क्लोरीनयुक्त पैराफिन (सीपी), जिसे पॉलीक्लोरिनेटेड एन-अल्केन्स (पीसीए) के रूप में भी जाना जाता है, का रासायनिक सूत्र CnH2n+2-mClm है। वे सीधी-श्रृंखला एन-अल्केन्स के कृत्रिम रूप से संश्लेषित क्लोरीनयुक्त डेरिवेटिव का एक समूह हैं, जिसमें कार्बन श्रृंखला की लंबाई (एन) 10 से 38 कार्बन परमाणुओं तक होती है और क्लोरीन सामग्री आमतौर पर द्रव्यमान के अनुसार 30% से 70% तक होती है।
क्लोरीनयुक्त पैराफिन का रासायनिक संरचना आरेख (CnH2n+2-mClm)
कमरे के तापमान पर, 70% क्लोरीनयुक्त पैराफिन के अलावा एक सफेद ठोस होता है, शेष क्लोरीनयुक्त पैराफिन रंगहीन या हल्का पीला तरल होता है। क्लोरीनयुक्त पैराफिन को आम तौर पर कार्बन श्रृंखला की लंबाई के आधार पर तीन वर्गों में वर्गीकृत किया जाता है: 10 से 13 कार्बन परमाणुओं की कार्बन श्रृंखला की लंबाई के साथ लघु-श्रृंखला क्लोरीनयुक्त पैराफिन (एससीसीपी), 14 से 17 कार्बन परमाणुओं की कार्बन श्रृंखला की लंबाई के साथ मध्यम-श्रृंखला क्लोरीनयुक्त पैराफिन (एमसीसीपी), और 20 से 30 कार्बन परमाणुओं की कार्बन श्रृंखला की लंबाई के साथ विशिष्ट लंबी-श्रृंखला क्लोरीनयुक्त पैराफिन (एलसीसीपी)।
औद्योगिक क्षेत्र में, क्लोरीनयुक्त पैराफिन का उपयोग आमतौर पर विभिन्न पॉलिमर सामग्रियों की तैयारी में ज्वाला मंदक और सहायक प्लास्टिसाइज़र के रूप में किया जाता है। इन्हें प्लास्टिक ट्रैक सतहों की तैयारी में एडिटिव्स के रूप में भी नियोजित किया जाता है। वर्तमान में, मध्यम से लंबी श्रृंखला वाले क्लोरीनयुक्त पैराफिन का उपयोग मुख्य रूप से प्लास्टिक ट्रैक के उत्पादन में किया जाता है। हालाँकि, प्रक्रिया के प्रभावों के कारण, मध्यम से लंबी-श्रृंखला वाले क्लोरीनयुक्त पैराफिन के अनुचित संचालन के परिणामस्वरूप अक्सर छोटी-श्रृंखला वाले क्लोरीनयुक्त पैराफिन की थोड़ी मात्रा शेष रह जाती है।
शॉर्ट-चेन क्लोरीनयुक्त पैराफिन (एससीसीपी) सीधी-श्रृंखला सामान्य अल्केन्स पर क्लोरीनीकरण प्रतिक्रियाओं द्वारा गठित डेरिवेटिव का एक समूह है, कार्बन श्रृंखला की लंबाई 10 से 13 कार्बन परमाणुओं तक होती है और क्लोरीन सामग्री आमतौर पर 30% से 70% (द्रव्यमान द्वारा) तक होती है। यूरोपीय रसायन एजेंसी की रासायनिक पदार्थ सूचना प्रणाली (ईएसआईएस) के अनुसार, एससीसीपी (सी10~सी13) को श्रेणी 3 कार्सिनोजेन्स (आर40) के रूप में वर्गीकृत किया गया है और लंबे समय तक एक्सपोजर (आर66) पर त्वचा में दीर्घकालिक प्रतिकूल प्रभाव पैदा कर सकता है। उन्हें पीबीटी विशेषताओं (लगातार, जैव संचयी और विषाक्त पदार्थ) के साथ नए यौगिकों के एक वर्ग के रूप में माना जाता है।
वर्तमान में, राष्ट्रीय मानक प्लास्टिक ट्रैक सतहों में एससीसीपी का पता लगाने के लिए गैस क्रोमैटोग्राफी-इलेक्ट्रॉन कैप्चर नकारात्मक आयनीकरण मास स्पेक्ट्रोमेट्री (जीसी-ईसीएनआई-एमएस) को अपनाता है। हालाँकि, यह विधि विभिन्न श्रृंखला लंबाई के साथ क्लोरीनयुक्त पैराफिन युक्त नमूनों का विश्लेषण करते समय अंतिम गणना परिणामों में चरम ओवरलैप और हस्तक्षेप का सामना करती है।
कार्बन स्केलेटन गैस क्रोमैटोग्राफी द्वारा एससीसीपी के निर्धारण में विश्लेषण के लिए उच्च तापमान स्थितियों के तहत सीधी-श्रृंखला अल्केन्स में एससीसीपी को उत्प्रेरक रूप से डीहाइड्रोक्लोरिनेट करना शामिल है। प्रतिक्रिया इस प्रकार प्रस्तुत की गई है:
यह विधि विभिन्न श्रृंखला लंबाई के साथ क्लोरीनयुक्त पैराफिन के मिश्रण को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करती है, विभिन्न श्रृंखला लंबाई के साथ क्लोरीनयुक्त पैराफिन का पता लगाने के दौरान आपसी हस्तक्षेप को प्रभावी ढंग से हल करती है और झूठी सकारात्मकता से बचती है। यह पेपर तैयार प्लास्टिक ट्रैक सतहों में एससीसीपी का पता लगाने के लिए कार्बन कंकाल-गैस क्रोमैटोग्राफी विधि पेश करेगा, जो प्लास्टिक ट्रैक पर एससीसीपी का पता लगाने में हस्तक्षेप को खत्म करने के लिए एक प्रभावी सहायक विधि प्रदान करेगा।
प्रयोग अनुभाग
1.1 अभिकर्मक और उपकरण
एगिलेंट 7890ए गैस क्रोमैटोग्राफ एक लौ आयनीकरण डिटेक्टर (एफआईडी) से सुसज्जित है। सीधी-श्रृंखला अल्केन्स के मानक: C10, C11, C12, C13, और SCCPs के मानक: 1,2,4-ट्राइमेथाइलबेंजीन।
पैलेडियम क्लोराइड उत्प्रेरक और कार्बन कंकाल प्रतिक्रिया अस्तर: एसएन/टी 2570-2010 के अनुसार तैयार किया गया।
1.2 नमूना पूर्व उपचार
जीबी 36246-2018 के परिशिष्ट जी 5.1~5.2 में उल्लिखित पूर्व-उपचार विधियों के अनुसार, नमूनों को पूर्व-उपचार के अधीन किया जाता है और परीक्षण समाधान प्राप्त किया जाता है।
1.3 गैस क्रोमैटोग्राफी स्थितियाँ
DB-1701 केशिका गैस क्रोमैटोग्राफी कॉलम (30m × 0.25m × 0.25μm); वाहक गैस: उच्च शुद्धता हाइड्रोजन गैस (शुद्धता 99.999%), प्रवाह दर 2 एमएल/मिनट; एफआईडी डिटेक्टर तापमान 300 ℃; इंजेक्शन पोर्ट तापमान 275 ℃; दहन के लिए हाइड्रोजन गैस प्रवाह दर 30 एमएल/मिनट; समर्थन दहन के लिए वायु प्रवाह दर 300 एमएल/मिनट; स्प्लिटलेस इंजेक्शन, इंजेक्शन की मात्रा 1 μL; स्तंभ तापमान कार्यक्रम: प्रारंभिक तापमान 50 ℃, 10 ℃/मिनट से 240 ℃ की दर से रैंप किया गया, 4 मिनट के लिए रखा गया।
1.4 लघु-श्रृंखला क्लोरीनयुक्त पैराफिन सामग्री और उत्प्रेरक दक्षता की गणना
प्रासंगिक सामग्री और अस्तर उत्प्रेरक दक्षता की गणना के लिए एसएन/टी 2570-2010 के अध्याय 7 का संदर्भ लें।
उत्प्रेरक प्रदर्शन पर अध्ययन
2.1 इंजेक्शन पोर्ट का तापमान
पैलेडियम क्लोराइड की उत्प्रेरक दक्षता को प्रभावित करने वाला तापमान एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। कार्बन कंकाल गैस क्रोमैटोग्राफी में, उत्प्रेरक को प्रतिक्रिया अस्तर में रखा जाता है, और इंजेक्शन पोर्ट का तापमान बढ़ाकर उत्प्रेरक प्राप्त किया जाता है। इसलिए, प्रतिक्रिया दक्षता के लिए उपयुक्त इंजेक्शन पोर्ट तापमान का चयन करना महत्वपूर्ण है। नतीजे बताते हैं कि इंजेक्शन पोर्ट तापमान बढ़ने के साथ, उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण दक्षता पहले बढ़ती है और फिर धीरे-धीरे कम हो जाती है। उच्चतम उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण दक्षता लगभग 275 ℃ पर प्राप्त की जाती है, जो लगभग 88.3% तक पहुँच जाती है।
2.2 उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण की क्षमता और स्थिरता
उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण प्रयोगों के लिए एससीसीपी समाधानों की विभिन्न सांद्रता (20 μg/mL से 100 μg/mL तक) तैयार की गई थी। परिणामों से पता चला कि प्रतिक्रिया अस्तर की उत्प्रेरक दक्षता 84.3% से 87.6% तक थी, जो एससीसीपी निर्धारण के लिए कार्बन कंकाल गैस क्रोमैटोग्राफी विधि की अच्छी स्थिरता का संकेत देती है। 40 μg/mL की सांद्रता वाले SCCPs के मानक समाधान का उपयोग करते हुए, 100 लगातार उत्प्रेरक प्रयोग किए गए। परिणामों से पता चला कि उत्प्रेरक की उत्प्रेरक दक्षता अभी भी 85% से ऊपर बनाए रखी जा सकती है। यह देखा जा सकता है कि उपयोग की निर्दिष्ट संख्या के भीतर, प्रतिक्रिया अस्तर का उत्प्रेरक प्रभाव अच्छा रहता है।
स्पाइकिंग रिकवरी दर और परिशुद्धता परीक्षण
दो नमूने, एक तैयार प्लास्टिक ट्रैक सतहों का और एक कच्चे माल का, चुना गया था, और प्रत्येक को तीन अलग-अलग एकाग्रता स्तरों पर एससीसीपी युक्त नुकीले नमूनों में तैयार किया गया था। पुनर्प्राप्ति और परिशुद्धता परीक्षण आयोजित किए गए। औसत पुनर्प्राप्ति दर और सापेक्ष मानक विचलन नीचे दी गई तालिका में दिखाए गए हैं। यह देखा जा सकता है कि स्पाइक रिकवरी दर 82.4% से 97.2% तक थी, सापेक्ष मानक विचलन 3.4% से 4.9% तक था।
तालिका 1: स्पाइक रिकवरी दर और विधि की परिशुद्धता (n=6)
सांद्रण वृद्धि (ग्राम/किग्रा)
तैयार उत्पाद
कच्चा माल
औसत पुनर्प्राप्ति दर /%
आरएसडी /%
औसत पुनर्प्राप्ति दर /%
आरएसडी /%
20
87.6
4.2
82.4
4.9
50
90.1
3.6
88.6
4.1
100
97.2
3.4
93.6
3.6
वास्तविक नमूने का विश्लेषण और विधि तुलना
गैस क्रोमैटोग्राफी-मास स्पेक्ट्रोमेट्री (जीसी-एमएस) और इस अध्ययन में स्थापित विधि का उपयोग करके पता लगाने के लिए ज्ञात एससीसीपी सामग्री युक्त ट्रैक सामग्री का एक नमूना चुना गया था। प्राप्त नमूने का मानक क्रोमैटोग्राम चित्र ए में दिखाया गया है। ग्राफ़ से, यह देखा जा सकता है कि पता लगाने के लिए जीसी-एमएस का उपयोग करते समय, स्पेक्ट्रम में अन्य श्रृंखला लंबाई वाले क्लोरीनयुक्त पैराफिन के हस्तक्षेप का खतरा होता है, जिससे मात्रात्मक परिणाम प्रभावित होते हैं। हालाँकि, कार्बन कंकाल-गैस क्रोमैटोग्राफी विधि (चित्रा बी) का उपयोग करते समय, सीधी-श्रृंखला अल्केन में कमी के बाद प्रत्येक अल्केन शिखर के लिए स्पेक्ट्रा स्पष्ट और दृश्यमान होते हैं। विशेष रूप से, विभिन्न श्रृंखला लंबाई वाले क्लोरीनयुक्त पैराफिन के लिए, आपसी हस्तक्षेप से बचते हुए, प्रभावी पृथक्करण प्राप्त किया जा सकता है।
चित्र: प्लास्टिक ट्रैक नमूनों में एससीसीपी के क्रोमैटोग्राम विभिन्न तरीकों से निर्धारित किए गए
(ए. गैस क्रोमैटोग्राफी-मास स्पेक्ट्रोमेट्री; बी. कार्बन स्केलेटन गैस क्रोमैटोग्राफी)
निष्कर्ष
इस अध्ययन ने कार्बन कंकाल गैस क्रोमैटोग्राफी का उपयोग करके प्लास्टिक ट्रैक सतहों में शॉर्ट-चेन क्लोरीनयुक्त पैराफिन (एससीसीपी) की सामग्री निर्धारित करने के लिए एक विधि स्थापित की। यह विधि नमूनों में विभिन्न श्रृंखला लंबाई वाले क्लोरीनयुक्त पैराफिन के बीच आपसी हस्तक्षेप के मुद्दे को प्रभावी ढंग से संबोधित करती है। इसके अलावा, इस विधि में पता लगाने की लागत कम है और इसे विभिन्न प्रयोगशालाओं में व्यापक रूप से लागू किया जा सकता है। यह प्लास्टिक ट्रैक पर एससीसीपी का पता लगाने में हस्तक्षेप को बाहर करने के लिए एक प्रभावी सहायक विधि प्रदान करता है।
