Parafinat e kloruruara (CPs), të njohura edhe si n-alkane të poliklorinuara (PCAs), kanë formulën kimike CnH2n+2-mClm. Ato janë një grup derivatesh të kloruruara artificialisht të sintetizuara të n-alkaneve me zinxhir të drejtë, me një gjatësi zinxhir karboni (n) që varion nga 10 deri në 38 atome karboni dhe një përmbajtje klori që zakonisht varion nga 30% në 70% në masë.
Diagrami i strukturës kimike të parafinave të kloruara (CnH2n+2-mClm)
Në temperaturën e dhomës, përveç 70% parafina e klorur është një lëndë e ngurtë e bardhë, pjesa tjetër e parafinës së klorur është e pangjyrë ose e verdhë e çelur e lëngshme. Parafinat e kloruruara përgjithësisht kategorizohen në tre klasa bazuar në gjatësinë e zinxhirit të karbonit: parafinat e kloruruara me zinxhir të shkurtër (SCCPs) me gjatësi zinxhiri karboni prej 10 deri në 13 atome karboni, parafinat e klorinuara me zinxhir të mesëm (MCCPs) me gjatësi tipike të zinxhirit të karbonit prej 14 deri në 17. (LCCP) me gjatësi zinxhiri karboni prej 20 deri në 30 atome karboni.
Në sektorin industrial, parafinat e klorur zakonisht përdoren si frenues flakë dhe plastifikues ndihmës në përgatitjen e materialeve të ndryshme polimer. Ato përdoren gjithashtu si aditivë në përgatitjen e sipërfaqeve të gjurmëve plastike. Aktualisht, parafinat e kloruara me zinxhir të mesëm dhe të gjatë përdoren kryesisht në prodhimin e gjurmëve plastike. Megjithatë, për shkak të ndikimeve të procesit, trajtimi jo i duhur i parafinave të kloruruara me zinxhir të mesëm dhe të gjatë shpesh rezulton në mbetje të sasive të vogla të parafinave të klorinuara me zinxhir të shkurtër.
Parafinat e kloruruara me zinxhir të shkurtër (SCCP) janë një grup derivatesh të formuar nga reaksionet e klorinimit në alkanet normale me zinxhir të drejtë, gjatësia e zinxhirit të karbonit varion nga 10 deri në 13 atome karboni dhe një përmbajtje klori zakonisht varion nga 30% në 70% (në masë). Sipas Sistemit të Informacionit për Substancat Kimike të Agjencisë Evropiane të Kimikateve (ESIS), SCCP (C10~C13) klasifikohen si kancerogjenë të kategorisë 3 (R40) dhe mund të shkaktojnë efekte negative afatgjata në lëkurë pas ekspozimit të zgjatur (R66). Ato konsiderohen si një klasë e përbërjeve të reja me karakteristika PBT (substanca të qëndrueshme, bioakumuluese dhe toksike).
Aktualisht, standardi kombëtar miraton spektrometrinë masive të jonizimit negativ të kapjes së elektroneve me kromatografi gazi (GC-ECNI-MS) për zbulimin e SCCP-ve në sipërfaqet e gjurmëve plastike. Megjithatë, kjo metodë tenton të hasë mbivendosje dhe ndërhyrje maksimale në rezultatet përfundimtare të llogaritjes kur analizohen mostrat që përmbajnë parafina të kloruruara me gjatësi të ndryshme zinxhirësh.
Përcaktimi i SCCP-ve me kromatografi të gazit të skeletit të karbonit përfshin dehidroklorinimin katalitik të SCCP-ve në alkane me zinxhir të drejtë në kushte të temperaturës së lartë për analizë. Reagimi paraqitet si më poshtë:
Kjo metodë ofron avantazhe domethënëse në përcaktimin e përzierjeve të parafinave të kloruruara me gjatësi të ndryshme zinxhirësh, duke zgjidhur në mënyrë efektive ndërhyrjen e ndërsjellë gjatë zbulimit të parafinave të kloruruara me gjatësi të ndryshme zinxhiri dhe duke shmangur pozitivet false. Ky punim do të prezantojë një metodë kromatografie skelet karboni-gaz për zbulimin e SCCP-ve në sipërfaqet e përfunduara të gjurmëve plastike, duke ofruar një metodë ndihmëse efektive për të eliminuar ndërhyrjen në zbulimin e SCCP-ve në gjurmët plastike.
Seksioni i eksperimentit
1.1 Reagentët dhe instrumentet
Agilent 7890A kromatograf gazi i pajisur me një detektor jonizimi të flakës (FID). Standardet e alkaneve me zinxhir të drejtë: C10, C11, C12, C13 dhe standardet e SCCPs: 1,2,4-trimetilbenzen.
Katalizatori i klorurit të palladiumit dhe rreshtimi i reaksionit të skeletit të karbonit: Përgatitur sipas SN/T 2570-2010.
1.2 Paratrajtimi i mostrës
Sipas metodave të para-trajtimit të përshkruara në Shtojcën G 5.1~5.2 të GB 36246-2018, mostrat i nënshtrohen para-trajtimit dhe marrin zgjidhjen e provës.
1.3 Kushtet e kromatografisë së gazit
Kolona DB-1701 me gaz kromatografi kapilar (30m × 0,25m × 0,25μm); gaz bartës: gaz hidrogjeni me pastërti të lartë (pastërti 99,999%), shpejtësia e rrjedhjes 2 mL/min; Temperatura e detektorit FID 300 ℃; temperatura e portit të injektimit 275 ℃; Shpejtësia e rrjedhjes së gazit të hidrogjenit për djegie 30 mL/min; shpejtësia e rrjedhës së ajrit për djegie mbështetëse 300 mL/min; injeksion pa ndarje, vëllimi i injektimit 1 μL; Programi i temperaturës së kolonës: temperatura fillestare 50 ℃, e ngritur me një shpejtësi prej 10 ℃/min në 240 ℃, e mbajtur për 4 minuta.
1.4 Llogaritja e përmbajtjes së parafinave të kloruara me zinxhir të shkurtër dhe efikasitetit katalitik
Referojuni Kapitullit 7 të SN/T 2570-2010 për llogaritjen e përmbajtjes përkatëse dhe efikasitetit katalitik të rreshtimit.
Studim mbi Performancën Katalitike
2.1 Temperatura e portës së injektimit
Temperatura është një parametër i rëndësishëm që ndikon në efikasitetin katalitik të klorurit të palladiumit. Në kromatografinë e gazit të skeletit të karbonit, katalizatori vendoset në shtresën e reaksionit dhe kataliza arrihet duke ngritur temperaturën e portës së injektimit. Prandaj, zgjedhja e temperaturës së duhur të portës së injektimit është thelbësore për efikasitetin e reagimit. Rezultatet tregojnë se me rritjen e temperaturës së portës së injektimit, efikasiteti i hidrogjenizimit katalitik së pari rritet dhe më pas zvogëlohet gradualisht. Efikasiteti më i lartë i hidrogjenizimit katalitik arrihet në rreth 275 ℃, duke arritur afërsisht 88.3%.
2.2 Aftësia dhe qëndrueshmëria e hidrogjenizimit katalitik
Përqendrime të ndryshme të solucioneve të SCCPs (që variojnë nga 20 μg/mL deri në 100 μg/mL) u përgatitën për eksperimentet e hidrogjenizimit katalitik. Rezultatet treguan se efikasiteti katalitik i rreshtimit të reaksionit varionte nga 84.3% në 87.6%, duke treguar stabilitetin e mirë të metodës së kromatografisë së gazit të skeletit të karbonit për përcaktimin e SCCPs. Duke përdorur një tretësirë standarde të SCCP-ve me një përqendrim 40 μg/mL, u kryen 100 eksperimente të njëpasnjëshme katalitike. Rezultatet zbuluan se efikasiteti katalitik i katalizatorit mund të mbahej ende mbi 85%. Mund të shihet se brenda numrit të specifikuar të përdorimeve, efekti katalitik i rreshtimit të reaksionit mbetet i mirë.
Shkalla e rikuperimit të spikut dhe testi i saktësisë
U zgjodhën dy mostra, një nga sipërfaqet e përfunduara të gjurmës plastike dhe një nga lëndët e para, dhe secila u përgatit në mostra me thumba që përmbajnë SCCP në tre nivele të ndryshme përqendrimi. U kryen teste rikuperimi dhe precize. Normat mesatare të rikuperimit dhe devijimet standarde relative janë paraqitur në tabelën më poshtë. Mund të vërehet se normat e rikuperimit të pikës varionin nga 82.4% në 97.2%, me devijime standarde relative prej 3.4% në 4.9%.
Tabela 1: Shkalla e rikuperimit të majave dhe saktësia e metodës (n=6)
Shtimi i përqendrimit (g/kg)
Produkt i përfunduar
Lëndët e para
Shkalla mesatare e rikuperimit /%
RSD /%
Shkalla mesatare e rikuperimit /%
RSD /%
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
Analiza e mostrës aktuale dhe krahasimit të metodës
Një mostër e një materiali të njohur gjurmësh që përmban përmbajtje SCCP u zgjodh për zbulim duke përdorur spektrometrinë masive të kromatografisë me gaz (GC-MS) dhe metodën e vendosur në këtë studim. Kromatogrami standard i kampionit të marrë është paraqitur në figurën a. Nga grafiku, mund të vërehet se kur përdoret GC-MS për zbulim, spektri është i prirur ndaj ndërhyrjeve nga parafinat e tjera të klorinuara me gjatësi zinxhiri, duke ndikuar në rezultatet sasiore. Megjithatë, kur përdoret metoda e kromatografisë skelet-gaz të karbonit (Figura b), spektrat janë të qarta dhe të dukshme për çdo kulm alkani pas reduktimit në alkane me zinxhir të drejtë. Veçanërisht, për parafinat e kloruara me gjatësi të ndryshme zinxhirësh, mund të arrihet ndarja efektive, duke shmangur ndërhyrjet reciproke.
Figura: Kromatogramet e SCCP-ve në mostrat e gjurmëve plastike të përcaktuara me metoda të ndryshme
(a. kromatografia e gazit- spektrometria e masës; b. kromatografia e gazit me skelet karboni)
konkluzioni
Ky studim vendosi një metodë për përcaktimin e përmbajtjes së parafinave të kloruara me zinxhir të shkurtër (SCCP) në sipërfaqet e gjurmëve plastike duke përdorur kromatografinë e gazit të skeletit të karbonit. Metoda trajton në mënyrë efektive çështjen e ndërhyrjes së ndërsjellë midis parafinave të kloruara me gjatësi të ndryshme zinxhirësh në mostra. Për më tepër, metoda ka kosto të ulët zbulimi dhe mund të aplikohet gjerësisht në laboratorë të ndryshëm. Ai siguron një metodë efektive ndihmëse për të përjashtuar ndërhyrjen në zbulimin e SCCP-ve në gjurmët plastike.
