Диссертация (1150335), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Влияние осушителя на параметры удерживания ПССНезависимо от используемых для концентрирования паров полярныхорганическихпредварительнойрастворителейосушкисорбентованализируемогоположительныйэффектвоздухасорбционнымпередотконцентрированием проявляется достаточно сильно. На рисунке 5.7 приведенывыходные кривые удерживания метанола из воздуха, насыщенного водянымпаром, в колонках с ПСС, содержащими 30 % активного угля БАУ на фторопластеи 30 % перхлората магния на порохроме, без использования и с использованиемосушителя на основе KF.77С/С01,021340,80,60,40,20,0024V, л6810Рисунок 5.7.
Выходные кривые удерживания метанола ПСС на основеактивного угля БАУ (1, 2) и перхлората магния (3, 4) из воздуха, насыщенноговодяным паром, без предколонки (1, 3) и с предколонкой, заполненнойосушителем (2, 4).Как видно из рисунка 5.7, использование предколонки с осушителем наоснове KF независимо от природы сорбента в сорбционной колонке позволяет внесколько раз увеличить объемы до проскока метанола из влажного воздуха.Наряду с увеличением параметров удерживания аналитов предварительнаяосушка анализируемого воздуха позволяет устранить мешающее влияниеводяного пара на стадии термодесорбции, проявляющееся в уширении пикованалитов и ухудшении повторяемости результатов по сравнению с анализомсухого воздуха.Особенно сильно этот эффект проявляется при использовании дляконцентрирования полярных сорбентов, таких как, например, ПСС на основеСАНС.
В качестве иллюстрации на рисунке 5.8 приведены хроматограммы,полученные после термодесорбции спиртов, сконцентрированных из влажноговоздуха с осушителем и без него.78Рисунок 5.8. Хроматограммы, полученные после термической десорбцииспиртов, сорбированных СoCl2 из воздуха с осушителем на основе KF (а) и безнего (b) . 1 – вода; 2 – метанол; 3 – этанол.На рисунках 5.9 - 5.11 приведены выходные кривые удерживания метанола,этанола и ацетона из воздуха, насыщенного водяным паром, в колонках с ПСС безиспользования и с использованием осушителя.
В случае применения осушителяна основе KF параметры удерживания органических соединений почти неотличаются от параметров удерживания из сухого воздуха.79С/С01,03210,80,60,40,20,0020004000V, мл60008000Рисунок 5.9. Выходные кривые удерживания метанола на ПСС 28% БАУ наПТФЭ (колонка 5,0х0,3 см), без использования и с использованием осушителя 30% KF на порохроме (колонка 8,0х0,3 см): 1 – без KF из влажного воздуха, m –160 мг, 2 – с KF, m – 210 мг, 3 – без KF из сухого воздуха. Расход газовой фазы –200 мл/мин.C/Cо1,020,8310,60,40,20,00200040006000800010000V, млРисунок 5.10.
Выходные кривые удерживания этанола на ПСС 28% БАУ наПТФЭ, (колонка 5,0х0,3 см), без использования и с использованием осушителя30% KF на порохроме (колонка 8,0х0,3 см): 1 – без KF из влажного воздуха, m –160 мг, 2 – с KF, m – 210 мг, 3 – без KF из сухого воздуха. Расход газовой фазы –200 мл/мин.80C/C00,83210,60,40,20,030006000900012000150001800021000V, млРисунок 5.11. Выходные кривые удерживания ацетона на ПСС 28% БАУ наПТФЭ, (колонка 5,0х0,3 см), без использования и с использованием осушителя 30% KF на порохроме (колонка 8,0х0,3 см): 1 – без KF из влажного воздуха, m –160 мг, 2 – с KF, m – 210 мг, 3 – без KF из сухого воздуха. Расход газовой фазы –200 мл/мин.Применение колонки с осушителем на основе фторида калия позволяетмногократно снизить объемы до проскока низших спиртов и кетонов, как нанеполярных ПСС на основе активного угля, так и на полярных ПСС на основеСoCl2 (cм.
таблицу 5.2).Таблица 5.2. Объемы (мл) до проскока аналитов из потока воздуха нанеполярном ПСС (28% БАУ на ПТФЭ, колонка 7,0х0,3 см) и полярном ПСС (31 %CoCl2 на порохроме, колонка 7,0х0,3 см) без и с использованием осушителя наоснове KF (колонка 8,0х0,3 см). Температура 20 0С, относительная влажность – 95%, расход воздуха 0,2 л/минНеполярныйНеполярныйПолярныйПолярныйПСС без KFПСС с KFПСС без KFПСС c KFМетанол61035008404800Этанол2500580013505200Ацетон4500970016207100Компонент81Несмотря на меньшие объемы до проскока кетонов и спиртов (кромеметанола) на полярных ПСС (на основе CoCl2) по сравнению с неполярными ПСС(на основе активного угля), предпочтение следует отдать первым, как болееселективным по отношению к полярным органическим соединениям иобеспечивающим более полную термодесорбцию.826.
ДВУХКОЛОНОЧНАЯ СХЕМА СОРБЦИОННОГОКОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ДЛЯ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГОАНАЛИЗА ВЛАЖНОГО ВОЗДУХАПрименениеосушителя,избирательносорбирующеговодянойпар,позволяет реализовать двухколоночную схему сорбционного концентрированияаналитов из влажного воздуха, основанную на его пропускании через двепоследовательно соединенные колонки, первая из которых содержит осушитель наоснове KF, а вторая – ПСС для концентрирования органических соединений(рисунок 6.1).Рисунок 6.1. Двухколоночная схема сорбционного концентрирования пароворганическихсоединенийизвлажноговоздуха(а)ипоследующийгазохроматографический анализ с термодесорбцией аналитов (b).
1 – входанализируемого воздуха; 2 – колонка с осушителем на основе KF; 3 – сорбционнаяколонкадляконцентрированияпароворганическихсоединений;4–электроаспиратор; 5 – выход анализируемого воздуха; 6 – вход газа-носителя; 7 –обогреваемыйповоротныйкрандозаторгазовогохроматографа;8–электрический нагреватель; 9 – газохроматографическая колонка; 10 – ПИД.После пропускания заданного объема анализируемого воздуха (1 – 2 л) сзадаваемой с помощью электроаспиратора (4) объемной скоростью (0, 25 л/мин),обеспечивающей количественное извлечение аналитов из потока воздуха,сорбционную колонку (3) устанавливали на место дозирующей петли кранадозатора (7) (рисунок 6.1b) и нагревали с помощью трубчатой элеткропечи (8) при832200С в течение 1,5 мин.
Затем кран-дозатор переключали в положение,обозначенное пунктирными линиями, в результате чего термодесорбированныеаналиты транспортировались потоком газа-носителя (6) в разделительнуюмикронасадочную колонку газового хроматографа (9) и далее в детектор (10) [114115].Выбранные условия обеспечивают количественное извлечение аналитов притермодесорбции. Об этом можно судить на основании результатов повторнойтермодесорбции: для всех исследуемых аналитов площади пиков не превышают 5% от её величины при первой термодесорбции.В таблице 6.1 сопоставлены высоты пиков при первой и второйтермодесорбции аналитов, сорбированных из влажного воздуха без предколонки ис предколонкой с осушителем.Таблица 6.1.
Сравнение высот пиков аналитов на хроматограмме врезультате термодесорбции на композиционном сорбенте 36% БАУ на ПТФЭ, m 168 мг (колонка 5,0х0,3 см) и том же сорбенте с использованием предколонки сосушителем- 30% KF на порохроме, m – 210 мг (колонка 8,0х0,3 см)Высота пика, ммКомпонентБез осушителяС осушителемТермодес. 1Термодес. 2Термодес. 1Термодес. 2Метанол56±423±298±63±1Этанол112±741±3146±88±1Ацетон194±1137±3205±1314±2Таким образом, видно, что применение колонки с осушителем на основе KFулучшает условия термодесорбции и газохроматографического определенияаналитов, устраняя мешающее влияние водяного пара и возможность егоконденсации на стадии десорбции.Доказанное количественное извлечение аналитов на обеих стадияхсорбционного концентрирования (сорбции и десорбции) позволяет рассчитыватьконцентрации аналитов в воздухе по формуле:84СG = SKгр/V(6.1),где S – площадь пика аналита на хроматограмме (мВ.c); Kгр –градуировочныйкоэффициент – коэффициент пропорциональности между массой аналита,введённого в хроматограф, и площадью его пика на хроматограмме, мг/(мВ.c); V –объем анализируемого воздуха, пропущенного через сорбционную колонку.Правильность разработанной схемы анализа проверяли сопоставлениемрезультатованализа,рассчитанныхпоформуле(6.1)сизвестнымиконцентрациями аналитов в МГС, рассчитанными по формуле (1).
Использоваласьдвухколоночная схема сорбционного концентрирования: колонка (8,0х0,3 см) сосушителем 25 % KF на порохроме и сорбционная колонка (7,0х0,3 см) с 30 %СoCl2 на том же носителе. Во всех случаях наблюдали незначимое расхождениемежду этими величинами (таблица 6.2).Таблица6.2.Оценкагазохроматографическогоанализаправильностивлажногоразработаннойвоздухассхемыдвухколоночнымсорбционным концентрированием. - случайная погрешность результата анализа(P = 0,95, n = 4), Sr – относительное стандартное отклонение (повторяемость), R –степень извлечения аналитаАналитМетанолЭтанолАцетонМетилэтилкетонКонцентрация аналитаРезультат анализав МГС, мкг/м3МГС, ± , мкг/м3128123 ± 73.7966,46,0 ± 0,44.694142138 ± 73.4977,57,4 ± 0.54.398132128 ± 63.0976,66,2 ± 0.43.894166158 ± 103.9958,37,7 ± 0.64.693Sr (%)R(%)85На основании доказательства правильности схемы анализа за погрешностьрезультата анализа можно принимать случайную погрешность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
