合作共赢气质不凡 热裂解联用解决方案
时间：2024-11-15 阅读：233
热裂解
作为科研领域领导者—赛默飞世尔科技(中国)有限公司拥有完整的气相气质产品线。可以满足环境、医药、食品、化工、司法毒理等领域日益严苛的应用需求。全新GC/GCMS 系统，为实际样品分析而优化设计，灵敏稳健，快速易用，随时准备迎接实验中的各类挑战，帮您解决复杂的分析问题，极大提高实验室生产效率。气相气质联用产品在分析不同样品时需要联用不同的前端进样设备，如顶空、吹扫捕集、热脱附、热裂解等。赛默飞针对各种不同的进样方式均提供完整的解决方案。本期为您介绍热裂解气质联用应用解决方案。
热裂解-气质联用技术（Py-GCMS）
一种将热裂解技术和气相色谱-质谱技术相结合的分析技术，通过对高温裂解后的特征离子碎片进行定性定量分析，判定样品组成。
Py-GCMS优势
• 分离效率高，能快速、有效识别样品
• 灵敏度高，样品用量少
• 分析速度快，信息丰富
• 适用于各种形式样品，特别是难溶及高沸物质，且一般无需预处理
Py-GCMS应用领域
• 高分子RoHS分析
• 微塑料的定性定量分析
• 高分子材料分析：如胶粘剂、橡胶、油漆、涂料及塑料材质鉴别
• 高分子添加剂分析：如抗氧剂、交联剂、光引发剂、抗静电剂
方案一
热裂解气质联用RoHS解决方案
行业背景
欧盟 RoHS：
RoHS指令，全称为《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》，也称2002/95/ EC 指令，是由欧盟立法制定的一项强制性标准，也是电子电器产品获得 CE 标志从而进入欧共体销售所必须进行测试的指令之一。由2003年1月欧盟议会和欧盟理事会通过，该指令主要用于规范电子电气产品的材料及工艺标准，使之更加有利于人体健康及环境保护。指令要求电子电气设备中禁止使用铅 (Pb)、汞 (Hg)、六价铬 (Cr VI)、镉 (Cd)和多溴联苯 (PBBs)、多溴二苯醚 (PBDEs)。企业出口欧盟的产品都需符合相应的限量要求，并且要展示相应的证明文件。
2021年9月，IEC(国际电工委员会发)发布IEC 62321-3-3-2021电子产品中某些有害物质的测定3-3部分—使用Py‑GC‑MS对聚合物中的多溴联苯、多溴二苯醚、特定邻苯二甲酸酯进行筛选，该方法具有快速简单，无需前处理等特点，非常适合需要对增塑剂进行快速筛查的相关实验室。
一 增塑剂（邻苯二甲酸酯），热裂解-GCMS联用（符 合 IEC62321-8-2017 标准）
塑化剂固体基质标总离子流图(点击查看大图)
二 溴化阻燃剂（十溴二苯醚）
图 1 十溴联苯醚标准品提取 m/z799 离子图(点击查看大图)
该热裂解气质联用RoHS 解决方案不仅针对管控的增塑剂和溴化阻燃剂提出具体方法，同时也提供了短链氯化石蜡、四溴双酚A及红磷阻燃剂等用户较为关注物质的Py-GCMS解决方案，以上项目采用完全相同的仪器配置，不同化合物分析无需更换色谱柱。依托全新一代发布的Thermo Scientific™ ISQ™7610系列气相色谱质谱联用仪超高灵敏度，超强稳定性等特点，完美解决实验室高通量，高准确性的需求。
三 短链氯化石蜡 SCCPs
短链氯化石蜡标准品全扫总离子流图及提取 m/z 95 离子图(点击查看大图)
四 四溴双酚A
四溴双酚A定量及定性离子图(点击查看大图)
五 红磷阻燃剂
0.60mg 0.1% 红磷标准品提取离子图(m/z 124)(点击查看大图)
方案二
热裂解气质联用微塑料解决方案
热裂解气质联用微塑料解决方案
塑料污染是全球普遍关注的环境问题。微塑料可以通过空气、水或土壤广泛传播，而一旦进入自然环境，它们就将无法清除。由于无法自然降解，它们对动植物可以造成数百年的威胁，并进入食物链。越来越多国家不断升级“限塑”措施。欧盟微塑料禁令已从2023年10月17日执行。
将经过分离富集的微塑料样品使用Py-GCMS测试。分析结果表明不同塑料的化学组成和结构有着明显的差异，其在高温裂解条件下会产生相应的特征热裂解产物。利用高温裂解产生的特征碎片信息经色谱分离和质谱鉴定，能够有效鉴别塑料成分同时进行定量测定。
不同微塑料成分在Py-GCMS上的特征碎片谱图(点击查看大图)
微塑料也可进行定量分析。使用不同微塑料的特征裂解碎片的峰面积建立标准曲线，进行定量测定，通过标准曲线计算可得到样品中不同微塑料成分的浓度。
四种微塑料的特征裂解碎片标准曲线(点击查看大图)
热裂解气质法，还有一个突出优势是具有自己独特的微塑料谱库，使用这套谱库，即使对于那些第一次使用热裂解气质的人也很容易进行微塑料分析。以下是相关软件匹配截图。
微塑料谱库自动检索结果(点击查看大图)
方案三
热裂解气质联用—化工产品质量监控方案
高分子材料在受热裂解时，受其结构影响，使得裂解产物不同，因而可通过对裂解产物的分析来实现对高聚物结构等进行研究。
一，采用热裂解气质联用结合氢火焰检测器(Py-GCMS/FID)，同时处理 FID 与 MS 两通道数据，利用样品裂解产物比例分布比较样品差异，结合了 MS 和 FID 两种检测器的优点，利用多种定量方式互相补充验证，创造性的使用 TIC 组校正和 FID 组校正这一校正方式对 PVC 样品中聚氯乙烯含量进行定量，使得检测结果理论上更接近真实值，为实际应用提供有力支持。
PVC标准物质裂解产物FID和TIC谱图(点击查看大图)
6种PVC样品中聚氯乙烯含量采用不同计算方式结果比较(点击查看大图)
二，采用热裂解气质联用方法分析天然乳胶及合成乳胶样品。下图可见天然乳胶裂解产生明显的异戊二烯和D-柠檬烯裂解特征产物。而从中检出丁二烯及苯乙烯，则为合成乳胶。
天然乳胶裂解产物TIC图(点击查看大图)
合成乳胶裂解产物TIC图(点击查看大图)
方案四
热裂解静电场轨道阱应用解决方案
赛默飞独有静电场轨道阱Orbitrap Exploris™ GC高分辨气质联用仪，其强大的分辨率帮助客户在靶向分析领域特异性、抗干扰能力强；非靶向分析能够发现更多化合物；同时通过高分辨率、高质量精度的全扫描分析，极大简化分析测试，并为定量、筛查及未知物发现的工作流程开辟新的机会。
锂电池材料中粘合剂识别对于优化回收处理非常必要，本方案采用热裂解结合分析鉴定锂电池碎料中的有机粘合剂，有效克服复杂样品基质干扰，高分辨质谱提供高质量精度质荷比，同时结合EI/PCI不同电离模式，有效识别粘合剂类别，剖析降解机理。
锂电池碎片材料中质量精度为500mmu和5ppm的C3HF4+和PVDF标准品的提取离子叠图(EIC)：高分辨更有助于去除基体干扰(点击查看大图)
锂离子电池碎片材料和PVDF标准品中C3HF4+ 总离子流提取离子比较图：高分辨精确质量数有效锁定特征离子，精准定性(点击查看大图)
锂电池碎片材料中检测到C9H7F9，其PCI质谱图(A)和EI质谱图(B)均显示出高质量精度，与理论精确质量数相差无几(点击查看大图)
结 语
热裂解气质联用仪器平台是被行业所认可的一种强有力分析手段。赛默飞提供常规分析气相色谱质谱和高分辨气相色谱质谱平台产品，对于研究高分子材料提供更全面、更专业、更可靠的解决方案。热裂解可以将高沸点难以气化物质进行高温裂解，提供物质的特征裂解产物，再结合赛默飞特有GC-Orbitrap/MS超强的定性能力，可以实现聚合物的精准定性分析。