专利名称：采用离子液体顶空进样检测空气中污染物的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用固体或液体进样，顶空气相检测技术，检测和控制离子液体中挥发性有机污染物含量的方法，属于气体检测技术领域。
背景技术：
室温离子液体(Room temperature ionic liquid, RTIL)化学性质稳定，无味，不燃，是传统挥发性溶剂的良好替代品。特别是无可测蒸气压，为顶空进样提供了可能性，使用该方法，不但可以检查合成出来的离子液体是否得到纯化，也给富集痕量污染物提供了一个新的选择。以往空气中的采样常用吸附剂或吸收溶剂，对于吸附剂来说，有吸附和脱附效率的问题，在解决超痕量问题时，样品在吸附剂中的损失变得不可忽略；吸收溶剂以往一般采用有机溶剂，大量的有机溶剂不但污染环境对人体健康也产生危害。同时，溶剂萃取后有浓缩倍数的问题，溶剂量太大，导致浓缩倍数不够，无法达到仪器的检出限，溶剂使用量太小， 无法定量地富集样品。离子液体由于结构的可设计性，有可能根据空气中污染物的特定结构，设计合成出具有选择性的离子液体。
发明内容
为了有效控制和检测出离子液体的纯度和所富集的挥发性有机污染物，本发明建立了一种简单有效检测离子液体中挥发性有机污染物含量的新方法。本发明的采用离子液体顶空进样检测空气中污染物的方法，包括以下步骤(1)以离子液体[bm im] [PF6]或[bm im] [NTf2]为空白基质，制备至少五份含有不同浓度的待检测物质的离子液体溶液，称之为标准系列。(2)标准曲线制备将步骤(1)制备的标准系列进行顶空进样气相色谱-质谱分析的方法制备关于浓度和对应峰面积的标准曲线。(3)样品含量测定采用离子液体吸附采样空气中的污染物得到含有污染物的离子液体溶液，采用与步骤( 相同的方法和条件进行顶空进样气相色谱-质谱分析从而得到关于此污染物的峰面积；根据得到的污染物的峰面积，按照步骤O)的标准曲线得到离子液体中污染物的浓度，进一步计算得出空气中污染物的浓度。本发明以苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯中的一种或几种为检测指标(或空气污染物)，以离子液体[bmim] [PF6]或[bmim]NTf2为空白液体，制备标准曲线，建立快速、简便的离子液体顶空进样新方法，并对[bmim] [PF6]和[bmim] NTf2两种离子液体进行了纯度和富集挥发性有机污染物的测定。如图1所示以离子液体为空白基质，依据该方法所测定的空白对照色谱图。本发明的色谱条件为本领域常规的测试条件，如色谱条件色谱柱 HP-5IIis3OmXO. 2&nmX0· 25Um;柱温采用程序升温初温 40°c ( 3min ) 20'C/nm > 150 °C-300 °C ,保持 5min。载气高纯 He (99. 999 % )；分流比 20 1 ；流速 lmL/min ；He Air H2 = 20 300 30 ；进样口温度70°C。质谱条件EI源，70ev，扫描质量范围从50-500m/z，全扫描或选择离子扫描模式，离子源温度20(TC传输线温度150°C。顶空条件温度设置设针头温度82°C，传输线温度82°C，炉温温度70°C。时间设置加压时间 0. 5-lmin，拔针时间0. 2-lmin，保温时间0. 5-lOmin，进样时间0. 01-0. 5min。如图2所示为在该色谱条件下所测定的混合对照品的GC-MS图谱。标准曲线的制备精密称取1.0-5. Og/份的离子液体若干份，置于顶空瓶内，用微量进样针，分别吸取各浓度混合对照品luL-lOOuL，加入空白离子液体中，迅速封盖，混合均勻后，按以上色谱、顶空条件测定各待测物的峰面积，并以对照品峰面积为纵坐标，绝对含量为横坐标，绘制标准曲线。样品含量测定分别精密称取1. 0-5. Og/份待测离子液体数份，置于顶空瓶内，迅速封盖，混合均勻后按以上色谱、顶空条件测定各待测物的峰面积，并以外标法计算样品的含量。本方法操作简单、易于掌握、准确性高、重现性好，可有效控制和检测出离子液体的纯度和所富集的挥发性有机污染物以及空气中的物质。
图1为空白对照[bmim] [PF6]的GC-MS图谱；图2为实施例1混合对照品的GC-MS图谱；图3为实施例1富集空气中污染物的GC-MS图谱。
具体实施例方式1.仪器及药品1.1 药品苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯标准品均为分析纯(北京化学试剂公司)；室温离子液体[bm im] [PF6]、[bm im] [NTf2](中国科学院兰州物理化学研究所绿色化学与催化中心；高纯氦气、空气、氢气。1. 2实验仪器及设备气相色谱(Gas chromatograph)型号 Charus600Perkin Elme 公司；(Headspace Sampler) Turbomtrix40Perkin Elme ^w]；质谱(Mass Spectrometer)型号 Charus600T Perkin Elme 公司；QC-2型大气采样仪(北京三环劳动科贸有限公司)；电子分析天平Sartorius BS 110S，精度 0. 0001g。压盖器/启盖器Supelco公司。2.方法建立2. 1色谱-质谱条件确立色谱柱HP-5ms 30mX0. 25mmX0. 25um ；柱温采用程序升温初温40°C
(3min ) 2°V/mm > 150°C-300°C ,保持 5min° 载气高纯彻2 ；分流比 20 1 ；流速 ImL/ min ；He Air H2 = 20 300 30 ；进样口温度70°C。质谱条件EI 源，70ev，扫描质量范围从50-500m/z，全扫描或选择离子扫描模式，离子源温度20(TC传输线温度150°C。2. 2顶空条件的摸索及确立2. 2. 1采样温度和平衡时间的选择提高平衡温度可以使更多的苯系物从离子液体中挥发出来，响应值增大，灵敏度提高。本方法选用40°C为平衡温度，既能够使目标化合物挥发出来又可以节约分析时间。用渐进模式选择最佳平衡时间，不同的顶空瓶内装入相同的样品，瓶保温时间自动增加，得出达到平衡所需要的时间。经实验本实例中最佳平衡时间为5分钟。2. 2. 2温度和时间设置本例中的温度设置设针头温度82°C，传输线温度82°C，炉温温度70°C。时间设置加压时间lmin，拔针时间0. 2min，保温时间5min，进样时间0. Olmin03.1标准曲线本实例采用色谱条件色谱柱HP-5ms 30mX0. 25mmX0. 25um ；柱温采用程序升
温初温 40 °C ( 3min ) 2°V/mm > 150°C °C ,保持 5min° 载气高纯 He ；分流比 20 1 ； 流速 lmL/min;He Air H2 = 20 300 30 ；进样口温度70°C。质谱条件EI 源，70ev， 扫描质量范围从50-500m/z，全扫描或选择离子扫描模式，离子源温度20(TC传输线温度 150°C。顶空条件温度设置设针头温度82°C，传输线温度82°C，炉温温度70°C。时间设置加压时间lmin，拔针时间0. 2min，保温时间5min，进样时间0. Olmin0在20°C室温下，精密量取苯、甲苯、二甲苯(邻、间、对)、苯乙烯各0. 5mL，置IOOmL 容量瓶中，配置成浓度为細g/mL的甲醇储备液。从配好的储备液中再取lmL，置IOOmL容量瓶中，用甲醇定容，配成0. 04mg/mL混合标准品溶液，置于冰箱中4°C保存备用。取10只干燥的顶空样品瓶，分别加入ImL离子液体[bm im] [PF6]或[bm im] [NTf2]，按离子液体中含0. 8-4 μ g的范围精密配制，分别加入混合标准液20、30、40、60和 IOOyLjP 0. 8，1.2，1.6，2. 4和4yg。重复一次。实验表明在0. 8-4 μ g区间，峰面积与浓度成直线关系，线性方程如表3. 1表3.1样品线性方程
权利要求
1.采用离子液体顶空进样检测空气中污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)精密称取1.0-5. Og/份的离子液体[bm im] [PF6]或[bm im] [NTf2]若干份，以离子液体为空白基质，分别吸取各浓度混合对照品luL-lOOuL，加入空白离子液体中，迅速封盖， 混合均勻，制备至少五份含有不同浓度的待检测物质的离子液体溶液，称之为标准系列；(2)标准曲线制备将步骤(1)制备的标准系列进行顶空进样气相色谱-质谱分析的方法测定标准系列的峰面积，并以峰面积为纵坐标，绝对含量为横坐标，绘制标准曲线；(3)样品含量测定采用离子液体吸附采样空气中的污染物得到含有污染物的离子液体溶液，采用与步骤( 相同的方法和条件进行顶空进样气相色谱-质谱分析从而得到关于此污染物的峰面积；根据得到的污染物的峰面积，按照步骤O)的标准曲线得到离子液体中污染物的浓度，进一步计算得出空气中污染物的浓度。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，待检测为苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯中的一种或几种。
3.按照权利要求1的方法，其特征在于，顶空-气相色谱-质谱分析色谱条件色谱柱 HP-5ms 30mX0. 2&nmX0· 25·，柱温采用程序升温初温 40 °C> 150°C-300°C , 保持 5min ；载气高纯 He ；分流比 20 1 ；流速 lmL/min ；He Air H2 = 20 300 30 ； 进样口温度70°C ；质谱条件EI源，70ev，扫描质量范围从50-500m/z，全扫描或选择离子扫描模式，离子源温度20(TC，传输线温度150°C;顶空条件温度设置设针头温度82°C，传输线温度82°C，炉温温度70°C，时间设置加压时间0. 5-lmin，拔针时间0. 2-lmin，保温时间 0. 5-10min，进样时间 0. 01-0. 5min。
全文摘要
采用离子液体顶空进样检测空气中污染物的方法，属于气体检测技术领域。以离子液体[bmim][PF6]或[bmim][NTf2]为空白液体，制备待检测物质的离子液体溶液，待检测物的浓度范围0.8-4μg/ml；进行顶空-气相色谱-质谱分析的方法制备关于浓度和对应峰面积的标准曲线；采用离子液体吸附采样空气中的污染物得到含有污染物的离子液体溶液，采用与上述相同的方法和条件进行顶空-气相色谱-质谱分析从而得到关于此污染物的峰面积；根据得到的污染物的峰面积，按照标准曲线得到离子液体中污染物的浓度，进一步计算得出空气中污染物的浓度。本方法操作简单、准确性高、重现性好。
文档编号G01N30/02GK102539556SQ20111043608
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者古赞利努, 客慧明, 林兴桃, 王小逸, 赵靖强 申请人:北京工业大学