皮革中挥发性有机物含量现状分析毕业设计论文(编辑修改稿)

皮革中挥发性有机物含量现状分析毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

定体积的空气，使待测组分在穿过吸附剂时被保留在吸附剂上。 被动采样法是指吸附剂以一定的方式暴露在空气中，待测 VOC 通过分子扩散到达吸附剂表面，采样过程不需要采样泵或流量调节系统。 TO17 所列标准采样管为外径 6mm 的不锈钢管、玻璃管或玻璃衬里的不锈钢管。 其中心部分根据吸附剂的密度填入不少于 200mg 的固体吸附剂，如石漠化炭黑、碳分 子筛、 Tenax 等，采样管应标出气体流向。 对于新填装的采样管，需在 350℃ ，流速至少为 50mL/min 的惰性气体中老化 2h 以上。 对于已预先老化过的采样管，使用前在同上条件下至少老化 15min。 采样管在老化后应立即密封，并用无涂层的铝箔包装起来，置于干净的、密闭的、不透明的容器中低温（ 4℃ ）保存。 为确保存储容器的干净，可在其中加入一些吸附剂，如活性炭、硅胶等。 对于固体吸附剂采样法在实际采样中，通常用固体吸附剂捕获空气中的 VOC，一般要求吸附剂具有吸附容量大，收集效率高，化学稳定性好等特点。 大量的试验表明没有一 种吸附剂可以高效地吸附空气中的任何化合物。 目前常用的吸附剂是Tenax、 XAD 树脂、 Carbotrap 等。 UmLanf 等介绍了一种过滤 /吸附采样器，并采用内装有XAD 索格丽特萃取管采集空气中的 VOC。 Sunesson 等通过定量分析不同极性和挥发性有机物，评价了 TenaxTA、 TenaxGC、 Chromosorb10 Carbotrap C、 Carbopack B、 Anasorb 72Anasorb 747 和 Porsil C/正辛烷等 8 种吸附剂，结果表明没有一种单一吸附剂完全适用于采集所有挥发性和 极性范围的有机化合物。 Chromosorb 102 虽然存在水分吸附和背景干扰，但能很好地弥补 Tenax 分析 2丙醇时存在的不足。 仪器分析 用于分析 VOC 的方法有气相色谱法 (GC)[10]、高效液相色谱法 (HPLC)、气相色谱 质谱法 (GCMS)、荧光分光光度法等，其中最常用的是 GC 和 GCMS。 （ 1） 气相色谱法 [11] GC 是各种样品中 VOC 的主要检测手段。 Pellizzari 等最早研究了常温吸附 直接热脱附色谱法分析空气中的挥发性有机物（ VOC）； Bertoni 等用 TDAS500 解析仪对 室内空气中苯系物进行两步热解析后用 GC FID 测定； Wan Kuen Jo 等用 Tenax TA 吸附 热解析 GCFID测定城市室内 VOC； Santos F J 等讨论了毛细管气相色谱在分析环境中的 VOC；我国现行标准 HJ/T 40020xx 《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》也是基于 GC 法对车内零部件和车内装饰材料中的 VOC 进行检测。 嘉兴学院本科生毕业论文（设计） 5 （ 2） 顶空 气相色谱法 （ HSGC） 近年来顶空 气相色谱技术（ HSGC） [12]因 装置简单 、 成本低 、 气体 直接 进样 、 对色谱系统污染少、分析速度快、灵敏度高等 特点，越来越多地应用于 VOC 的分析检测。 同时，顶空 气相色谱 /质谱法 (HSGC/MS)可有效地排除交叉干扰，结果更可靠，相关技术在汽车内部塑料、皮革、纺织品、泡棉等材料中 VOC 的检测中已有文献报道。 目前，国际上对水性涂料的测试方法已经采用 HSGC/MS 法（如 ISO 160006），该方法选用 7 种已知物质作为标准物，采用标准物加入法定量测试水性涂料中 VOC 含量。 实验研究内容 本项目在综合目前 VOC 检测技术的基础上，采用目前应用较为成熟的 HSGC 分析技术，对皮革中 VOC 的含量进行测试。 研究 中 以 HSGC 作为分析仪器，选择系列皮革样品，采用已建立的方法对样品中 VOC 进行定量检测，基于系列测定结果，评估皮革中挥发性有机物含量现状。 嘉兴学院本科生毕业论文（设计） 6 2. 实验部分 主要 实验仪器及设备 气相色谱仪 GC（ Agilent 1890A）， 带氢离子火焰检测器（ FID）及顶空仪（ HS） ；分析天平（梅特勒），精度 ； 20ml 顶空瓶（瓶盖带聚四氟乙烯层的密封片）、装有 CaCl2的干燥器 、 100ml 容量瓶 等。 实验试剂及材料 丙酮， 优级纯（定量基准物）； 正丁醇（分析纯）。 实验中的皮 革样品来自国内的不同企业，共 34 块，主要为服装革及家具革样品，样品信息如表 32。 验 方法 实验原理 本实验中，参照文献 [13]中的方法对样品中 VOC 的含量进行统计。 该方法是将挥发出的VOC 的峰面积进行加合，并归一为丙酮峰峰面积进行定量计算，最后再转化为每克 (g)样品中挥发出的碳 (C)含量 (μg)，单位以 μgC/g 表示。 其中丙酮分子中碳 (C)的质量百分含量为%。 气相色谱条件 [13] GC 及 HS 的检测条件参照文献 [13]进行设定，具体见表 21。 表 21 GC 及 HS 的 测试条件 仪器参数 数值 GC升温程序 在 50℃ 下恒温 3min，然后以 12℃ /min 速度加热至 200℃ ，并于 200℃ 下恒温 4min 注射器温度 200℃ FID 检测器温度 250℃ 分流比 约 1:20 进样体积 10 181。 L 载气 氦气（纯度大于 %） 载气流速 22~27cm/s 嘉兴学院本科生毕业论文（设计） 7 色谱柱 石英毛细管色谱柱 DBWAX （ 30m） HS 平衡温度 120℃ HS 平衡时间 5 h 样品中 VOC 的检测 （ 1） 样品的预处理 从每种待测材料上 剪取 适量样品 ， 并用剪刀剪碎至颗粒大小在 2mm3mm 范围内。 由于皮革中通常含有 10%的水分，该水分含量远高于样品中 VOC 的含量，而且水分对顶空 气相色谱（ HSGC）分析过程通常有较大的干扰，因此样品在进行 HSGC 分析前应进行干燥脱水处理，但又不能使 VOC 类物质损失。 实验中，采用将剪碎后的样品置于装有无水 CaCl2的干燥器中进行干燥预处理，并放置 24h 以上。 检测前，准确称取每种干燥后的待测试样 177。 ，分别装入体积为 20ml 的顶空瓶中，并将带聚四氟乙烯层的密封片装入顶空瓶盖中（聚四氟 乙烯层面向内），再用压盖机压紧密封住顶空瓶口。 在瓶身上注明编号，编号为 Ai（ i=1, 2, 3...）。 （ 2） HSGC 仪器 分析 启动 GC，打开气体阀门，点燃氢气氧气 混合气体，使氢火焰离子化检测器进入工作状态，设定 GC 参数，确保 设备状态良好。 将装有样品的顶空瓶放入 HS 中，按照表 21 中的参数，对 HS 参数进行设定， 其中加热温度为 120℃ 、加热时间 5 h，该条件下从皮革中挥发出的 VOC 被注射器吸出后，注射到GC 中进行分析。 GC 色谱图中每一个色谱峰的出现表示出一种 VOC 物质。 （ 3） 含量计算 样品中 VOC 的总 散发 EG可由下列公式计算： 6 2 0  ）（峰面积空白值总峰面积 GE G 其中： EG—— VOC 总挥发量，单位为 μgC/g； k（ G） —— 标准曲线的斜率； 4—— 系数，由 20ml 顶空瓶中装 2 克样品、 4μg 标准溶液计算得出； —— 系数，表示丙酮分子中的碳质量百分含量。 嘉兴学院本科生毕业论文（设计） 8 标准工作曲线的绘制 （ 1）溶液的配制 以正丁醇为溶剂，配制丙酮的标准工作溶液，共四种浓度，分别为 mg/L、 mg/L、 mg/L 及 mg/L。 由于 室温下 丙酮极易挥发，实验中采取如下步骤制备： （ 1）用移液管移取约 30 ml 正丁醇加入 100ml 容量瓶中，然后将容量瓶置于精度为 mg 的分析天平上。 （ 2）用微量移液器在容量瓶中滴入丙酮，直至接近 ，快速记录数据，取下容量瓶。 （ 3）向容量瓶中加入正丁醇至 100 ml 刻度线，塞上瓶塞，轻轻摇匀；然后在容量瓶上贴上标签。 此为浓度 1000 mg/L 的标准储备液。 （ 4）取 4 只 10 ml 容量瓶，先加入 5 ml 正丁醇，然后再分别移取 50、 100 181。 L的标准储备液，再用正丁醇定容到刻度，摇匀。 （ 2）仪器分析 用微量移液器从浓度最小的丙酮标准工作液开始分别吸取 4μL177。 20ml的顶空瓶中，并用带 聚四氟乙烯层的瓶盖用压盖机密封，编号。 每次移取标准液后需清洗取样器针头。 顶空瓶在 HS 中 120℃ 下保温 1 小时，然后进行 GC 分析 ， 其中丙酮峰的位置大约在 min 处 ， 随着 丙酮浓度 的增加 其 峰面积值也增加。 根据顶空瓶中丙酮的质量和对应是 GC 色谱图中丙酮峰面积，绘制标准工作曲线，计算出斜率 k（ G） 和相关系数， 标准曲线的相关系数必须大于。 否则工作曲线无效，重新实验。 嘉兴学院本科生毕业论文（设计） 9 3 结果与讨论 标准曲线的绘制 按 标准曲线的制作方法配制丙酮标准液，然后进行 HSGC 检测，得到 GC 色谱图。 该色谱图横坐标为时间 t（ min），纵坐标为被分离组分含量（峰面积） ， 其面积的大小代表该物质的含量的高低 ， 峰面积可由计算机工作站软件自动计算出。 丙酮标准工作溶液的 HSGC 色谱峰如图 31，其中丙酮的出峰时间为 min， 处的强峰为丁醇的色谱峰。 m in0 2 4 6 8 10 12 14pA05001000150020xx2500 F ID 1 A , 前部信号 (E :\D A T A \V O C C H E C K 2 0 1 2 \V O C 丙酮 2 0 1 2 1 2 1 9 1 3 3 0 1 6 \1 0 6 F 0 1 0 1 .D ) 0.779 图 31 丙酮标准品的 HSGC 色谱图 基于工作站软件，将丙酮的加入量及其对应的 GC 峰面积统计如表 31。 以丙酮浓度 Ci为横坐标 ，峰面积 Ai 为纵坐标，绘制得丙酮标准曲线如图 32。 线性拟合后得线性相关系数 R2 = ，拟合公式： Ai = + ，其中斜率 k（ G） =。 这 表明所得到的标准工作曲线线性相关良好， 则 样品中 VOC 含量统计过程将基于该标准曲线进行。 表 31。