一种针对褐煤可溶组分中含杂原子有机化合物的富集与快速测定方法技术

一种针对褐煤可溶组分中含杂原子有机化合物的富集与快速测定方法：步骤1：使用即四氟乙烯滤膜过滤褐煤可溶组分中残留的固体颗粒物，取过滤后的上层清液样品置于样品瓶中，密封并在室温条件下静置；步骤2：选取自制的聚吡咯薄膜作为固相微萃取涂层，使用前在直接实时分析离子源与进样口间老化；步骤3：将老化处理后的聚吡咯涂层插入样品所在的透明玻璃瓶中，保证涂层与样品充分接触，在室温条件下萃取；步骤4：将完成富集的涂层置于直接实时分析离子源与静电场轨道阱质谱进样口之间进行检测；步骤5：将检测结束的固相微萃取涂层置于甲醇内清洗，而后干燥。本发明专利技术将固相微萃取技术运用于褐煤可溶组分中含杂原子有机化合物的富集与快速测定。

An enrichment and rapid determination method for hetero atomic organic compounds in lignite soluble components

A method for the enrichment and rapid determination of organic compounds containing heteroatoms in lignite soluble components is described as follows: step 1: filter the residual solid particles in lignite soluble components with tetrafluoroethylene filter membrane, take the filtered supernatant sample and place it in a sample bottle, seal it and put it at room temperature; step 2: select the self-made one. Polypyrrole film is used as solid phase microextraction coating, and the aging between the ion source and the injection port is analyzed in real time before use. Step 3: The aged polypyrrole coating is inserted into the transparent glass bottle where the sample is located to ensure full contact between the coating and the sample and extract at room temperature. Step 4: Place the enriched coating on the surface of the sample. Direct real-time analysis between ion source and ESF orbital trap mass spectrometry sampling port for detection; Step 5: The solid phase microextraction coating after detection is cleaned in methanol, and then dried. The solid phase microextraction technology is applied to the enrichment and rapid determination of organic compounds containing heteroatoms in lignite soluble components.

【技术实现步骤摘要】
一种针对褐煤可溶组分中含杂原子有机化合物的富集与快速测定方法
本专利技术涉及褐煤有机可溶组分的快速富集和检测分析技术，特别是涉及其中含杂原子（氧氮为主）组分的快速检测方法。
技术介绍
我国和褐煤资源相对丰富，已探明的褐煤储量约有1300多亿吨，占全国煤炭储量的13%。在我国，煤炭的利用主要以火力燃烧发电为主。但是褐煤作为一种低阶煤，其中的含水量较高，热值低，灰分含量高，热稳定性差，使其不利于作为燃料燃烧。目前，基于煤液化技术的煤向煤基液体转化过程是解决石油紧缺和褐煤利用率较低等问题的手段。而分析煤基液体中不同组分的结构组成为其后续利用提供了理论依据。在此过程中，整体萃取率的提高为后续的分析工作提供了足够的样本，才能更为全面及准确的反映煤的组成信息。不过，受到分析仪器检测限为定值的限制，对于特定的微量或痕量组分，还需对其进行进一步的富集。固相微萃取技术能够通过特定的涂层材料富集样品中待检测的目标化合物，在环境，生物，食品领域有着广泛的应用，本专利首次将固相微萃取技术引入褐煤可溶组分的检测，实现快速高效分析褐煤可溶组分中含杂原子有机化合物的结构信息。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前褐煤可溶组分中部分含杂原子有机化合物因浓度较低而无法被检测分析的问题，提供了一种适用于褐煤可溶组分中部分含杂原子有机化合物快速高效的富集方法，以获取更为全面而准确的褐煤结构组成信息。本专利技术使用固相微萃取技术富集褐煤可溶组分中部分含杂原子有机化合物，并通过搭配直接实时分析离子源的静电场轨道阱质谱对样品进行检测分析，实现针对褐煤可溶组分中含杂原子有机化合物的快速富集测定。为了实现上述目的，一种针对褐煤可溶组分中含杂原子有机化合物的富集与快速测定方法，包含下列步骤：步骤1：使用即四氟乙烯滤膜过滤褐煤可溶组分中残留的固体颗粒物，取1毫升样品置于容量为2毫升的透明玻璃瓶中，密封并在室温条件下静置10分钟。步骤2：选取自制的聚吡咯薄膜作为固相微萃取涂层，使用前在直接实时分析离子源与进样口间老化15分钟。老化过程中离子源参数为：载气氮气；载气流速3L/min；载气压力5MPa；载气温度200摄氏度。步骤3：将老化处理后的聚吡咯涂层插入样品瓶中，保证涂层与样品充分接触，在室温条件下萃取1分钟，完成富集过程。富集过程中涂层由固定装置固定。步骤4：将完成富集的涂层置于直接实时分析离子源与静电场轨道阱质谱进样口之间进行检测，整体时间为30秒。检测时离子源参数为：载气氦气；载气流速3L/min；载气压力5MPa；载气温度300摄氏度。检测时质谱模式为全扫描模式，具体参数为：分辨率14万；扫描范围75-800u；离子传输管温度150摄氏度。检测时离子源与进样口之间的距离为3厘米，涂层置于进样口与离子源正中间，即距离子源与进样口各1.5厘米处。涂层由离子源自带的应属支臂固定。步骤5：将检测结束的固相微萃取涂层置于50摄氏度的甲醇内清洗30分钟，而后在直接实时分析离子源内干燥以备下次使用。干燥过程中离子源参数为：载气氮气；载气流速3L/min；载气压力5MPa；载气温度100摄氏度。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：第一，本专利技术的优点在于针对褐煤可溶组分中含杂原子有机化合物进行快速富集与测定，单个样品检测时间在不多于2分钟。第二，在该实例中，比较经聚吡咯涂层富集前后所检测到的化合物结构，从富集前后化合物的碳数对双键等价值图（附图1a-图1d）可以看出，经聚吡咯涂层富集后，含氧及含氮化合物的数量均有所提升，同时化合物的在含碳原子数和双键等价值上的分布变广，表明具有更多结构特点的含杂原子化合物经此方法被检测到。同样的结果也能在局部放大的质谱图（附图2a、图2b）中观察到，经聚吡咯涂层富集后，由新的含杂原子组分被检测到。附图说明图1a是白音华褐煤甲醇可溶组分经聚吡咯涂层富集前含氧化合物的碳数对双键等价值图；图1b是白音华褐煤甲醇可溶组分经聚吡咯涂层富集后含氧化合物的碳数对双键等价值图；图1c是白音华褐煤甲醇可溶组分经聚吡咯涂层富集前同时含氧氮化合物的碳数对双键等价值图；图1d是白音华褐煤甲醇可溶组分经聚吡咯涂层富集后同时含氧氮化合物的碳数对双键等价值图。图2a是白音华褐煤甲醇热溶物经聚吡咯涂层富集前的质谱局部放大谱图；图2b是白音华褐煤甲醇热溶物经聚吡咯涂层富集后的质谱局部放大谱图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1一种针对褐煤可溶组分中含杂原子有机化合物进行快速富集与测定的方法，具体包括如下步骤：步骤1：使用即四氟乙烯滤膜过滤内蒙古东明褐煤甲醇可溶组分中残留的固体颗粒物，取1毫升样品置于容量为2毫升的透明玻璃瓶中，密封并在室温条件下静置10分钟。步骤2：选取自制的聚吡咯薄膜作为固相微萃取涂层，使用前在直接实时分析离子源与进样口间老化15分钟。老化过程中离子源参数为：载气氮气；载气流速3L/min；载气压力5MPa；载气温度200摄氏度。步骤3：将老化处理后的聚吡咯涂层插入样品瓶中，保证涂层与样品充分接触，在室温条件下萃取1分钟，完成富集过程。富集过程中涂层由固定装置固定。步骤4：将完成富集的涂层置于直接实时分析离子源与静电场轨道阱质谱进样口之间进行检测，整体时间为30秒。检测时离子源参数为：载气氦气；载气流速3L/min；载气压力5MPa；载气温度300摄氏度。检测时质谱模式为全扫描模式，具体参数为：分辨率14万；扫描范围75-800u；离子传输管温度150摄氏度。检测时离子源与进样口之间的距离为3厘米，涂层置于进样口与离子源正中间，即距离子源与进样口各1.5厘米处。涂层由离子源自带的应属支臂固定。同时分析未经富集的内蒙古东明褐煤甲醇可溶物作为比较，采用石英毛细管点蘸进样。步骤5：将检测结束的固相微萃取涂层置于50摄氏度的甲醇内清洗30分钟，而后在直接实时分析离子源内干燥以备下次使用。干燥过程中离子源参数为：载气氮气；载气流速3L/min；载气压力5MPa；载气温度100摄氏度。在该实例中，比较经聚吡咯涂层富集前后所检测到的化合物结构，从富集前后化合物的碳数对双键等价值图（附图1a-图1d）可以看出，经聚吡咯涂层富集后，含氧及含氮化合物的数量均有所提升，同时化合物的在含碳原子数和双键等价值上的分布变广，表明具有更多结构特点的含杂原子化合物经此方法被检测到。同样的结果也能在局部放大的质谱图（附图2a、图2b）中观察到，经聚吡咯涂层富集后，由新的含杂原子组分被检测到。本专利技术使用固相微萃取技术富集褐煤可溶组分中部分含杂原子有机化合物，并通过搭配直接实时分析离子源的静电场轨道阱质谱对样品进行检测分析，实现针对褐煤可溶组分中含杂原子有机化合物的快速富集测定。本专利技术将固相微萃取技术运用于褐煤可溶组分中含杂原子有机化合物的富集与快速测定。本专利技术单个样品测试时间少于2分钟，同时富集后检测到含杂原子化合物的数目种类均提升明显。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对褐煤可溶组分中含杂原子有机化合物的富集与快速测定方法，其特征在于，所述富集与快速测定方法方法，包含下列步骤：步骤1：使用四氟乙烯滤膜过滤褐煤可溶组分中残留的固体颗粒物，取过滤后的上层清液样品置于样品瓶中，密封并在室温条件下静置；步骤2：选取聚吡咯薄膜作为固相微萃取涂层，使用前在直接实时分析离子源与进样口间老化；步骤3：将老化处理后的聚吡咯涂层插入样品所在的样品瓶中，保证涂层与样品充分接触，在室温条件下萃取，完成富集过程；步骤4：将完成富集的涂层置于直接实时分析离子源与静电场轨道阱质谱进样口之间进行检测；步骤5：将检测结束的固相微萃取涂层置于甲醇内清洗，而后在直接实时分析离子源内干燥。

【技术特征摘要】
1.一种针对褐煤可溶组分中含杂原子有机化合物的富集与快速测定方法，其特征在于，所述富集与快速测定方法方法，包含下列步骤：步骤1：使用四氟乙烯滤膜过滤褐煤可溶组分中残留的固体颗粒物，取过滤后的上层清液样品置于样品瓶中，密封并在室温条件下静置；步骤2：选取聚吡咯薄膜作为固相微萃取涂层，使用前在直接实时分析离子源与进样口间老化；步骤3：将老化处理后的聚吡咯涂层插入样品所在的样品瓶中，保证涂层与样品充分接触，在室温条件下萃取，完成富集过程；步骤4：将完成富集的涂层置于直接实时分析离子源与静电场轨道阱质谱进样口之间进行检测；步骤5：将检测结束的固相微萃取涂层置于甲醇内清洗，而后在直接实时分析离子源内干燥。2.根据权利要求1所述的一种针对褐煤可溶组分中含杂原子有机化合物的富集与快速测定方法，其特征在于，步骤1中所述过滤后的上层清液样品不超过样品瓶容量的2/3，静置时间为10-30分钟。3.根据权利要求1所述的一种针对褐煤可溶组分中含杂原子有机化合物的富集与快速测定方法，其特征在于，步骤2所述老化过程中离子源参数为：载气氮气；载气流速3L/min；载气压力5MPa；载气温度200摄氏度；老化时间为15分钟。4.根据权利要求1所述的一种针对褐煤可溶组分...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊星，王楚凡，魏贤勇，赵云鹏，王瑞玉，董雪明，宗志敏，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32