[发明专利]一种新型痕量和超痕量组分在线色谱富集与分析方法

说明书

本发明提出了一种新型痕量和超痕量组分在线色谱富集与分析方法，该分析方法所使用的系统包括进样系统(1)、汽化室(21)、富集系统(3)、保温盒(5)、样品收集系统(6)、聚焦阱(4)、色谱分析柱系统(22)、检测器(23)以及电子控制系统，其特征在于，该分析方法通过富集系统(3)的四通阀和电子开关阀盒(7)的组合来完成样品富集工作模式、热解析工作模式和分析反吹工作模式。该发明提供的方法所采用的系统安装连接极为简单方便，通用性极强，适合所有能用气相色谱分析的气、固、液态高纯样品的痕量和超痕量杂质组分分析。

技术领域

本发明涉及化学分析技术领域，尤其涉及一种新型痕量和超痕量组分在线色谱富集与分析方法。

背景技术

对于痕量和超痕量杂质组分的分析，单方面靠特定检测器的高检测器灵敏度和低检测限已经难以实现，通用的方法是靠样品富集提高浓度来实现。其中，先富集再解析再分析的固相萃取技术是痕量分析最常用的分析技术，在环境和石化分析中应用很广，是气体、液体和固体微量和衡量杂质分析中有力的富集方法，可以离线采样分析、也可以在线采样分析。但这些方法对富集材料及富集管的要求极高，既要有一定的吸附容量又要容易解析，既不能带入新的杂质又不能存在不可逆吸附，因此常常难以获取；尤其是对复杂基体和混合物，需要多种富集材料混用，更是难以保证所有组分都有合适的回收率；同时摸索热解析或者溶剂洗脱等条件，还要做大量的实验数据来验证方法的可靠性，费时费力。

CN203870078U公开了一种气相色谱分离系统，通过六通阀将吸附脱附装置、采样泵和微型色谱连接起来，实现了气体样品的在线即时测定，响应速度快，且装置能独立运行，便于携带，有利于应对和处理突发事件。但该分离系统，吸附脱附装置依然是目标组分富集的关键，并且样品直接进入吸附脱附装置无法排除样品背景的干扰，吸附材料的选择和条件优化复杂以及对冷阱的温度要求高。

CN207263702U公开了一种气相色谱在线固相萃取装置，将在液相色谱领域应用较广的在线固相萃取技术，首次应用于气相色谱柱分离之后；该装置采用固相萃取阱对一维色谱分离的组分进行富集、聚焦和再释放进入二维色谱柱进行分离检测，具有较好的选择性，对于低含量化合物检测灵敏度高。该装置虽然采用一维色谱柱解决了样品背景干扰的问题，但本质还是采用固相萃取阱，对不同组分的捕集仍然依赖于填充料的选择，并且对制冷要求较高。

像大气或水中VOCs这样复杂而又要求高的样品分析，目标组分容易受吸附材料、样品传输关系及样品背景干扰，同时吸附材料由于反复加热过程中的热胀冷缩，导致吸附管中吸附颗粒间的间距不重现，从而导致测定结果的重复性和再现性不高，影响测定结果的可靠性；但还能应用，因为背景是空气或吹扫载气，而对于高纯气、高纯溶剂和聚合级单体等样品，往往由于背景组分的吸附性能与杂质组分相似或接近，导致类似系统无法应用。本发明直接采用商品化/自制的气相色谱柱/管作为杂质富集系统，利用气相色谱的分离能力解决了样品背景对目标组分富集和分析的干扰问题，富集、解析和样品分析条件可以参考对应色谱柱的分析条件，简单可查，或做简单的调整即可，不必做大量的条件实验；色谱富集柱经过反吹可以反复利用，成本低；直接进样和采用色谱柱进行富集，避免了强吸附、不可逆吸附的痕量组分在预处理系统和吸附冷阱上的吸附损失；该装置巧妙的设计，使色谱富集柱的安装连接极为简单方便，进样系统灵活可选，通用性极强，适合所有能用气相色谱分析的气、固、液态高纯样品的痕量和超痕量杂质组分分析。该新型痕量和超痕量杂质组分的在线色谱富集-分析方法，在相关分析仪器分析领域至今未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型痕量和超痕量组分在线色谱富集与分析方法，解决现有气、固、液态高纯样品的痕量和超痕量杂质组分分析采用富集热脱附技术时富集装置复杂、选择性吸附材料寻求困难、萃取富集和解析(热解析/溶剂洗脱)条件苛刻且效率低、样品富集无法摆脱样品背景干扰、线性范围窄、稳定性和重复性差的问题。