Способ газохроматографического ана-лиза микропримесей веществ b воздухе

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii@42576 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 170879 (21) г810г08/23-г5 (53)М. Кл

G 01 Ы 31/08 с присоединением заявки Мо—

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.81«Бюллетень М9 г 4 (53) УДК 543.544 (088.8) Дата опубликования описания 3006.81 i (72) Авторы изобретения

В.И. Москвичев и В.В. Шилин

Изобретение относится к химии, преимущественно газовой хроматогра° фин, «а именно к газохроматографическому анализу микропримесей органических веществ в воздухе, и может быть использовано для контроля газового состава воздуха.

Из многочисленных способов опре-, деления микропримесей органических веществ в воздухе наибольшее раСпространение получили способы, использующие предварительное концентрирование анализируемых веществ на подходящих сорбентах — различные варианты так называемой хроматографии без газа-носителя. Эти способы позволяют определять органические микропримеси в воздухе на уровне концентраций 0,01 мг/м (1), Однако точность анализа микропримесей невысока, причем погрешность хроматографического анализа, особенно при анализе полярных органических соединений, может достигать 100%.

Это обусловлено, .в первую очередь адсорбцией анализируемых веществ на внутренних поверхностях пробоотборников, а также потерями анализируемых веществ при дозировании воздуха в концентратор. Кроме того, десорбция микроПримесей после концентрирования, которая осуществляет5 ся обычно при 150-250 С в присутствии сорбированного кислорода воздуха, сопровождается, как правило,. окислением лабильных органических соединений, например альдегидов, что также снижает точность анализа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ газохроматографического анализа микропримесей веществ в воздухе, включающий доэирование анализируемого воздуха иэ дозатора s концентрирующую колонку, концентрирование микройримесей на сорбенте с последующей десорбцией,, хроматографическим разделением в основном

20 потоке инертного газа и детектирования разделенных компонентов (2) .

Недостатком известного способа является малая точность анализа.

Цель изобретения — повышение точносТи газохроматографического анализа органических микропримесей в воздухе.

Поставленная цель достигается тем, что в способе газохроматографического

30 анализа микропримесей веществ в

842576 воздухе, включающем дозирование анализируемого воздуха из доэатора в концентрирующую колонку, концентрирование микропримесей на сорбенте с последующей десорбцией, хроматьграфическим разделением микропримесей в основном потоке инертного газа и детектированием разделенных компонентов, доэированне анализируемого воздуха в концентрирующую колонку и концентрирование микропримесей осуществляют в дополнительном потоке инертного газа.

Дозирование анализируеьюго воздуха в потоке инертного газа из доэатора фиксированного объема в концентратор позволяет исключить потери микропримесей, обычно наблюдаемые при вводе воздуха в концентратор из статических пробоотборников (например из шприцев) под давлением,. а концентрирование микропримесей иэ анализируеьюго воздуха на сорбенте в потоке инертного газа позволяет провести последующий процесс десорбции микропримесей в инертной атмосфере и исключить, таким образом, потери анализируемых веществ, связанные с окислением лабильных органических микропримесей, поскольку сорбированный на сорбенте кислород воздуха практически полностью удаляется потоком инертного газа.

Положительный эффект предлагаемего способа подтверждается анализом стандартной газоноэдушной смеси, содержащей ацетон и акролеин в концентрациях 0,08 и 0,06 мг/м соответственно. Стандартную газовоздушную смесь получают диффузионно-динамическим методом.

Для анализов используют хроматограф Цвет-102, снабженный двумя газовыми кранами, один из которых установлен в термостате колонок, а другой - в термостате катарометра.

Детектирование анализируемых веществ осуществляют при помощи пламенно-иониэацнонного детектора. Порядок соединения дозатора, концентратора и хроматографической колонки с газовыми кранами указан на схеме (дозатор и хроматографическая колонка установлены в термостате колонок, а концентратор находится вне термостата). Инертный газ (азот марки OCi ), используемый для дозировайия и концентрирования, дополнительно очищают, для чего пропускают его через патрон с окисью меди, нагретый до 200 С, охлаждают до 2030 С и затем пропускают через патрон с молекулярными ситами марок Naz и NaA, охлаждаемый жидким азотом.

На чертеже приведена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство включает дозатор 1 фиксированного объема,,поворотный газовый кран 2, переключатель потоков, концентрирующую колонку 3, заполненную сорбентом, второй поворотный газовый кран 4 — переключатель потоков, разделительную хроматографическую колонку 5 и детектор б.

Анализ стандартной газовоздушной смеси по предлагаемому способу осуществляют следующим образом.

Анализируемую смесь непрерывно пропускают через дозатор 1 объемом

200 мя со скоростью 100 мл/мин в те- чение 30 мин и затем поворотом газового крана 2 переводят дозатор 1 в дополнительный поток инертного газа (азот, скорость 100 мл/мин).

При этом анализируемая газовоздушная смесь поступает в концентратор 3, охлаждаемый твердой углекислотой, где происходит процесс сорбции микропримес ей.

26 Дозирование и концентрирование в потоке азота проводят в течение

30 мин. Далее концентратор 3 нагревают до 20оС, выдерживают при этой температуре 2-3 мин и поворотом газового крана 4 переводят концентратор 3 в основной поток инертного газа (гелий высокой чистоты, скорость 50 мл/мин), проходящий непрерывно через хроматографическую колонку 5 и детектор 6. После этого нагревают концентратор 3 до 150 С, при этом анализируемые вещества десорбируются и потоком гелия пере носятся в хроматографическую колонку 5 и затем в детектор б для разделения и последующего детектирования.

Результаты серии анализов стандартной гаэовоэдушной смеси по предлагаемому способу приведены в °

4О табл. 1.

Относительная погрешность сред него результата анализа, рассчитанная по площадям хроматографичесI U 1 ких пиков с доверительной вероят4 ностью 0,99, составляет для ацетона

7,3%, а для акролеина 10,2%.

Для сравнения предлагаемого способа с известными осуществляют анализ указанной выше стандартной о газовоздушной смеси с предварительным концентрированием без инертного газа. Для этого анализируемую смесь вводятв охлаждаемый (твердой углекислотой) концентратор (3) при помощи стеклянного шприца объемом

200.мл, нагревают концентратор до

200С, выдерживают при этой температуре 2 мин и далее анализ проводят аналогично.

Полученные результаты приведены

Щ в табл. 2.

Относительная погрешность среднего результата анализа, как и в предыдущей серии анализов, составляет для ацетона 23,4Ф а для акролеина 30,5%.

842576

Таким образом, дозирование анализируемого воздуха и концентрирование микропримесей в дополнительном потоке инертного газа позволяет существенно повысить точность газонцентрация микропримесей стандартной газовоэдушно еси, мг/м

Анализ етон Акролеин

Ацетон Акролеин

262

315

1 .0,083

330

257

2 0,083

341

231

312

272

268

301

242

324.Таблица 2

Ана- Концентрация микропримесей Площади хроматографических .лиэ в стандартной газовоздушной пиков, мм смеси, мг/м5

Ацетон Акролеин

Ацетон Акролеин

161

396

191

342

222

307

272

371

272

298

180

272

Формула изобретения

Способ гаэохроматографического анализа микропримесей веществ в воздухе, включающий доэирование анализируемого воздуха иэ дозатора в концентрирующую колонку, концентрирование микропрнмесей на сорбенте с последующей десорбцией, хроматографическим разделением в основном потоке инертного газа и детектированием разделенных компонентов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности газохро3 0,083

4 О, 082

5 0,082

6 0,082

1 0,083

2 0,083

3 0,083

4 0,082

5 0,082

6 0,082

0,066

0,066 .О, 066

О, 065

О, 065

О, 065

О, 064

О, 064

О 063

О, 063

Ор 063

0,063 хроматографического анализа органических микропримесей в воздухе по сравнению с прототипом и с известными аналогичными способами газохроматографического анализа.

Таблица "1

Площади хроматографических пиков, матографического анализа, дозирование анализируемого воздуха в кон45 центрирующую колонку и концентрирование микропримесей на сорбенте осуществляют s дополнительном потоке газоносителя.

Источники ииформации, 50 принятые во внимание при экспертизе

1. Наметкин С.П. Газовая хроматография в нефтехимии. Наука, 1976, с. 48-69.

2. Хроматографический анализ .55 окружающей среды. М., Химия, 1979, с, 114-115 (прототип).

842576

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 5070/48

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Э. Скорняков

Редактор Н. Кешеля Техред N.rîëèíêà Корректор Ю. Макаренко