气相色谱法技术测定内墙涂料中挥发性有机化合物（VOC）含量的研究

关键词：内墙涂料，气相色谱仪，内标法，挥发性有机化合物

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.01.035

0 引言

随着全球城市化的发展，空气污染问题日益引起人们的关注[1]。在室内空气污染和大气污染的研究中，室内装饰所造成的健康问题和环境问题越来越受到社会的重视。如果大量挥发性有机化合物从涂料中排放出来，长期吸入涂料挥发性有机化合物对人体健康有很大危害，同时对大气和气溶胶产生一定的影响[2]。如何改进涂料生产工艺，从而降低挥发性有机化合物对人体的伤害，一直是涂料行业研究的课题[3]。本文以气相色谱技术的内标法测定内墙涂料中挥发性有机化合物为研究，对加大监督检查力度、控制室内环境质量和保障人体健康具有重要的意义[4]。

1 实验部分

1.1 仪器设备

岛津GC-2014气相色谱仪：配备AOC-20i自动进样系统和火焰离子化检测器（FID）。

色谱柱：R E S T E K的R t x^?-VG C毛细柱（6 0m×0.32 mm×1.8μm）。

进样器：微量注射器，10 μL。

配样瓶：约10 mL具有密封盖的玻璃瓶。

电子天平：梅特勒-托利多（上海）AL204-IC，精度为0.1 mg。

超声波清洗仪 ：奥特赛恩斯AS3120。

高速离心机：中科中佳HC-3518。

1.2 材料和试剂

载气：纯度≥99.999%的高纯氮气；助燃气：空气；燃气：纯度≥99.999%的氢气；隔垫吹扫和尾吹气：与载气具有相同性质的氮气。

内标物：纯度为99.5%的乙二醇二甲醚。

校准化合物：校准化合物包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、三乙胺、苯、异丁醇、正丁醇、甲苯、乙二醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二甲基乙醇胺、乙苯、间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、1，3-丙二醇、1，2-丙二醇、二乙二醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇单丁醚、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、二乙二醇丁醚醋酸酯。纯度均大于99.5%。

混合标准样：校准化合物和内标物的混合标样，各化合物浓度为1 g/L（其中邻、间、对二甲苯浓度之和为1 g/L）。

稀释溶剂：纯度大于99.9%的色譜纯乙腈。

标记物：区分VOC组分与非VOC组分的化合物，本文选用沸点251℃的己二酸二乙酯。

1.3 测试条件的优化

检测器：温度280.0℃，采样率（S）40 msec，结束时间60.00 min 。

气化室：温度250.0℃，分流比：49.0。

色谱柱：采用程序升温，40℃保持2 min，然后以3℃/min 升至 100℃保持5 min，再以10℃/min 升至230℃保持20 min。

载气（N2）：压力60.5 kPa，总流量53.0 mL /min，色谱柱流量1 mL/min，线速16.9 cm/sec，吹扫流量3.0 mL/min。

AOC-20i自动进样器：进样体积1.0μL，进样前溶剂清洗2次，进样后溶剂清洗3次，进样前样品清洗3次，注入后待机时间0.2 sec。

1.4 测试步骤

1.4.1 色谱仪的参数及条件优化

按1.3中的色谱条件，使用已知的校准化合物和混合标样对仪器参数进行最佳优化处理，使色谱仪的分离效果、灵敏度和稳定性等处于最佳分析状态。

1.4.2 定性分析

采用1.1条件的火焰离子化检测器（F I D）和Rtx?-VGC毛细色谱柱，并使用1.3中给出的气相色谱测试条件，分别逐一注入1.2.3中的校准化合物，确定其保留时间（如表1所示）。在相同的色谱测试条件下，注入1.2中的混合标准样，根据保留时间对混合标样色谱图的色谱峰进行定（见图1）。

1.4.3 相对校正因子的测试

将适1μL的混合标样注人气相色谱仪中，记录色谱图。按式（1）分别计算每种化合物的相对校正因子：

式中：

R——化合物i的相对校正因子；

M_ci——混合标样中化合物i 的浓度，（g/ L）；

m_is——混合标样中内标物的浓度，（g/ L）；

A_is——内标物的峰面积；

A_ci——化合物i的峰面积。

注：如果有未知化合物色谱峰出现，则其相对

于异丁醇的校正因子为1.0为计算。

1.5 试样前处理与检测

1.5.1 试样前处理

将涂料样品搅拌均匀后，在10 mL密封配样瓶中称取1 g（精确到0.0001 g）试样，立即用色谱纯乙腈稀释到10 mL，混合均匀。将配置好的试样瓶在超声波仪进行萃取10 min，使其充分溶解，再将试样瓶放至高速离心机，转速调至8000 r/min，保持5min，停止后取出试样瓶待测。

1.5.2 试样检测

式中：

X——涂料样品的 VOC含量，g/L；

Σ_X1——未知化合物的含量总和，g/g；

Σ_X2——已知校准化合物的浓度总和，g/g；

ρ_S——试样的密度，g/mL；

ρ_W——水的密度，g/mL；

X_W——试样中水的质量分数，%。

注：本文中密度按 GB/T 6750 进行测定，水分含量按GB/T 6283进行测定。

2 测试结果

本文对市场上流通的12种内墙涂料进行了检测，检测结果如表2所示，并进行了两种浓度的加标，计算出回收率及精密度，其结果如表3所示。

3 结语

本文以气相色谱法为检验手段，采用Rtx^?RVGC毛细柱的二阶程序升温分离出各种VOC，主要目的是为了使基线更加稳定，避免了基线不稳定对测量结果造成的误差，同时也使各种化合物得到更好地分离，最终建立了一种能有效分离出内墙涂料中的24种挥发性有机化合物的检验方法。通过试验，各化合物的加标回收率为81.2%～108.7%，精密度RSD为0.88%～3.22%，表明气相色谱法测定内墙涂料中VOC具有良好的重现性和精密度，并且准确可靠和简便易行。

作者简介

那顺乌力吉，硕士，高级工程师，研究方向为分析化学及产品质量检验。

（责任编辑：张瑞洋）