浆纱棉织物中聚乙烯醇的Py-GC/MS快速鉴别研究

通过裂解-气相色谱/质谱联用(Py-GC/MS)技术对聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)的裂解特征进行分析,提出了一种快速鉴别浆纱棉织物低含量PVA的方法,研究该方法的干扰因素和检出低限。结果表明:PVA在400℃下的裂解特征性较为显著,裂解产物含有乙醛、2,5-二氢呋喃、丁烯醛、3-戊-2-酮、2,4-己二烯醛、苯甲醛、苯乙酮、甲基苯甲醛和辛-2,4,6-三烯醛;结合质谱特征可从PVA浆纱棉织物的裂解总离子流图(TIC图)中鉴定乙醛、丁烯醛、2,4-己二烯醛和苯甲醛,以这4种产物为PVA的裂解特征即可快速鉴别PVA;而纯棉织物、淀粉、聚丙烯酸浆料、CMC和海藻酸钠的裂解TIC图中均未检测到上述4种产物,不会干扰该方法的结果。该方法无需样品前处理,具有快速、准确、灵敏等特点。

TG和Py-GC/MS研究不同烟草的热解特性

利用TG和Py-GC/MS对兰州、猴王和中华三种香烟的烟丝进行了热解特性分析,并用商业烟嘴过滤器和GC/MS对香烟中的烟焦油进行了收集与组成分析.结果表明,三种品牌的香烟烟丝在相同的气氛下热失重曲线的变化基本类似.热失重主要发生在第Ⅱ(120℃~360℃)和第Ⅲ(360℃~600℃)阶段,与N_(2)气氛相比,O_(2)气氛下烟丝的热解速率和总失重明显增加,尤其对第Ⅲ阶段的热解有明显促进作用.三种香烟的烟丝热解挥发分中组分含量不同,兰州、猴王和中华烟的烟丝热解挥发分中烟碱含量最高,分别达到8.35%、6.53%和6.24%;三种品牌香烟的烟焦油含量大小顺序为中华>兰州>猴王.三种香烟的烟焦油组成差异明显,兰州烟和中华烟的烟焦油中含量最高的是烟碱,而猴王烟的烟焦油中含量最高的是醇类化合物.

利用FT-IR、Py-GC/MS和THM-Py-GC/MS微损分析技术探索油画文物复杂的有机基质组成

近现代油画有机基质组分复杂、难辨,其分析鉴定是当今文物保护科技研究的难点之一。利用微损分析技术研究油画文物复杂的基质结构、材料和技法,可以阐明油画特定层的性质和状况,对于专业保护人员制定修复决策至关重要——这对选择正确修复技术非常有用,关系到修复后油画的安全状态,因此已成为许多研究者关注的焦点。本研究利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热裂解气相色谱-质谱(Py-GC/MS)和热辅助水解甲基化-裂解气相色谱-质谱(THM-Py-GC/MS)等微损分析技术对一幅中国国家博物馆藏油画《德涅泊尔河的秋天》进行科技分析。研究发现,综合运用这些微损分析技术可以有效识别油画用的胶结介质和其中添加剂的种类,最大限度、准确、完整地提取样品中所蕴含的信息。结果表明,该油画的有机胶结材料为聚乙烯醋酸酯类材料和亚麻籽油,同时聚乙烯醋酸酯类材料中使用了邻苯二甲酸二丁酯作为增塑剂。裂解产物中不含光油树脂类成分,说明画作下部的光亮层并非作者有意上的光油层。此外,油画部分区域还添加了蜂蜡作为改性材料,起到增加颜料稠度、可塑性和减弱光泽的作用。

四种金属氯化物对纤维素快速热解的影响(Ⅰ) Py-GC/MS实验

通过浸渍的方式在纤维素上负载了四种金属氯化物(KCl、CaCl2、FeCl3和ZnCl2),采用Py-GC/MS装置对其进行快速热解并对热解气在线分析,考察各金属氯化物及其负载量对纤维素热解产物的影响。结果表明,负载金属氯化物能够显著降低纤维素的热解温度,其中负载CaCl2和FeCl3会抑制纤维素热解形成挥发性产物,而负载KCl和ZnCl2则不会。纯纤维素快速热解主要得到了以左旋葡聚糖为主的脱水糖以及一定量的呋喃类产物,和以羟基乙醛为主的小分子醛酮类产物。负载金属氯化物后都抑制了左旋葡聚糖的生成,其中KCl和CaCl2主要促进了纤维素解聚后脱水形成呋喃类产物,以及吡喃环开裂形成醛、酮、酸等小分子产物;FeCl3和ZnCl2则主要是促进纤维素解聚后形成脱水糖以及呋喃类产物。

基于TG-FTIR和Py-GC/MS的生物质三组分快速热解机理研究

利用热重红外联用仪(TG-FTIR)和快速热解-气相色谱/质谱联用仪(Py-GC/MS),对生物质三组分(纤维素、半纤维素和木质素)的热解失重规律、动力学和挥发分组分及其含量进行了对比研究。TG/DTG曲线表明,纤维素热解失重区间最窄,峰值处热解失重率最大;半纤维的最易发生降解,存在两个失重区间;而木质素热解过程最缓慢,热解温度范围最广。三维FTIR表明,纤维素热解主要产物为CO_2、醛类、酮类和酸类;半纤维素热解主要产物与纤维素一致,但是CO_2含量比其他几类组分高很多;木质素热解主要产物为CO_2和芳香烃类。Py-GC/MS分析表明,纤维素热解有机组分主要为呋喃类和脱水糖类,呋喃类产物在600℃时达到最大值43.34%,脱水糖类产物在500℃时达到最大值27.78%;半纤维素热解主要产物为酮类和呋喃类,两者含量随着热解温度增加呈逐渐下降趋势;木质素热解主要产物为酚类,总酚含量在热解温度500℃时达到最大值78%,其中愈创木酚型(G-型)酚的含量最高63.43%。

利用Py-GC/MS研究温度和时间对生物质热解油的影响

以木粉为原料,在不同反应条件下利用Py-GC/MS装置对其进行快速热解,并对热解油气进行在线检测分析,研究反应温度和热解时间对生物油组成及其产率的影响。结果表明,在400℃条件下生物油组成单一,便于分离和提纯;继续升高温度,生物油组成及其产率均逐步增加;温度高于700℃,有利于轻质类和芳香烃类碳氢化合物的生成。同一反应温度,不同热解时间,生物油组成保持稳定,但各类化合物的产率均发生变化。在反应温度为600℃,反应时间为25 s的条件下,高附加值的苯酚类化合物的产率最高。

Py-GC/MS技术快速鉴别和测定食品保鲜膜及其添加剂

应用纵型微型炉裂解器的裂解气相色谱/质谱(Py-GC/MS)技术对食品保鲜膜进行了分析.通过对550℃下得到的各种重现性良好的保鲜膜的特征裂解色谱图的解析,可以快速鉴别聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯偏二氯乙烯(P(VC-VdC))保鲜膜,同时可以测定PVC和P(VC-VdC)保鲜膜中的添加剂成分.该方法无需任何样品前处理,样品用量少,是一种快速鉴别和测定保鲜膜材料及其添加剂的有效方法.

Py-GC/MS对稻壳催化裂解液体产物分析

利用裂解—气相色谱质谱联用(Py-GC/MS)分析技术测定了稻壳裂解液体产物组分的种类及含量,探索了催化剂CaO、FeO和Fe2O3对稻壳高温裂解液体产物的影响。结果表明,与纯稻壳相比,添加催化剂CaO、FeO和Fe2O3后,所有样品的裂解液体产物总量都有所减少,分别下降了13.25%、19.93%和28.13%;其中,CaO和Fe2O3分别对于苯及衍生物和苯酚类物质的催化转化具有显著的促进作用,各减少了50.94%和39.75%,而FeO的加入使得产物中醛酮类质量分数增加了16.14%。

基于Py-GC/MS的沙漠湖泊直链脂肪族化合物分析及古气候应用初探

湖泊沉积物中直链脂肪族化合物(MCCs)对气候变化响应敏感,环境条件的变化可促使MCCs在游离态和结合态间发生转化,是古气候重建的重要生物标志物。以往研究中对样品前处理通常采用混合溶剂提取法得到MCCs游离态组分,而以化学键合、物理吸附等形式赋存的结合态组分无法通过溶剂提取,不能获取结合态组分特征对气候环境变化的指示信息。本文将热裂解这一有机质高效分解技术与气相色谱-质谱(GC-MS)联用,实现了对内蒙古伊和沙日乌苏湖泊沉积物有机质组成的精细刻画,并识别、分析了共计3类、71项结合态MCCs化合物。结果表明:热解温度是影响热裂解-气相色谱-质谱(Py-GC/MS)分析沉积物样品中结合态MCCs分布特征的主要因素,450℃以下热解能量较低导致结合态MCCs解析不充分,550℃和650℃下各类结合态MCCs(含正构烷烃、正构烯烃及α-正构脂肪酮)充分解析,可经GC-MS实现在线分离、识别;随着热解温度升高,裂解产物中MCCs平均链长趋于降低,过高的裂解能量影响了产物中MCCs化合物链长特征对气候变化指示的敏感性。经研究各类MCCs分布特征发现,550℃下正构烷烃平均链长特征与传统气候替代指标游离态正构烷烃单体碳同位素δ^(13)C_(27~33)具有较好的相关性(R=0.83)。结合态正构烷烃ACL_(25~31)指标响应了区域有效降水变化特征,识别了区域内5.6ka、3.9ka前后的干旱期,反映了东亚夏季风强度变化,对应了北半球中纬度有效降水变化。

FTIR及Py-GC/MS定性分析高聚物单体

This paper described pyrolysis gas chromatography mass spectrometry(Py GC/MS) and fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) in the qualitative ananlysis of polymer.The composition and structure of the chain unit of polymer can be determined through combining the Py GC/MS technology on the base of the analysis of the characteristic group by FTIR method.

热裂解-气相色谱质谱法(Py-GC/MS)分析涂料中的溶剂和树脂

采用热裂解–气相色谱质谱(Py-GC/MS)方法对未知涂料样品进行分析,树脂在高温惰性环境下裂解为低分子物质,再通过气相色谱质谱分析。不需要繁复冗长的分离步骤,利用最后裂解碎片产物反推被测化合物的组成和结构,对低分子量的溶剂、高分子量的树脂进行准确定性,对于常规方法难以定性的混合树脂,热裂解气相–质谱联用仪可以快速定性树脂成分,对于涂料配方的改进、涂料性能的提升有重要意义。

基于Py-GC/MS的葵花秆热解产物组成结构研究

采用热解-气质联用仪（Py-GC/MS）研究了葵花秆热解产物组成与热解温度的关系。通过加入内标物（1,3,5-三叔丁基苯）对热解产物进行了定性和定量分析。结果表明：当热解温度为300~400℃时,热解产物分布较宽,低沸点产物较少,主要为高沸点产物;热解温度为500~700℃时,主要以低沸点热解产物为主,高沸点产物较少。初步鉴定了40多种化合物,热解产物除CO2外,主要有酚、酮、酯、醛、醇、酸、芳香类和杂环类等,其中,酚类化合物最多,其次为芳烃类物质,杂环类物质最少。热解温度和热解时间是影响热解产物分布的主要因素。

土壤有机碳化学性质的研究及NMR和Py-GC/MS技术的应用

土壤有机碳表征着土壤的质量和生产力,从化学本质来看,有机碳化学主要涉及化学结构及化学成分2方面.以土壤有机碳的化学性质为主要对象,在土壤有机碳化学结构和功能方面,对其涉及的主要研究方法进行概述,同时综述了人为因素和自然因素对有机碳化学性质的影响研究,总结当前研究中的不足,并提出了今后有关土壤有机碳化学的研究方向,以期为深入开展土壤生态系统碳循环的研究提供参考.

基于Py-GC/MS热解温度对准东煤快速热解焦油产物分布的影响

利用热解-气相色谱/质谱(Py-GC/MS),研究了热解温度对准东煤快速热解的影响,利用分步活化能模型拟合了在高升温速率下Py的失重数据,分析了焦油中的成分随温度的变化规律。结果表明,热解温度持续升高,烯烃含量先缓慢增加再减少,烷烃的含量不断减少,芳香烃含量不断增加。脂肪烃和芳香烃两类产物呈现协调竞争关系,中低温热解有利于不稳定桥的断裂产生烷烃和烯烃;高温热解促进不稳定桥的自发缩聚,使芳香烃迅速增加。苯、甲苯、乙基苯和二甲苯的含量在400~600℃快速上升,600℃以后含量缓慢增加。焦油的高位热值在900℃下达到最高,为308.84 kJ/kg。

基于Py-GC/MS的城市生活垃圾有机组分快速热解特性研究

以城市生活垃圾主要有机组分为原料,利用Py-GC/MS装置进行快速热解实验,考察了MSW不同有机组分的快速热解特性。结果表明,MSW中生物质类组分的快速热解特性基本一致,产物主要为脱水糖类、小分子醛酮类、小分子呋喃类、酸类等;塑料、橡胶等由于结构简单,热解产物种类较为单一。

基于Py-GC/MS的污泥含碳、氧官能团热解演化过程研究

基于裂解-气相色谱/质谱联用技术(Py-GC/MS),分析了污泥中主要含碳和含氧官能团在不同温度条件下的热解演变规律和热化学转化路径。结果表明,污泥中主要含碳和含氧官能团为碳碳双键(C C)、羧基(COOH)、羟基(—OH)、醛基(—CHO)和苯环(π-π*)。温度对官能团裂解演变的影响较大,低温热解阶段(<350℃),温度升高导致产物中—COOH含量降幅最大,约降低33%;中温热解阶段(350~550℃),产物中C=C、—OH、—CHO和π-π*生成量显著增加,而—COOH呈下降趋势,但其所占质量比仍最高;在高温热解阶段(>550℃),由于脂肪烃分子化学活性增强,主要发生以脱水、脱羧、脱羰和羟醛缩合等为主的芳香化缩聚反应,同时由于污泥中的蛋白质、纤维素等大分子热解使得π-π*成为产物中主要官能团。根据各个官能团热解演变规律,提出了污泥含碳、含氧官能团热解演变反应路径。

基于热裂解气质联用(Py-GC/MS)技术的土壤有机质化学研究

土壤有机质(soil organic matter,SOM)是陆地生态系统的重要组成部分,在土壤元素的生物地球化学循环中扮演重要角色,植物源、微生物源和动物源有机残留物的微生物和物理化学转化导致了SOM化学成分的复杂性和多样性,进而使得解析SOM结构和组成具有一定的挑战性。近年来,热裂解气质联用(pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry,Py-GC/MS)技术被广泛用于测定SOM的结构和化学组成,实现了对SOM化学成分的定性和半定量分析。本研究在分析SOM组成及来源的基础上,综述了目前基于Py-GC/MS技术研究SOM化学组成的研究成果,主要包括SOM化学组成和其来源的前体物质及特殊SOM化学成分解析,评估SOM的稳定性,探讨土壤物质循环过程,研究SOM对气候变化和土地利用方式的响应机制。研究表明:①不同生态系统SOM的化学组成存在一定差异,这是由于不同植物来源的化合物在土壤中的积累过程和初始凋落物的化学成分直接影响着SOM化学组成,②SOM化学组成和外界环境条件密切相关,影响SOM含量和动态过程的最重要因子是气候,它通过影响植被类型分布、光合作用物质生成量和土壤微生物活性调节SOM的化学组成,土地利用方式、野火、耕作方式等也影响着SOM的含量和组成。基于Py-GC/MS技术从SOM的本质,也就是SOM化学成分和化学组成角度揭示土壤生态过程及其对气候变化和人类活动的响应机制是未来的研究方向。

基于PY-GC/MS技术板栗壳快速热裂解特性的研究

为探究板栗壳快速热裂解特性,利用热裂解-气相色谱/质谱联用仪(Py-GC/MS)分别对板栗壳进行单级和双级快速热裂解,并对裂解产物进行定性定量分析。结果表明单级快速热裂解时,温度越高,产物种类数越多、产量越高,而双级快速热裂解时第一级热裂解温度对总产量影响不大,但第一级温度越高种类数越多。热裂解产物主要是含氮类、糖类和酸类化合物,其中D-阿洛糖和醋酸含量最高。在单级快速热裂解温度为500℃时D-阿洛糖在总产物中的量最高达到17%,双级快速热裂解第一级热裂解温度为450℃、第二级热裂解温度为600℃时醋酸在总产物中的量最高可达15.9%。

利用Py-GC/MS研究温度和时间对生物质热解的影响

以稻壳为原料,采用Py-GC/MS装置对其在不同热解条件下进行快速热解,并对热解气进行在线检测分析,考察了热解温度和时间对生物质热解性质的影响。结果表明,低于450℃,随着温度的升高,生物质热解产物种类及其产率均增加,但低温条件下产物种类较少,有利于产物的分离提纯;高于450℃,生物质热解产物种类基本稳定,仅在产率上有所变化,当550℃时,收率最大。随着热解温度的升高,其对应的最佳热解时间缩短,且生物质低温热解时间延长时热解比高温解热时间缩短时热解更充分。

TGA和Py-GC/MS研究不同氛围下烟草的热失重和热裂解行为

应用热重红外联用技术(TG-FTIR)和热裂解气相色谱-质谱联用技术(Py-GC/MS)对卷烟烟丝的热失重和热裂解行为及其裂解产物进行研究。采用热重分析法测定不同气氛下卷烟样品的热失重(TG)、微商热重(DTG)曲线,以及热裂解过程中H2O、CO2、CO、NH3和CH4等气体物质的释放量。结果表明,裂解气氛不同可以显著地影响样品的热裂解过程,在氮气和空气的氛围下,样品的热分解均主要发生在200-500℃7,00℃以后热失重很缓慢。在氮气氛围下固体残留物的量约为25%,而在空气氛围下约7-9%。通过热裂解气-质联用技术,在600、7008、00、900和1000℃温度下将样品进行热裂解,然后对裂解产物进行了定性和半定量分析,针对烟气中的一些裂解特征物质,探讨裂解温度以及裂解气氛对裂解行为的影响。