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。

Py/GC-MS法检测安全套润滑剂遗留微量物证

采用裂解气相色谱(Py/GC-MS)建立了安全套润滑剂遗留微量物证的高灵敏检测方法。制作模拟性侵案件样本,用正己烷进行超声提取,过膜处理后在N2流下蒸发提取物至50μL,将收集的提取物用移液枪转移到热解坩埚,待溶剂完全蒸发后,通过Py/GC-MS进行测定。方法学考察结果表明,该方法的定量下限为5μg/kg,回收率为91.0%~103%,相对标准偏差(RSD)为7.1%~8.3%。采用所建方法对聚二甲基硅氧烷(PDMS)标准品和网购销量前20名的安全套制作的模拟样本进行分析,考察了生物流体(血液、尿液、唾液等体液)的干扰和在不同介质(内衣、皮肤)的持久性。该方法从所有硅基润滑安全套样本中均检出PDMS,可排除空白样本的干扰。生物流体对PDMS检测不会产生干扰,在内衣、皮肤环境下的最长附着时间分别为72、48 h,确立了性侵案件发生后的检测时间窗口,为安全套润滑剂遗留微量物证的检测提供了一种准确可靠的方法。

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。

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.

基于PY-GC-MS分析不同等级天然沉香的香气差异

目的:对不同等级的天然沉香香气差异进行分析。方法:按中国药典(2020版)四部中醇溶性浸出物测定法测定天然沉香,对其进行等级划分,并对不同等级天然沉香进行热裂解-气相色谱-质谱分析。结果天然沉香醇溶性浸出物含量范围为4.0%~34.8%,按浸出物含量划分一等品18批;二等品37批;三等品62批。不同等级天然沉香一、二、三等级中倍半萜类成分含量分别为23.91%、19.03%、17.19%,芳香族类成分含量分别为29.33%、37.09%、42.03%,色酮类成分含量分别为17.15%、7.84%、13.22%。结论不同质量等级天然沉香香气差异主要受倍半萜和芳香族类化合物的影响,质量等级越高,倍半萜含量越高及芳香族含量越低而显现独特的香韵。

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。

檀香叶抽提物成分的Py-GC／MS分析

针对大量檀香叶被遗弃而造成巨大资源浪费的问题,采用热解-气相色谱/质谱(Py-GC/MS)技术研究檀香叶抽提物高品位资源化利用的前景.Py-GC/MS分析结果表明:檀香叶苯/醇抽提物主要包含16-三十烷酮(8.69%)、11,14,17-二十碳三烯酸甲酯(8.49%)、十六酸(5.38%)、吡嗪(4.01%)、环辛二十四烷(3.89%)、苯酚(3.19%)等118种化合物,檀香叶丙酮抽提物主要包含3-羽扇酮(39.35%)、蒲公英甾醇(7.60%)、β-谷甾醇(5.38%)、蒲公英萜醇(3.42%)、乙醛(2.37%)、(5α)-雄甾-6-酮(2.36%)等48种化合物.说明檀香叶抽提物富含名贵生物医药成分和名贵香料,副产物不仅可用于高档化妆品,而且可用作生物能源.

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。

基于TG/FT-IR,Py-GC/MS的聚乳酸塑料热降解研究

采用TG/FT-IR、Py-GC/MS联用技术研究了可降解塑料聚乳酸的气体释放过程及其热解产物。研究表明,聚乳酸在320～370℃区间发生剧烈热解反应,DTG曲线在359℃时出现最大值。热解气体的逸出情况由FT-IR进行实时检测,并且定性分析了CH4,CO2,CO和有机物等产物的析出情况。通过比较TG/DTG曲线和FT-IR数据,发现DTG和FT-IR分析结果较为一致。Py-GC/MS联用技术用来分析聚乳酸热解产物,结果表明醛、酮、酯及低聚物是主要降解产物。Py-GC/MS方法快速、简便、准确,不失为聚合物热解研究的良好方法。

油茶壳高品位资源化利用的Py-GC/MS分析

采用Py-GC/MS联机技术研究油茶壳高品位资源化的利用。新鲜油茶壳经冷冻干燥除水后,于590℃的He气流中进行热解,然后对热解产物进行GC/MS联机分析,采用色谱峰面积归一化法计算各组分的相对含量,并鉴定出46个化合物。分析结果表明,油茶壳热解产物富含名贵生物医药、名贵香料成分,副产物不仅可用于高档化妆品和护肤品,还可用于生物能源以及食品、染料、工业溶剂等的原料。

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Py-GC-MS的杨木和松木快速热解比较研究

以杨木(典型阔叶木)和松木(典型针叶木)为原料,采用快速热解-气相色谱-质谱联用(Py-GC-MS)技术进行实验研究,考察两者化学组成的差别对快速热解产物分布的影响。结果表明,两种原料木质素的差别决定了松木热解产物中不含紫丁香酚类物质;杨木由于半纤维素的乙酰化程度高于松木,导致其热解形成的酸类产物的GC含量高达11.22%,而松木的酸类产物的GC含量仅为4.28%;此外,两种原料中少量的灰分对呋喃类和酚类产物没有显著影响,但能够显著抑制脱水糖类产物的生成,经脱灰预处理后,杨木和松木形成的脱水糖产物的GC含量分别增加了86.4%和52.4%。

樟树根材苯/醇提取物的Py—GC/MS分析

对樟树根材的化学成分研究较少,制约了樟树根材高附加值产品的开发利用。采用Py—GC/MS三体联用技术研究了樟树根材的化学成分。樟树根经冷冻干燥除水,粉碎后于苯/醇溶液中进行提取处理,提取物滤液经浓缩、冷冻除水后,于热裂解器在550℃的He气流中进行热解,然后对热解产物进行GC/MS联机分析,采用色谱峰面积归一化法计算各组分的相对含量。分析结果表明,樟树根热解产物富含名贵生物医药、名贵香料成分,副产物不仅可用于高档化妆品和护肤品,还可用于生物医药以及食品、染料、工业溶剂等的原料。

基于PY-GC/MS的生物质组分间相互作用的热解实验

为研究生物质三组分间热裂解过程中的相互作用,利用热裂解-气相色谱/质谱联用仪(PY-GC/MS)联用的方法,对纤维素、木聚糖(半纤维素的模化物)和木质素进行单独热裂解及两两组分混合热裂解实验。单组分实验结果表明,在热解温度600℃、热解时间10s条件下纤维素的热解产物主要以左旋葡聚糖为主,木聚糖以乙酸和糠醛为主,而木质素主要以酚类物质为主。组分混合热裂解实验结果表明,纤维素促进了木聚糖热裂解生成更多的乙酸和糠醛,而木聚糖和木质素对纤维素热解生成左旋葡聚糖具有强烈的抑制作用;纤维素和木聚糖的存在大大促进了木质素热裂解生成酚类物质,而木质素抑制了木聚糖热裂解生成乙酸和糠醛。此外,研究还发现混合组分热解的相互作用受到热解温度和停留时间的影响。

尾巨桉新旧木片苯/醇抽提物的Py-GC/MS分析

为解决尾巨桉木材成分抽提消耗大量的制浆漂白液及助剂、加重废水对环境的污染、造成巨大的抽提物天然资源浪费等问题,采用热解-气相色谱/质谱(Py-GC/MS)研究了尾巨桉新旧木片抽提物的主要化学成分.结果表明:尾巨桉新鲜木片苯/醇抽提物的成分为1,2,3,4,4a,9,10,10a-八氢-1,4a-二甲基-7-(1-甲乙叉)-1-菲酸甲酯(19.49%)、3,7-二羟基-9-甲氧基-1-甲基-6氢-二苯并[B,D]吡喃-6-酮(5.01%)、1,2,3,4,4a,9,10,10a-八氢-1,4a-二甲基-7-(1-甲乙叉)-1-菲酸(4.47%)、麦角甾-4,6,22-三烯-3β-醇(4.07%)、2,6-二甲氧基-苯酚(3.94%)、十六酸(2.96%)、乙酸(2.86%)、1-(3-甲氧基苯基)-乙酮(2.83%)、2-甲氧基-苯酚(2.47%)、日尔曼醇(2.00%)等145种化合物;陈旧木片苯/醇抽提物的成分为麦角甾-4,6,22-三烯-3β-醇(23.33%)、马钱子碱(9.61%)、(5β)-胆固醇-8(14)-烯-24-醇(6.86%)、油酸(6.14%)、2-甲基-苯酚(5.63%)、1-巯基-2-十七烷酮(4.06%)、2,4-二苄基-5,8-二甲氧基-6-甲基-1-萘酚(3.86%)、十六酸(3.65%)、β-谷甾醇(3.12%)、4-氯-2-氟苯胺(2.29%)、(3β,4α,5α)-4,14-二甲基-9,19-环麦角甾-24(28)-烯-3-醇(2.19%)、17-氯-7-十七烯(2.09%)等55种化合物.分析结果表明,尾巨桉新旧木片苯/醇抽提物在生物能源、生物医药、化妆品、护肤品及香料等领域有潜在的应用前景.

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%。

PY／GC-MS法研究烟碱热裂解产物

用在线热裂解技术(PY)将烟碱于300、600、650、700、750、800和900℃裂解,用气质联用(GC-MS)对其裂解产物进行了定性和半定量分析,结果表明,烟碱可裂解为麦斯明、可替宁、二烯烟碱、吡啶、喹啉、异喹啉、苯和1,7-菲啰啉等20种物质。在600℃以下烟碱只有少量裂解,在800℃时烟碱完全裂解。在800℃和900℃裂解产物大致一样。根据主要的裂解产物和其相对峰面积百分比的变化,对烟碱的裂解机理进行了初步探讨,归纳为8条裂解途径。为烟碱在卷烟燃烧中的分解过程提供了参考。

5-羟甲基糠醛热解机理的PY-GC-MS及原位红外法分析

采用PY-GC-MS（快速热裂解-色质联用）对5-羟甲基糠醛（5-HMF）进行热裂解实验，发现裂解产物中将近86％为呋喃环类物质，同时存在小分子物质，表明其热解主要为侧链降解，但也存在呋喃环的开环断裂．结合原位红外光谱分析，实时监测5-HMF热裂解产物随反应过程的转化规律，发现在130～230℃之间主要生成糠醛、5-甲基糠醛，250qC后主要生成2．糠醇及5-乙酰甲氧基．2．糠醛，这两者的生成持续至反应中后期；作为5．HMF热解最主要产物的2，5-呋喃二甲醛的生成则在整个反应过程持续进行．结合快速热解及原位红外实验结果，推测5-HMF的热解机理如下：侧链羟甲基处连续两次脱氢生成2，5-呋喃二甲醛是最主要的反应，羟甲基去羟基后加氢生成5-甲基糠醛，羟甲基侧链及醛基侧链的整体断裂分别生成糠醛及糠醇，在此基础上还会发生二次裂解反应生成2-甲基呋喃．

TGA/SDTA、DSC和Py-GC-MS分析叶醇糖苷热降解性质

为了开发热稳定型香原料，采用热重分析／同步差热分析法（TGA／SDTA）、差示扫描量热法（DSC）和在线热裂解气相色谱质谱法（Py—GC—MS）对叶醇糖苷的热降解行为及产物进行了研究．TG—DTC曲线显示主要失重区间在230—370℃，峰值为339．8℃，总失重96．9％；DTA显示在290—360℃有一个吸热峰，峰值为339．8℃；DSC显示230～340℃为吸热区间，峰值为301．3℃；Py—GC—MS测定了在200，350，500，650℃各温度下叶醇糖苷裂解的主要产物．在200℃，裂解量很少，350℃时则产生大量的叶醇和少量副产物，随着温度的升高，500℃和650℃时产生的副产物增加，使叶醇糖苷释放叶醇的最佳温度是350℃；热裂解的特征产物是叶醇，说明主要的裂解反应是氧糖苷键的断裂．

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。