Automated Determination of Formaldehyde Emissions from Materials by On-Sorbent Derivatization and Thermal Desorption GC/MS
Aplikace | 2018 | GERSTELInstrumentace
Formaldehyd představuje jednu z nejběžnějších a nejškodlivějších emisí u stavebních materiálů a spotřebního zboží. Jeho přesné stanovení je klíčové pro hodnocení kvality vnitřního prostředí, zajištění souladu s normami a ochraně zdraví. Tradiční metoda DNPH/HPLC je omezena na menší karbonylové sloučeniny a vyžaduje manuální manipulaci s kartušemi, což zvyšuje náklady a riziko kontaminace.
Cílem této studie bylo vyvinout plně automatizovanou metodu tepelné desorpce GC/MS pro stanovení formaldehydu, širšího spektra karbonylů, VOC a SVOC z materiálových emisí. Klíčovým přístupem bylo on-sorbent derivatizace pentafluorofenylhydrazinem (PFPH) přímo na Tenax TA nosiči, čímž se eliminovaly vysoké blank hodnoty a umožnila opakovaná použitelnost sorbentu.
Automatizované kroky byly prováděny na přístrojovém uspořádání GERSTEL MultiPurpose Sampler vybaveném modulem Dynamic Headspace (DHS), tepelnou desorpcí (TDU 2) a Cooled Injection System (CIS 6) s následnou GC/MS analýzou na sloupci HP-5.
Metoda prokázala lineární odezvu pro formaldehyd v rozmezí 0,2–2,0 µg (8–81 nmol) s r2=0,9989 a průměrným RSD 1,4 % (n=5). LOD bylo stanoveno na 0,09 µg, LOQ na 0,25 µg. Dynamické hlavyapce loading PFPH podstatně snížilo background PFPH-CH2O na 0,6–2,5 %. Sorbentové trubice se daly opakovaně regenerovat a skladovat až 7 dnů při RT s akceptovatelným nárůstem blank signálu (do 4,7 %).
V praxi byly analyzovány dva modelové vzorky: překližka a vonná svíčka. U překližky byla zjištěna koncentrace formaldehydu 0,51 mg/m3, u svíčky 0,09 mg/m3. Současně se detekovaly deriváty dalších karbonylů (pentanal, hexanal, nonanal) a široká škála VOC/SVOC.
Výhodami metody jsou:
Metoda může být rozšířena na stanovení dalších karbonylů, sledování emisí v různých typech komor, aplikaci na e-cigarety nebo průmyslové procesy. Dalším krokem je standardizace protokolů pro transport a skladování PFPH-loaded trubic mimo laboratoř.
Automatizovaná PFPH/TD-GC/MS metoda pro stanovení formaldehydu a dalších karbonylů prokázala vysokou citlivost, linearitu a opakovatelnost. Umožňuje komplexní analýzu emisí z materiálů s významným zjednodušením manipulace a snížením provozních nákladů.
GC/MSD, HeadSpace, Termální desorpce, GC/SQ
ZaměřeníPrůmysl a chemie, Materiálová analýza
VýrobceAgilent Technologies, GERSTEL
Souhrn
Význam tématu
Formaldehyd představuje jednu z nejběžnějších a nejškodlivějších emisí u stavebních materiálů a spotřebního zboží. Jeho přesné stanovení je klíčové pro hodnocení kvality vnitřního prostředí, zajištění souladu s normami a ochraně zdraví. Tradiční metoda DNPH/HPLC je omezena na menší karbonylové sloučeniny a vyžaduje manuální manipulaci s kartušemi, což zvyšuje náklady a riziko kontaminace.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem této studie bylo vyvinout plně automatizovanou metodu tepelné desorpce GC/MS pro stanovení formaldehydu, širšího spektra karbonylů, VOC a SVOC z materiálových emisí. Klíčovým přístupem bylo on-sorbent derivatizace pentafluorofenylhydrazinem (PFPH) přímo na Tenax TA nosiči, čímž se eliminovaly vysoké blank hodnoty a umožnila opakovaná použitelnost sorbentu.
Použitá metodika a instrumentace
Automatizované kroky byly prováděny na přístrojovém uspořádání GERSTEL MultiPurpose Sampler vybaveném modulem Dynamic Headspace (DHS), tepelnou desorpcí (TDU 2) a Cooled Injection System (CIS 6) s následnou GC/MS analýzou na sloupci HP-5.
- On-sorbent derivatizace: PFPH naložené na Tenax TA pomocí DHS.
- Vzorkování formaldehydu a dalších VOC/SVOC z mikrokomory nebo vzduchového prostoru vzorku.
- Tepelná desorpce analyzátů a cryofocusing v CIS.
- Separace a detekce pomocí GC/MS v rozsahu m/z 30–450.
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda prokázala lineární odezvu pro formaldehyd v rozmezí 0,2–2,0 µg (8–81 nmol) s r2=0,9989 a průměrným RSD 1,4 % (n=5). LOD bylo stanoveno na 0,09 µg, LOQ na 0,25 µg. Dynamické hlavyapce loading PFPH podstatně snížilo background PFPH-CH2O na 0,6–2,5 %. Sorbentové trubice se daly opakovaně regenerovat a skladovat až 7 dnů při RT s akceptovatelným nárůstem blank signálu (do 4,7 %).
V praxi byly analyzovány dva modelové vzorky: překližka a vonná svíčka. U překližky byla zjištěna koncentrace formaldehydu 0,51 mg/m3, u svíčky 0,09 mg/m3. Současně se detekovaly deriváty dalších karbonylů (pentanal, hexanal, nonanal) a široká škála VOC/SVOC.
Přínosy a praktické využití metody
Výhodami metody jsou:
- Plná automatizace bez nutnosti manuálního doplňování derivatizačního činidla.
- Opakovaná použitelnost Tenax TA sorbentu a snížení nákladů na spotřební materiál.
- Možnost současného stanovení formaldehydu, větších karbonylů, VOC a SVOC jedním přístrojem.
- Vyšší separační výkon a identifikace pomocí GC/MS oproti DNPH/HPLC.
- Eliminace použití organických extrakčních rozpouštědel.
Budoucí trendy a možnosti využití
Metoda může být rozšířena na stanovení dalších karbonylů, sledování emisí v různých typech komor, aplikaci na e-cigarety nebo průmyslové procesy. Dalším krokem je standardizace protokolů pro transport a skladování PFPH-loaded trubic mimo laboratoř.
Závěr
Automatizovaná PFPH/TD-GC/MS metoda pro stanovení formaldehydu a dalších karbonylů prokázala vysokou citlivost, linearitu a opakovatelnost. Umožňuje komplexní analýzu emisí z materiálů s významným zjednodušením manipulace a snížením provozních nákladů.
Reference
- Ho, S.S.H., Yu, J.Z. (2004) Determination of Airborne Carbonyls: Comparison of a Thermal Desorption/GC Method with the Standard DNPH/HPLC Method. Environmental Science & Technology, 38, 862–870.
- Nie, Y., Lerch, O., Kleine‐Benne, E. (2017) Determination of Formaldehyde and VOCs in Wood‐based Products using an Automated Micro‐Scale Chamber. GERSTEL Application Note No. 193.
- Salthammer, T., Mentese, S. (2008) Comparison of analytical techniques for the determination of aldehydes in test chambers. Chemosphere, 71, 1351–1356.
- Ministry of Environmental Protection of the People’s Republic of China (2007) HJ/T 400‐2007: Determination of Volatile Organic Compounds and Carbonyl Compounds in Cabin of Vehicles.
- Cecinato, A. et al. (2001) Pentafluorophenylhydrazine as a coating reagent for the HRGC‐MS determination of semi‐volatile carbonyl compounds in air. Chromatographia, 54, 263–269.
- Perkins, M. (2014) Analysis of Formaldehyde from a Wax Candle Flame using SIFT‐MS. Anatune Ltd Application Note AS147.
- Salthammer, T., Mentese, S., Marutzky, R. (2010) Formaldehyde in the Indoor Environment. Chemical Reviews, 110, 2536–2572.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Automated Determination of Formaldehyde Emissions from E-Liquids by On-Sorbent Derivatization and Thermal Desorption GC/MS
2018|Agilent Technologies|Aplikace
GERSTEL Application Note No. 201, 2018 Automated Determination of Formaldehyde Emissions from E-Liquids by On-Sorbent Derivatization and Thermal Desorption GC/MS Yunyun Nie, Lokman Coban, Shuai Li, and Eike Kleine-Benne GERSTEL GmbH & Co. KG, Eberhard-Gerstel-Platz 1, 45473 Mülheim an der…
Klíčová slova
pfph, pfphformaldehyde, formaldehydetenax, tenaxcarbonyls, carbonylsgerstel, gerstelloaded, loadeddetermination, determinationcigarette, cigarettehydrozone, hydrozonederivatization, derivatizationdesorption, desorptionbrand, brandderivatives, derivativesvocs, vocsagent
Determination of Formaldehyde and VOCs in Wood-based Products using an Automated Micro-Scale Chamber
2017|Agilent Technologies|Aplikace
GERSTEL Application Note No. 193, 2017 Determination of Formaldehyde and VOCs in Wood-based Products using an Automated Micro-Scale Chamber Yunyun Nie, Oliver Lerch, Eike Kleine-Benne GERSTEL GmbH & Co. KG, Eberhard-Gerstel-Platz 1, 45473 Mülheim an der Ruhr, Germany ABSTRACT INTRODUCTION…
Klíčová slova
dnph, dnphformaldehyde, formaldehydeldd, lddchamber, chamberemission, emissionair, airdad, dadscale, scalelod, lodmicro, microbuilding, buildingplywood, plywoodacrolein, acroleinloq, loqhexanal
Direct Thermal Extraction Analysis of Solid and Liquid Samples using the GERSTEL MPS Robotic Sampler, Thermal Desorption Unit (TDU 2) and Cooled Inlet System (CIS)
2019|Agilent Technologies|Aplikace
GERSTEL Application Note No. 205, 2019 Direct Thermal Extraction Analysis of Solid and Liquid Samples using the GERSTEL MPS Robotic Sampler, Thermal Desorption Unit (TDU 2) and Cooled Inlet System (CIS) Laurel A. Vernarelli, Jacqueline A. Whitecavage, and John R.…
Klíčová slova
scented, scentedpumpkin, pumpkinbrand, brandcandle, candlewax, waxspice, spicecinnamaldehyde, cinnamaldehydegerstel, gerstelair, aircandles, candleslinalool, linalooligniting, ignitingtdu, tduthermal, thermaldte
The Development of Standard Methods Relating to Vehicle Interior Air Quality (VIAQ) and How to Comply With Them
2018|Markes|Aplikace
Application Note The Development of Standard Methods Relating to Vehicle Interior Air Quality (VIAQ) and How to Comply With Them Abstract This Application Note discusses the introduction of regulations limiting the quantities of volatile and semivolatile organic compounds (VOCs and…
Klíčová slova
sampling, samplingvehicle, vehicleviaq, viaqemissions, emissionsvapors, vaporsvocs, vocscar, carinterior, interiorchamber, chambertrim, trimdesorbed, desorbedtrap, trapvolatile, volatilesvocs, svocstube