质谱法测定空气中痕量偏二甲肼.pdf

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1、第38卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究简报第12期2010年12月ChineseJournalofAnalyticalChemis时1817—1820DOI：10．3724／SP．J．1096．2010．01817气相色谱／质谱法测定空气中痕量偏二甲肼曹晔“’2张光友2王力2彭清涛2刘建国11(中科院安徽光学精密机械研究所，合肥230031)2(总装备部防疫大队，北京100101)摘要建立了气相色谱／质谱法测定空气中痕量偏二甲肼的分析方法。以2一硝基苯甲醛为衍生化试剂，以含有衍生化试剂的甲醇溶

2、液为吸收液，气体发生装置发生的偏二甲肼气样用吸收液直接吸收后，与衍生化试剂在甲醇中发生反应，对气体采样和衍生化反应条件进行了优化，考察了气相色谱／质谱法测定空气中痕量偏二甲肼的加标回收率为75％一92％；检出限(S／N=3)为0．019mg／L。采样2L时，最低检测浓度为9．5．s／m3。当采样流量为0．2L／rain时，平均采样效率为99％。本方法灵敏快速，简便易行，可实现对空气中痕量偏二甲肼的检测。关键词偏二甲肼；2-硝基苯甲醛；衍生化反应；气相色谱／质谱法1引言偏二甲肼(Unsymmetrica

3、ldimethylhydrazine，UDMH)是运载火箭的主体燃料，易燃易爆，且具有高毒性和可疑致癌性。GBl8059-2000规定居住区UDMH最高允许浓度为0．08ms／Ill3。环境空气中UDMH测定方法有滴定法⋯、电化学法拉J，化学发光法∞J、比色法【41及色谱法【5，61等，目前国标规定采用固体吸附／分光光度法"J，但固体吸附剂制备和吸附解吸过程繁琐，检测耗时，灵敏度和准确度低，难以满足环境中痕量UDMH检测要求。因UDMH具有很强的吸附性和反应活性，利用色谱法直接测定不仅存在准确度和重复

4、性差，而且有峰拖尾、柱寿命短等缺点。为了提高检测灵敏度，利用气相色谱法测定时通常先对UDMH进行衍生化反应【5，6’8．9】。此外发生痕量的UDMH气体以及高效的采样方法也是建立高灵敏度UDMH检测方法需要解决的问题。本研究利用动态UDMH气体发生装置发生痕量浓度的UDMH气体，使UDMH与衍生化试剂2一硝基苯甲醛发生化学反应，生成稳定的衍生产物，利用气相色影质谱法(GC／MS)对衍生产物进行定量分析，实现了空气中痕量UDMH的灵敏检测。2实验部分2．1仪器与试剂Agilent6890N／5973N气

5、相色谱．质谱仪，配备HP7683自动进样器；HP-5MS(5％苯甲基硅烷)石英毛细管柱(30m×0．25mmx0．25I*m)；HW-02精密恒温水浴；QT-2A大气采样器；自行研制的动态偏二甲肼气体发生装置；棕色多孔玻板吸收瓶。UDMH(纯度≥98％，青海黎明化工厂)；甲醇(色谱纯，天津西华特种试剂厂)；2．硝基苯甲醛(分析纯。北京化学试剂公司)。2．2实验方法2．2．1标准储备液、衍生化试剂和采样吸收液的配制标准储备液：称取适量UDMH于干燥容量瓶中，加甲醇配制成0．2g／LUDMH标准储备液，U

6、DMH系列标准溶液用甲醇进一步稀释而得。衍生化试剂：称取适量2一硝基苯甲醛，加甲醇配制成100s／L2一硝基苯甲醛溶液。采样吸收液：将衍生化试剂与甲醇以体积比1：4混合配制而成。2．2．2UDMH气体样品的发生和采集为解决UDMH的强吸附性所导致的气体浓度不稳定问题，采2010-02-04收稿；2010-06-30接受本文系全军“十一五”项目(No．AJzz07脓．01)资助·E—mail：cyzhjx@sina．corn1818分析化学第38卷用自行研制的动态气体发生装置模拟发生环境中痕量的UDMH

7、气体。该装置通过精密控制的微量注射泵连续注射微量UDMH液体，以氮气捧空口Exhausing或空气为载气，使UDMH液体在优化的恒定温度条件下瞬间形成气态UDMH，锵墨入口通过调整注射速度和稀释气体流量发生0—100ms／m3范围内不同浓度的UDMH气体。该装置示意图见图1。在两只串联连接的棕色多孔玻板吸收瓶中分别加入10mL采样吸收液，节悯组吸收瓶的进气口与气体发生装置的气ustgroup体出口端连接，气体发生装置配制某一恒定浓度的UDMH气体，采样速度为气体出U气体出口0．2L／min，采样时间为

8、10—60min。大GasoutletOasoutlet气采样器的流量用皂膜流量计校准。图1UDMH气体发生装置示意图2．2．3UDMH气体样品的衍生化将ofunsymme试caJd‘methylhydrazine(uDMH)两只吸收瓶采集的样品摇匀后全部转Fig～．测幽眦h。。。移到25mL具塞比色管中，在30℃水浴中，UDMH和2．硝基苯甲醛发生衍生化反应，生成2一硝基苯甲醛．2-2．甲基腙(2-nitrobenzaldehyde-2-2一dime．