膜進(jìn)樣-微型飛行時(shí)間質(zhì)譜(TOF-MS)在線檢測(cè)水中MTBE的研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，環(huán)境中常見(jiàn)有機(jī)污染物的快速、在線檢測(cè)成為了研究人員的研究重點(diǎn)之一。傳統(tǒng)的色譜分析方法雖然準(zhǔn)確、靈敏，但是需要較復(fù)雜的樣品前處理操作，所消耗的時(shí)間較長(zhǎng)，無(wú)法滿(mǎn)足快速、在線分析檢測(cè)的要求。
　　 本論文在實(shí)驗(yàn)室自行研制的磁增強(qiáng)-單光子/光電子復(fù)合電離源飛行時(shí)間質(zhì)譜(ME-SPI/PEI-TOFMS)的基礎(chǔ)上，利用膜進(jìn)樣作為樣品前處理方法，自行設(shè)計(jì)和搭建完成了兩套膜進(jìn)樣質(zhì)譜。實(shí)現(xiàn)了對(duì)水中醚類(lèi)汽油添

2、加劑和常見(jiàn)有機(jī)污染物的在線快速檢測(cè)。本論文主要內(nèi)容和取得的成果包括:
　　 (1)設(shè)計(jì)、搭建了一套片狀膜進(jìn)樣在線質(zhì)譜，并應(yīng)用于在線快速檢測(cè)水中醚類(lèi)汽油添加劑。利用片狀聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜對(duì)水樣品進(jìn)行預(yù)分離和富集處理，提高了靈敏度，并去除了水中基質(zhì)的干擾。結(jié)合實(shí)驗(yàn)室自主研制的ME-SPI/PEI-TOFMS實(shí)現(xiàn)了水中四種常見(jiàn)醚類(lèi)汽油添加劑:甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁基醚(ETBE)、甲基叔戊基醚（TAME）和二異丙

3、基醚(DIPE)的在線快速檢測(cè)。系統(tǒng)的研究了膜厚度、膜面積、膜溫度、載氣流量等參數(shù)對(duì)樣品信號(hào)強(qiáng)度和響應(yīng)時(shí)間的影響。經(jīng)優(yōu)化后的片狀膜進(jìn)樣在線質(zhì)譜，顯著提高了醚類(lèi)汽油添加劑的檢測(cè)靈敏度，減小了樣品在膜上的響應(yīng)時(shí)間。同時(shí)，復(fù)合電離源產(chǎn)生的碎片離子少，得到的質(zhì)譜圖簡(jiǎn)單，適合現(xiàn)場(chǎng)快速分析檢測(cè)。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，MTBE、ETBE、TAME和DIPE的檢出限分別達(dá)到了:5.5、4.8、3.3和4.3μg/L，樣品在膜上的響應(yīng)時(shí)間分別為:13、15

4、、17和14s，單個(gè)樣品的分析時(shí)間小于100s。并將該方法成功應(yīng)用于模擬地下水中MTBE汽油污染的快速檢測(cè)。
　　 (2)設(shè)計(jì)、搭建了一套電離源內(nèi)拉伸管狀膜進(jìn)樣在線質(zhì)譜，并用于水中醚類(lèi)汽油添加劑及常見(jiàn)有機(jī)污染物的在線快速分離與高靈敏檢測(cè)。管狀膜壁較厚，樣品在膜上的響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。如何減小樣品在管狀膜上的響應(yīng)時(shí)間一直都是科研工作者急于解決的問(wèn)題。本研究將普通PDMS管狀膜適當(dāng)拉伸，既減小了膜壁厚度，又增加了膜面積。此外，將拉伸后的管

5、狀膜直接放置在質(zhì)譜電離源腔體內(nèi)，與真空紫外燈燈窗平行設(shè)置，保持管狀膜在紫外燈光照射范圍之內(nèi)。該設(shè)計(jì)使得管狀膜的內(nèi)外壓差達(dá)到最大，減小了分析樣品在膜上的響應(yīng)時(shí)間，當(dāng)樣品透過(guò)膜在膜外表面上立即被燈電離。減小了樣品在傳輸過(guò)程中的損失，提高了檢測(cè)靈敏度。在優(yōu)化條件下，該套裝置對(duì)MTBE、ETBE、苯、甲苯和對(duì)二甲苯的檢出限分別達(dá)到了:1.3、1.2、0.25、0.32和0.26μg/L。響應(yīng)時(shí)間降低到150s以?xún)?nèi)。同時(shí)，采用電離源內(nèi)陣列拉伸管狀