇溶液配制濃度為4000 μg/mL的氯乙烯、1，3-丁二烯標準儲備液，1000μg/mL的甲苯、乙烯基環(huán)己烯和4-苯基環(huán)己烯標準儲備液;用丙酮溶液配制成濃度為1000μg/mL的苯乙烯標準儲備液。儲存于4 ℃冰箱中。使用時，將各標準儲備液用甲醇逐級稀釋成標準工作溶液，現(xiàn)配現(xiàn)用。

1.2 ?儀器

頂空—熱解吸聯(lián)用儀，CDS 8400—CDS 8000，美國CDS公司。氣相色譜儀：配有質(zhì)量選擇檢測器（MSD），Agilent 7890A-5975C。

1.3 ?儀器分析條件

（1） 頂空—熱解吸儀器條件：頂空腔溫度：100℃;吹掃流量：30mL/min，吹掃時間：30min;解吸溫度：290℃，解吸時間：10min;閥箱溫度：200℃;容器傳輸管線溫度：200℃，GC傳輸線溫度：250℃;除濕阱測試溫度：30℃，除濕阱烘烤溫度：200℃;頂空腔烘烤溫度：200℃，吸附阱烘烤溫度：300℃。

（2） GC/MS儀器條件：毛細管色譜柱：DB-624 柱，60m×0.32mm×1.8mm，或相當(dāng)者; 進樣口：溫度250℃，分流比為10：1;柱溫：35℃保持5 min，再以10 ℃/min升至240℃，240℃保持10min。色譜—質(zhì)譜接口溫度：250℃;掃描方式：氯乙烯和1，3-丁二烯，選擇離子掃描方式;其他4種有機化合物，全掃描方式。質(zhì)譜掃描范圍為35 amu～350 amu。載氣：高純氦，柱流量1.5 mL/min。

2 ? ?試驗步驟

2.1 ?空白試樣的準備

根據(jù)方法使用儀器頂空腔的形狀和大小，確定樣品的取樣大小為10 cm×3 cm。從成分相似的其他紡織品上剪取數(shù)塊10 cm×3 cm的紡織品，置于甲醇溶劑中，超聲萃取30 min，空氣中晾干后，再放置在120 ℃烘箱中干燥2小時，冷卻至室溫待用。使用前需測定空白試樣，確定其分析色譜圖中無目標物存在。若所選空白試樣分析色譜圖中無目標物色譜峰的干擾，則不需進行此步處理。

2.2 ?試樣的制備

從樣品上剪取一塊10 cm×3 cm的試樣，制樣時應(yīng)避免油脂或環(huán)境有機物可能導(dǎo)致的試樣污染。

2.3 ?標準曲線的測定

待頂空腔溫度升至100℃，將制備好的空白試樣放在頂空腔樣品支架上，擰緊頂空蓋。用10μL微量進樣針移取5μL標準混合工作溶液，迅速從頂空腔蓋進樣口注入內(nèi)部。按1.5的儀器條件進行分析，測定并繪制標準工作曲線。

2.4 ?樣品的測定

待頂空腔溫度升至100 ℃后，將試樣放在樣品支架上，擰緊頂空蓋，按1.5的儀器條件進行分析。樣品測定前應(yīng)進行儀器空白試驗。

3 ? ?結(jié)果與討論

3.1 ?儀器條件的選擇

（1）柱箱溫度

色譜柱溫度的選擇既要保證待測物的完全分離，又要保證所有組分能流出色譜柱。由于氯乙烯和1，3-丁二烯極易揮發(fā)，本試驗選用較低的色譜柱初始溫度35 ℃，此時，氯乙烯和1，3-丁二烯能較好地分離。進一步降低色譜柱的初始溫度，對氯乙烯和1，3-丁二烯的分離度影響不大。因此，試驗選用35 ℃作為色譜柱的初始溫度。

（2）質(zhì)譜掃描方式

當(dāng)質(zhì)譜采用全掃描方式時，與其他有機揮發(fā)化合物相比，氯乙烯和1，3-丁二烯的檢出限偏高，為mg數(shù)量級。這是因為氯乙烯和1，3-丁二烯極易揮發(fā)，吸附柱對它們的吸附能力較弱。為了提高分析方法的檢出限，本試驗采用選擇離子掃描方式檢測氯乙烯和1，3-丁二烯，選擇離子參數(shù)見表1。其他4種有機化合物選擇全掃描方式，掃描范圍為35amu～350 amu。

3.2 ?方法的線性關(guān)系和檢測限

配制6種不同濃度的標準工作溶液，按2.3方法測定。以峰面積為縱坐標，有機揮發(fā)物標準工作液的進樣濃度為橫坐標繪制標準工作曲線，所得回歸方程見表2。從表2知，6種有機揮發(fā)物在一定的線性范圍內(nèi)具有很好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（R2）均大于0.99。

檢測限是指從背景干擾中區(qū)分出被測定物的最低濃度，即信噪比為3時的樣品濃度，定量限是信噪比為10時的樣品濃度。6種有機揮發(fā)物的檢測限與定量限見表3。與GB/T 24281—2009固相微萃取方法的定量限相比，本方法測定有機揮發(fā)物的定量限明顯降低，大大提高了檢測紡織品中有機揮發(fā)物的靈敏度。

3.3 ?回收率和精密度

分析方法的準確度可以用回收率來評價。以經(jīng)測定不含被測有機揮發(fā)物的紡織品為基質(zhì)，添加3種不同濃度的標準溶液，按樣品的處理步驟分析，每個添加水平進行4次重復(fù)試驗，回收率試驗結(jié)果見表4。6種有機化合物在添加濃度范圍內(nèi)的平均回收率為88.8%～110.2%，相對標準偏差為1.95%～6.59%。

4 ? ?結(jié)論

本研究采用頂空—熱解吸—氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)測定紡織品中有機揮發(fā)物的方法。試驗結(jié)果表明，該方法具有簡便快捷、檢出限低、準確度高、重現(xiàn)性好的特點，能為紡織品中有機揮發(fā)物的測定提供一種可靠高效的方法。

（作者單位：廣州市纖維產(chǎn)品檢測院）