氣相色譜法技術(shù)測定內(nèi)墻涂料中揮發(fā)性有機化合物（VOC）含量的研究

關(guān)鍵詞：內(nèi)墻涂料，氣相色譜儀，內(nèi)標法，揮發(fā)性有機化合物

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.01.035

0 引言

隨著全球城市化的發(fā)展，空氣污染問題日益引起人們的關(guān)注[1]。在室內(nèi)空氣污染和大氣污染的研究中，室內(nèi)裝飾所造成的健康問題和環(huán)境問題越來越受到社會的重視。如果大量揮發(fā)性有機化合物從涂料中排放出來，長期吸入涂料揮發(fā)性有機化合物對人體健康有很大危害，同時對大氣和氣溶膠產(chǎn)生一定的影響[2]。如何改進涂料生產(chǎn)工藝，從而降低揮發(fā)性有機化合物對人體的傷害，一直是涂料行業(yè)研究的課題[3]。本文以氣相色譜技術(shù)的內(nèi)標法測定內(nèi)墻涂料中揮發(fā)性有機化合物為研究，對加大監(jiān)督檢查力度、控制室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和保障人體健康具有重要的意義[4]。

1 實驗部分

1.1 儀器設(shè)備

島津GC-2014氣相色譜儀：配備AOC-20i自動進樣系統(tǒng)和火焰離子化檢測器（FID）。

色譜柱：R E S T E K的R t x^?-VG C毛細柱（6 0m×0.32 mm×1.8μm）。

進樣器：微量注射器，10 μL。

配樣瓶：約10 mL具有密封蓋的玻璃瓶。

電子天平：梅特勒-托利多（上海）AL204-IC，精度為0.1 mg。

超聲波清洗儀 ：奧特賽恩斯AS3120。

高速離心機：中科中佳HC-3518。

1.2 材料和試劑

載氣：純度≥99.999%的高純氮氣；助燃氣：空氣；燃氣：純度≥99.999%的氫氣；隔墊吹掃和尾吹氣：與載氣具有相同性質(zhì)的氮氣。

內(nèi)標物：純度為99.5%的乙二醇二甲醚。

校準化合物：校準化合物包括甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、三乙胺、苯、異丁醇、正丁醇、甲苯、乙二醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二甲基乙醇胺、乙苯、間二甲苯、對二甲苯、鄰二甲苯、1，3-丙二醇、1，2-丙二醇、二乙二醇、乙二醇單丁醚、二乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇單丁醚、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、二乙二醇丁醚醋酸酯。純度均大于99.5%。

混合標準樣：校準化合物和內(nèi)標物的混合標樣，各化合物濃度為1 g/L（其中鄰、間、對二甲苯濃度之和為1 g/L）。

稀釋溶劑：純度大于99.9%的色譜純乙腈。

標記物：區(qū)分VOC組分與非VOC組分的化合物，本文選用沸點251℃的己二酸二乙酯。

1.3 測試條件的優(yōu)化

檢測器：溫度280.0℃，采樣率（S）40 msec，結(jié)束時間60.00 min 。

氣化室：溫度250.0℃，分流比：49.0。

色譜柱：采用程序升溫，40℃保持2 min，然后以3℃/min 升至 100℃保持5 min，再以10℃/min 升至230℃保持20 min。

載氣（N2）：壓力60.5 kPa，總流量53.0 mL /min，色譜柱流量1 mL/min，線速16.9 cm/sec，吹掃流量3.0 mL/min。

AOC-20i自動進樣器：進樣體積1.0μL，進樣前溶劑清洗2次，進樣后溶劑清洗3次，進樣前樣品清洗3次，注入后待機時間0.2 sec。

1.4 測試步驟

1.4.1 色譜儀的參數(shù)及條件優(yōu)化

按1.3中的色譜條件，使用已知的校準化合物和混合標樣對儀器參數(shù)進行最佳優(yōu)化處理，使色譜儀的分離效果、靈敏度和穩(wěn)定性等處于最佳分析狀態(tài)。

1.4.2 定性分析

采用1.1條件的火焰離子化檢測器（F I D）和Rtx?-VGC毛細色譜柱，并使用1.3中給出的氣相色譜測試條件，分別逐一注入1.2.3中的校準化合物，確定其保留時間（如表1所示）。在相同的色譜測試條件下，注入1.2中的混合標準樣，根據(jù)保留時間對混合標樣色譜圖的色譜峰進行定（見圖1）。

1.4.3 相對校正因子的測試

將適1μL的混合標樣注人氣相色譜儀中，記錄色譜圖。按式（1）分別計算每種化合物的相對校正因子：

式中：

R——化合物i的相對校正因子；

M_ci——混合標樣中化合物i 的濃度，（g/ L）；

m_is——混合標樣中內(nèi)標物的濃度，（g/ L）；

A_is——內(nèi)標物的峰面積；

A_ci——化合物i的峰面積。

注：如果有未知化合物色譜峰出現(xiàn)，則其相對

于異丁醇的校正因子為1.0為計算。

1.5 試樣前處理與檢測

1.5.1 試樣前處理

將涂料樣品攪拌均勻后，在10 mL密封配樣瓶中稱取1 g（精確到0.0001 g）試樣，立即用色譜純乙腈稀釋到10 mL，混合均勻。將配置好的試樣瓶在超聲波儀進行萃取10 min，使其充分溶解，再將試樣瓶放至高速離心機，轉(zhuǎn)速調(diào)至8000 r/min，保持5min，停止后取出試樣瓶待測。

1.5.2 試樣檢測

式中：

X——涂料樣品的 VOC含量，g/L；

Σ_X1——未知化合物的含量總和，g/g；

Σ_X2——已知校準化合物的濃度總和，g/g；

ρ_S——試樣的密度，g/mL；

ρ_W——水的密度，g/mL；

X_W——試樣中水的質(zhì)量分數(shù)，%。

注：本文中密度按 GB/T 6750 進行測定，水分含量按GB/T 6283進行測定。

2 測試結(jié)果

本文對市場上流通的12種內(nèi)墻涂料進行了檢測，檢測結(jié)果如表2所示，并進行了兩種濃度的加標，計算出回收率及精密度，其結(jié)果如表3所示。

3 結(jié)語

本文以氣相色譜法為檢驗手段，采用Rtx^?RVGC毛細柱的二階程序升溫分離出各種VOC，主要目的是為了使基線更加穩(wěn)定，避免了基線不穩(wěn)定對測量結(jié)果造成的誤差，同時也使各種化合物得到更好地分離，最終建立了一種能有效分離出內(nèi)墻涂料中的24種揮發(fā)性有機化合物的檢驗方法。通過試驗，各化合物的加標回收率為81.2%～108.7%，精密度RSD為0.88%～3.22%，表明氣相色譜法測定內(nèi)墻涂料中VOC具有良好的重現(xiàn)性和精密度，并且準確可靠和簡便易行。

作者簡介

那順烏力吉，碩士，高級工程師，研究方向為分析化學(xué)及產(chǎn)品質(zhì)量檢驗。

（責(zé)任編輯：張瑞洋）