[發明專利]可揮發化合物的測定方法與裝置

在審

• 申請號: 201510380421.6
• 申請日: 2015-07-02
• 公開（公告）號: CN105044049A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 段旭川;張靜雅
• 申請（專利權）人: 天津師范大學
• 主分類號: G01N21/63
• 分類號: G01N21/63;G01N21/64
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

技術領域

本發明屬于分析化學技術領域，具體來說是涉及非金屬化合物定量測定的方法和檢測裝置。

背景技術

氨氮、有機氮、氮氧化物、硝酸根、亞硝酸根、氟化物、硫化物、亞硫酸鹽、溴化物、碘化物、苯酚、吡啶和甲醛等小分子無機有機非金屬化合物廣泛存在于食品、環境、材料、化工等領域樣品中。這些化合物的存在對人類健康產生很大的危害。比如，地表水體和地下水體中的氨氮可導致水富營養化現象產生，是水體中的主要耗氧污染物，對魚類及某些水生生物有毒害。動物性有機物及人畜糞便中含氮有機物很不穩定，容易分解成氨也對人類造成傷害。水中的氨氮可以在一定條件下轉化成亞硝酸鹽，如果長期飲用，水中的亞硝酸鹽將和蛋白質結合形成亞硝胺，這是一種強致癌物質，對人體健康極為不利。同樣，食品及環境等領域中的氮氧化物、亞硝酸根、氟化物、硫化物、亞硫酸鹽和溴化物等也對人類造成很大危害。因此，在上述總多領域中，這些非金屬化合物需要經常測定。這對環境保護、人類健康具有重要的意義。

目前，這些化合物檢測方法基本是分光光度法，這不僅需要復雜的樣品前處理程序、影響檢測速度，同時也有嚴重的干擾，測定的檢出限也不理想。例如，在測定總氮時，目前普遍采用的凱氏定氮法在樣品消解時，不僅需要大量的濃硫酸等試劑，同時還要經過氨的吸收滴定等程序。致使該方法的分析成本高，分析時間長，檢出限不好。另外納氏試劑比色法測定氨，則需要使用劇毒的碘化汞絡離子進行顯色，對環境污染比較大，另外方法空白也不容易控制，使檢出限不好。而對食品及環境中亞硝酸根和空氣氮氧化物的測定，使用的比色分析，也需要樣品前處理，具有干擾大，分析成本低、檢出限差等不足。

發明內容

為了克服上面已有方法存在的不足，本發明人在最近嘗試使用氣相分子吸收法測定氨的過程中，意外驚奇的發現，如果將氨與揮發性鹽酸發生氣相或氣液反應，生成的氣相氯化銨揮發物，具有很強的光散射/熒光能力。進而進行擴展研究，本發明人又驚奇的發現，不僅是揮發性的鹽酸，其它具有揮發性的酸，如硝酸、氫溴酸、氫碘酸、醋酸、甲酸和丁酸等；具有揮發性、吸電子官能團的小分子有機物如甲醛、乙醛等，上述這些化合物與氨反應后生成的氣相揮發物，都有很強的光散射/熒光能力。基于上述基本發現，本發明進行了進一步系統的較全面測定研究，并完成了本發明。

本發明公開的技術內容如下：

一種可揮發化合物的測定裝置，包括：

1）樣品前處理單元：用來使生成揮發物并被載氣載出，它包括快速加熱元件7、反應容器8、載氣入口管9和載氣出口管10；

2）具有揮發性的衍生化試劑B的儲存和供給單元（2）；（儲存和供給屬于一個單元，即2）

如果在樣品前處理單元進行樣品前處理時，加入的溶液比較多，此時在加熱揮發A時候可能會有大量的水蒸汽產生，這些水蒸汽在載氣出口部和衍生化單元將冷凝下來堵塞管路，因此當前處理單元的反應溶液體積過大時，在樣品前處理單元與衍生化反應單元之間設置應該有氣液分離器（11）。一般來說如果在樣品前處理單元溶液體積大于0.5毫升，特別時大于1毫升時，就應該加汽液分離器。

如果待測樣化合物A前處理后在載氣中有干擾物與之共存時，衍生化反應單元與氣液分離器之間設置有凈化單元（14）。如在測定硝酸時，二氧化氮揮發時還包含氟化氫，此時要使用硼酸除去氟。

如果在待測化合物A已經是氣態形式，比如測定環境空氣或大氣中的氨，樣品本身是氣態，則此時樣品前處理單元省去快速加熱元件（7）、樣品分解反應容器（8）。

3）反應單元：待測化合物A和衍生化試劑B發生氣相或氣液反應，生成化合物C；

4）樣品池4包括：激發光源5和檢測器6，激發光源5與樣品池4、樣品池4與檢測器6之間分別設置有透鏡12和13。

本發明所述一種可揮發化合物的測定裝置，其特征在于激發光源和檢測器的波長范圍在100nm--850nm。優選在160nm--320nm。

本發明進一步公開了一種采用所述可揮發化合物測定裝置進行可揮發化合物的測定方法，其特征在于使具有揮發性的待測化合物A和具有可揮發的衍生化試劑B發生氣相或氣液反應，生成化合物C，然后使用光散射/熒光方法對C或反應后剩余的B進行測定，進而測定A的含量；其中待測化合物A是可揮發酸或堿時，衍生化試劑B是可揮發性堿或酸。