高效液相色譜法測(cè)定水性涂料中苯、甲苯、乙苯、二甲苯殘留量

姚幫本，郭佳佳，李 云，韓 楓，陳碧云，宮雅雪，胡猛，丁媛麗

（安徽省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，安徽合肥 230051）

涂料使用的有機(jī)溶劑可能含有苯、甲苯、乙苯和二甲苯等有毒有害成分。苯系物是屬于極度危害的化學(xué)物質(zhì)，可通過(guò)呼吸道、消化道和皮膚進(jìn)入人體而產(chǎn)生危害，其毒性主要表現(xiàn)在對(duì)人體至畸、致突變和致癌等方面，可引起各種類(lèi)型的白血病[1-2]。

由于氣相色譜流動(dòng)相單一，操作簡(jiǎn)便，分離良好，因此，關(guān)于苯系物的氣相色譜檢測(cè)方法層出不窮，不斷成熟，并被應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域[3-4]。氣相色譜在苯系物的定性方面較為繁雜，準(zhǔn)確性有待提高。然而，液相色譜可以通過(guò)化合物因光學(xué)特性所產(chǎn)生的光譜而準(zhǔn)確地界定屬性。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于液相色譜檢測(cè)涂料中苯系物的方法尚無(wú)報(bào)道，因此，本研究欲建立苯系物的高效液相色譜法，達(dá)到定量準(zhǔn)確，定性高效的目的。擬通過(guò)對(duì)苯系物及異構(gòu)體化學(xué)結(jié)構(gòu)和特性的研究，利用高選擇性的C30烷基硅烷色譜柱、高分辨率及高靈敏度的二極管陣列檢測(cè)器，高效分離出水性涂料中的苯、甲苯、乙苯及二甲苯。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與材料

Agilent 1290高效液相色譜儀（美國(guó)安捷倫公司）；KQ-300VDB臺(tái)式三頻數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；XPE204分析天平，感量為0.000 1 g（梅特勒-托利儀器有限公司）。

甲醇（色譜純，德國(guó)Merk公司）；苯、甲苯、乙苯、二甲苯（色譜純，純度≥99.9%，美國(guó)Sigma公司）。

1.2 溶液配制

混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：稱取色譜純苯、甲苯、乙苯和二甲苯各0.05 g（精確至0.000 1 g）置于100 mL容量瓶中，此溶液質(zhì)量濃度（苯、甲苯、乙苯、二甲苯）為0.5 mg/mL，用甲醇溶解并稀釋至刻度。

標(biāo)準(zhǔn)曲線：分別吸取苯、甲苯、乙苯和二甲苯混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液 0.10 mL、0.20 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL，置于100 mL容量瓶中，用甲醇稀釋至刻度，搖勻，配制成分別含苯、甲苯、乙苯和二甲苯0.50 μg/mL、1.00 μg/mL、2.50 μg/mL、5.00μg/mL、10.00 μg/mL、20.00 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.3 樣品前處理

稱取1 g（精確至0.000 1 g）經(jīng)攪拌均勻的試樣，置于10 mL容量瓶中，用甲醇充分溶解并稀釋至刻度，超聲振蕩20 min，取出，來(lái)回?fù)u勻10次，冷卻至室溫，經(jīng)0.45 μm濾膜過(guò)濾上機(jī)測(cè)定。若測(cè)定值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線上限，則對(duì)提取液進(jìn)行適當(dāng)稀釋。

1.4 高效液相色譜分析條件

色譜柱：Acclaim C30 柱，250 mm × 3.0 mm（id），粒徑 3 μm；流動(dòng)相：甲醇 /水溶液（70/30）；柱溫：10℃；流速：0.3 mL/min；檢測(cè)波長(zhǎng)：254 nm；進(jìn)樣量：2 μL。根據(jù)保留時(shí)間（RT）定性，外標(biāo)法定量。

2 結(jié)果與分析

2.1 苯、甲苯、乙苯及二甲苯的色譜圖

苯的保留時(shí)間（RT）為8.9 min，甲苯的保留時(shí)間（RT）為 12.4 min，乙苯的保留時(shí)間（RT）為 17.0 min，二甲苯的三種同分異構(gòu)體（鄰、間、對(duì)二甲苯）的保留時(shí)間（RT）分別為 17.7 min、18.9 min、19.5 min，見(jiàn)圖 1。

圖1 苯、甲苯、乙苯、二甲苯的色譜圖

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍、檢出限

按照試驗(yàn)方法測(cè)定混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，以各化合物的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，其線性范圍、線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)及方法檢出限見(jiàn)表1。

2.3 苯、甲苯、乙苯及二甲苯的回收率和精密度試驗(yàn)

分別將 0.5 μg/mL、10.0 μg/mL 的苯、甲苯、乙苯、二甲苯添加到水性涂料空白樣品中，平行測(cè)定6次，計(jì)算平均值，結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 苯、甲苯、乙苯、二甲苯的線性參數(shù)及檢出限

表2 不同濃度的苯、甲苯、乙苯、二甲苯回收率和精密度試驗(yàn)

表2結(jié)果顯示：本次試驗(yàn)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差≤3%，本次加標(biāo)回收率在95.9%～102.0%之間，符合加標(biāo)回收率要求，說(shuō)明本方法準(zhǔn)確可靠。

3 討論

（1）由于苯系物在水中的溶解度很小，因此，測(cè)定時(shí)將樣品混勻，用甲醇溶解樣品，使苯系物被甲醇充分提取，不需要其他復(fù)雜的前處理步驟。

（2）試驗(yàn)過(guò)程中柱溫的選擇，明顯影響目標(biāo)物的分離效果。柱溫高于10℃或低于10℃分離度均不理想，如圖2。當(dāng)柱溫為10℃時(shí)，六種目標(biāo)物完全分離。

（3）本方法利用可以采集光譜的二極管陣列檢測(cè)器，不僅可以有效定量，而且能夠達(dá)到準(zhǔn)確定性的目的。

（4）本試驗(yàn)采用C30色譜柱達(dá)到異構(gòu)體之間的有效分離，定量更加準(zhǔn)確，達(dá)到常規(guī)C18色譜柱達(dá)不到的分離效果。

4 結(jié)論

本文建立了高效液相色譜檢測(cè)水性涂料中苯、甲苯、乙苯、二甲苯含量的方法，有效分離二甲苯異構(gòu)體。研究結(jié)果表明，該方法簡(jiǎn)單、快捷、準(zhǔn)確，為涂料中苯、甲苯、乙苯、二甲苯含量檢測(cè)提供了有效的技術(shù)方法，填補(bǔ)了技術(shù)方法上的空白。

圖2 柱溫對(duì)苯、甲苯、乙苯、二甲苯分離的影響