發(fā)布時(shí)間：2020-07-28 10:12

【摘要】：砷(As)是自然界中廣泛存在的一種元素,無機(jī)砷已被世界衛(wèi)生組織(WHO)列為IA類致癌物。在農(nóng)產(chǎn)品中As的含量一般為μg/kg級,這就對As的分析儀器提出了更高要求。原子熒光光譜儀(AFS)是我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原子光譜儀器,具有較好的分析靈敏度和抗干擾能力。但是與電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)相比,其分析靈敏度依然有不小的差距,特別針對一些低As含量樣品時(shí),其檢出能力就顯得捉襟見肘。石英管、石墨爐、鎢絲等裝置是一類常用于提高原子光譜靈敏度的氣相富集技術(shù)(GPE),但受限于加熱裝置和高溫過程,裝置難以小型化,且能耗大。而常溫常壓的介質(zhì)阻擋放電(DBD)技術(shù)可以有效解決上述問題。本論文首次將DBD用于As的氣相富集,構(gòu)建了非原位氫化物發(fā)生-介質(zhì)阻擋放電-原子熒光光譜儀(HG-DBD-AFS),并開展了DBD富集系統(tǒng)的機(jī)理研究,在此基礎(chǔ)上又構(gòu)建了原位HG-DBD-AFS系統(tǒng),進(jìn)一步提高了儀器的絕對靈敏度,并利用兩套富集系統(tǒng)分別建立了農(nóng)產(chǎn)品中痕量As的檢測方法。1.構(gòu)建了非原位HG-DBD-AFS儀器系統(tǒng),建立了農(nóng)產(chǎn)品中痕量As的檢測方法。利用同軸型DBD放電裝置,與HG進(jìn)樣系統(tǒng)和AFS檢測器聯(lián)用,構(gòu)建非原位HG-DBD-AFS系統(tǒng)。利用該系統(tǒng),對富集過程中氣氛組成與流速、放電電壓、吹掃時(shí)間等進(jìn)行優(yōu)化,最優(yōu)條件為:捕獲過程,O_2流速40mL/min,捕獲電壓9.2kV;釋放前,Ar吹掃180s除去干擾物質(zhì);釋放過程,H_2流速200mL/min,釋放電壓9.8kV。在優(yōu)化條件下,非原位HG-DBD-AFS對As的檢出限(LOD)為1.0ng/L(進(jìn)樣量為20mL),線性范圍0.1~5μg/L,回歸系數(shù)(R~2)0.995,富集倍數(shù)為8。建立了樣品中痕量As的方法,水中痕量As的定量限(LOQ)為3.3ng/L,加標(biāo)回收率為98%~103%,典型農(nóng)產(chǎn)品樣品多次測定的RSD為1.4%~3.6%(n=7),檢測結(jié)果與電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)無顯著性差異(p0.05)。結(jié)果說明該方法可以用于農(nóng)產(chǎn)品中痕量As的檢測研究。2.研究了非原位DBD富集系統(tǒng)的工作機(jī)理,為進(jìn)一步改良DBD裝置提供了理論基礎(chǔ)。利用原位光纖光譜儀和X射線光電子能譜儀(XPS)等手段,對DBD富集過程中As的形態(tài)變化以及捕獲/釋放后As的空間分布情況進(jìn)行了研究。初步得到了一些DBD富集機(jī)理結(jié)果:在氧氣中捕獲在石英表面的As應(yīng)該是氧化態(tài),切換到氫氣中后砷可以原子態(tài)被釋放,傳輸時(shí)可能以一種穩(wěn)定的形態(tài)(很有可能是原子簇)被送入檢測器;捕獲后放電區(qū)管壁上的As濃度最高,表明As易于富集在放電能量高的區(qū)域;釋放后放電區(qū)后端As有殘留,造成了一定的分析靈敏度損失。因此,可以進(jìn)一步改進(jìn)DBD裝置,以提高儀器的靈敏度。3.改進(jìn)了DBD裝置,構(gòu)建了原位DBD富集系統(tǒng),建立了農(nóng)產(chǎn)品中痕量As的分析方法。根據(jù)上述研究結(jié)果,將DBD放電區(qū)后端去除制作成原位DBD富集裝置,并對系統(tǒng)氣氛條件進(jìn)行優(yōu)化。最優(yōu)條件為:載氣為流速600/200mL/min的Ar/H_2混合氣體。捕獲過程,空氣流速50mL/min,捕獲電壓9.2kV;釋放前,載氣吹掃180s除去干擾物質(zhì);釋放過程,H_2流速200mL/min,釋放電壓9.8kV。優(yōu)化條件下,原位富集系統(tǒng)As的絕對檢出限(LOD)可降低到2.8pg(進(jìn)樣量為2mL),線性范圍0.1~8μg/L,線性回歸系數(shù)(R_2)0.999,增敏倍數(shù)為7。并基于該技術(shù)建立了樣品中痕量As的方法,水中痕量As的LOQ為9.2pg,加標(biāo)回收率為100%~106%,典型農(nóng)產(chǎn)品樣品多次測定的RSD為3.2%~6.1%(n=7),檢測結(jié)果與ICP-MS法無顯著性差異(p0.05),表明構(gòu)建的DBD預(yù)富集技術(shù)和建立的原位HG-DBD-AFS方法可以用于農(nóng)產(chǎn)品中痕量As的測定。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O652.6;TS207.3
【圖文】：

石英縫管裝置示意圖

T型石英富集裝置設(shè)計(jì)圖

鎢絲捕獲Te的裝置示意圖

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8 吳祥芝,傅舉孚,張東平;氣相夾帶對蒸餾塔板效率的影響[J];化工學(xué)報(bào);1991年04期

9 黃德文;液壓氣相潤滑防銹油[J];電工技術(shù)雜志;1987年08期

10 楊冬梅,于錦,蔣軍輝,王之昌;化學(xué)氣相傳輸法制備無水溴化鏑[J];石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào);2003年04期

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5 胡遷林;楊民;;化工裝備氣相保護(hù)技術(shù)[A];第十一屆全國緩蝕劑學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];1999年

6 周理;孫艷;周亞平;白書培;;吸附儲(chǔ)氫研究中氣相密度的計(jì)算[A];中國太陽能學(xué)會(huì)2001年學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2001年

7 鄭琿;張春水;歐陽津;;氟乙酰胺中毒個(gè)案的氣相色譜-質(zhì)譜檢驗(yàn)[A];中國質(zhì)譜學(xué)會(huì)第七屆會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2004年

8 趙曉娟;龔成科;孔德瑋;曾慶梅;;離子液體氣相色譜固定相的應(yīng)用研究進(jìn)展[A];西北地區(qū)第七屆色譜學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)甘肅省第十二屆色譜年會(huì)論文集[C];2012年

9 方德彩;;氣相和溶液中反應(yīng)速度常數(shù)的計(jì)算[A];中國化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第41分會(huì)：燃料與燃燒化學(xué)[C];2014年

10 耿玉俠;張媛;劉文;王志文;;氣相貝克曼重排反應(yīng)中環(huán)己酮肟汽化工藝[A];第十屆全國工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會(huì)論文集[C];2013年

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3 鐘大�！∨舜淦�;茂名乙烯增產(chǎn)聚丙烯氣相共聚產(chǎn)品[N];中國化工報(bào);2008年

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4 陳景林;固體酸催化苯及低沸點(diǎn)取代芳烴氣相硝化的研究[D];大連理工大學(xué);2001年

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