Direct Thermal Desorption GC/MS Analysis of Automotive Air Charcoal Filters

Význam tématu

Monitorování těkavých organických látek zachycených v kabinových filtrech automobilů je klíčové pro ochranu zdraví řidičů a cestujících. Účinné analytické metody umožňují hodnotit stav filtračních materiálů a rozhodovat o výměnných intervalech.

Cíle studie

Hlavním cílem bylo porovnat klasickou likvidní extrakci s přímou termodesorpcí v kombinaci s kryofokusací a GC/MS, a prokázat, že termodesorpční metoda poskytuje spolehlivé výsledky bez předúpravy vzorků.

Použitá metodika

• Likvidní extrakce: vzorky jednotlivých vrstev filtru byly vyříznuty, extrahovány CS₂ po dobu 20 h a analyzovány splitless injekcí na GC/MS a GC/AED.
• Přímá termodesorpce: vzorky vložené do termodesorpční trubičky (TDS) byly zahřáty na 300 °C, přesunuty nosným plynem do kryogenně chlazeného CIS, kde byla provedena koncentrace a následný rozptyl do analytické kolony.

Použitá instrumentace

• Systém pro likvidní extrakci: autosampler HP 7673, GC HP 5890 Series II se split/splitless vstupem, MS detektor HP 5970 B, AED HP 5921.
• Termodesorpční systém: Gerstel TDS 2, chlazený injektor CIS 3, GC HP 5890 Series II, MS detektor HP 5972.

Hlavní výsledky a diskuse

Celkové iontové chromatogramy ukázaly vysoké koncentrace aromatických uhlovodíků (benzén, toluen, alkylbenzeny) především v první vrstvě filtru. Postupným sledováním rozložení se potvrzuje, že nejtěkavější látky pronikají hlouběji, zatímco středně těkavé a vyšší uhlovodíky jsou zadrženy ve vnitřních vrstvách. Percentuální distribuce sedmi cílových sloučenin ukázala, že benzén a heptan prolínají celým filtrem, kdežto dodekan a tetradekan jsou téměř kompletně zadrženy.

Přínosy a praktické využití metody

Termodesorpce bez předúpravy šetří čas a minimalizuje riziko kontaminace. Metoda zachovává citlivost a opakovatelnost GC/MS analýzy a umožňuje rychlé vyhodnocení filtračního výkonu pro výměnné intervaly v automobilovém průmyslu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace termodesorpce s online monitoringem kvality vzduchu v reálném čase.
• Vývoj vícekanálových desorpčních modulů pro simultánní analýzu vzorků z různých materiálů.
• Rozšíření detekčních technik o selektivní hmotnostní analyzátory pro nižší limity detekce.

Závěr

Přímá termodesorpce spojena s kryofokusací představuje rychlou a spolehlivou alternativu k tradiční CS₂ extrakci pro analýzu těkavých kontaminantů v automobilových kabinových filtrech. Studie potvrdila proražení nejlehčích látek a účinné zadržení vyšších uhlovodíků, což pomůže optimalizovat výměnné intervaly filtrů.

Reference

• [1] Gerstel Application Note 3/1996: Charakteristika expandovaných filtračních pěn NANOSORB™ a jejich adsorpčních vlastností.