人造板VOCs采样中吸附剂的选用与吸附性能优化
摘 要
人造板挥发性有机化合物(VOCs)采样中的吸附剂性能对检测结果具有直接影响。选用5种吸附剂对芳香烃、萜烯、烷烃、酯类、芳香醇和脂肪醇类等73种有机化合物单体进行检测分析,以采样管次级目标单体的色谱保留面积占初级和次级目标单体色谱保留面积3%为限,设定穿透率指标,确定吸附剂适宜的采样流量和采样体积,优化吸附性能。结果表明:选用Tenax TA吸附剂,采样质量为2 000 ng、采样流量为150 mL/min和采样体积为9 L时,除苯、3-甲基戊烷、正己烷、环己烷、甲基环己烷、
α、β
-蒎烯和莰烯外,其余C
6
~C
16
有机化合物单体无明显穿透现象; 选用Carbosieve
TM
S-Ⅲ和Carbopack B混合吸附剂,采样质量为2 000 ng、流量为150 mL/min和体积为15 L时,C
3
~C
16
单体无明显穿透现象; 选用活性炭吸附剂,C
3
~C
16
有机化合物单体除苯甲醇、2-乙基-1-己醇、和丁基羟基甲苯外,均无明显穿透现象; 单独选用Carbosieve
TM
S-Ⅲ和Carbotrap B作为吸附剂,单体检测存在多次穿透现象。相比而言,Carbosieve
TM
S-Ⅲ和Carbopack B混合吸附剂吸附性能最佳。
人造板幅面大、结构性好、施工方便,因此,被广泛应用于室内装饰装修行业。由于人造板生产中广泛使用胶黏剂和其他添加剂,使用过程存在挥发性有机化合物(VOCs)释放和有害重金属迁移问题,影响室内空气质量,严重危及人们的健康。
人造板VOCs检测可以有效排查危害性大的材料流入市场,也有利于提升行业产品的总体质量。
近年来,国内外学者对人造板的VOCs释放开展了多方面的研究工作。
例如,有国外学者对人造板VOCs的释放量进行表征、对挥发物快速采样的合适条件进行测试,还有学者探究了采样时吸附剂的选择和优化空气质量的方法; 同时国内学者在不同人造板VOCs定性定量分析中取得了许多重要成果,测试出不同材料释放的VOCs并分析其释放水平。
目前,VOCs的检测主要通过环境气候舱模拟室内环境,利用吸附管对气候舱中的气体进行采样,再使用气相色谱-质谱联用技术进行定性定量分析获得。在此试验过程中,合理地选用吸附剂可以对VOCs进行有效吸附。一般以常温吸附-热解吸回收率和穿透率评价固体吸附剂性能,再对采样参数进行优化,以达到提高人造板VOCs的检测效率和检测质量的目的。
基于以上目的,东北林业大学马郡鸿、沈隽等选用具有良好疏水性、贮存稳定性高,且在过去研究中常被使用的Tenax TA、Carbosieve
TM
S-Ⅲ、Carbopack B、Carbotrap B、椰子壳活性炭5种吸附剂,选取73种来源于人造板胶黏剂、涂料、助剂和木材本身的目标化合物,以吸附剂的穿透率评价该吸附剂对目标化合物的适用性,探究采样体积和采样流量对检测结果的影响,以期为人造板及其制品的VOCs检验提供参考。
1
材料与方法
1.1
试验试剂
1.2
试验仪器
1.3
热脱附-GC/MS分析条件
1.4
采样参数条件
1.5
数据分析方法
1.6
试验方法
1.6.1
样品吸附管的老化及制备
1.6.2
ATD-GC/MS测试系统的准备
1.6.3
样品分析和计算
2
结果与分析
2.1
芳烃化合物的吸附效果
2.1.1
Tenax TA吸附剂对27种混合芳烃的吸附效果
Tenax TA吸附剂为2,6-二苯呋喃多孔聚合物树脂,密度0.25 g/cm
3
,粒径60~80目(180~250 μm),表面积35 m
2
/g,平均孔径200 nm,孔体积2.4 cm
3....
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