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

1、近年來，隨著人們對環(huán)境保護(hù)意識的增強，環(huán)境中常見有機污染物的快速、在線檢測成為了研究人員的研究重點之一。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，所消耗的時間較長，無法滿足快速、在線分析檢測的要求。
　　 本論文在實驗室自行研制的磁增強-單光子/光電子復(fù)合電離源飛行時間質(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)計和搭建完成了兩套膜進(jìn)樣質(zhì)譜。實現(xiàn)了對水中醚類汽油添

2、加劑和常見有機污染物的在線快速檢測。本論文主要內(nèi)容和取得的成果包括:
　　 (1)設(shè)計、搭建了一套片狀膜進(jìn)樣在線質(zhì)譜，并應(yīng)用于在線快速檢測水中醚類汽油添加劑。利用片狀聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜對水樣品進(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)合實驗室自主研制的ME-SPI/PEI-TOFMS實現(xiàn)了水中四種常見醚類汽油添加劑: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。系統(tǒng)的研究了膜厚度、膜面積、膜溫度、載氣流量等參數(shù)對樣品信號強度和響應(yīng)時間的影響。經(jīng)優(yōu)化后的片狀膜進(jìn)樣在線質(zhì)譜，顯著提高了醚類汽油添加劑的檢測靈敏度，減小了樣品在膜上的響應(yīng)時間。同時，復(fù)合電離源產(chǎn)生的碎片離子少，得到的質(zhì)譜圖簡單，適合現(xiàn)場快速分析檢測。在優(yōu)化的實驗條件下，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)時間分別為:13、15

4、、17和14s，單個樣品的分析時間小于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。
　　 (2)設(shè)計、搭建了一套電離源內(nèi)拉伸管狀膜進(jìn)樣在線質(zhì)譜，并用于水中醚類汽油添加劑及常見有機污染物的在線快速分離與高靈敏檢測。管狀膜壁較厚，樣品在膜上的響應(yīng)時間較長。如何減小樣品在管狀膜上的響應(yīng)時間一直都是科研工作者急于解決的問題。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)時間，當(dāng)樣品透過膜在膜外表面上立即被燈電離。減小了樣品在傳輸過程中的損失，提高了檢測靈敏度。在優(yōu)化條件下，該套裝置對MTBE、ETBE、苯、甲苯和對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)時間降低到150s以內(nèi)。同時，采用電離源內(nèi)陣列拉伸管狀