JP2005265810A - ホルムアルデヒド等の定量分析法 - Google Patents
ホルムアルデヒド等の定量分析法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】ガスクロマトグラフィにより分離したホルムアルデヒド等をメタンに変換して水素炎イオン化検出器で検出する分析法において、標準ガスとして一酸化炭素または二酸化炭素の希釈ガスを用いて濃度校正を行うようにした。この方法により、気体中の微量ホルムアルデヒド等を前処理なしに高感度で分析することができ、安定なボンベ入り標準ガスで精度良く濃度校正を行うことが可能となるので、日常的なルーティン分析にも本発明方法を適用することができる。
【選択図】 図1
Description
従来、空気中の微量ホルムアルデヒド等の分析には、DNPH誘導体化HPLC法が広く行われている。この方法は、試料空気をポンプで吸引して2,4−ジニトロフェニルヒドラゾン(2,4−DNPH)含浸シリカゲルを充填した捕集カートリッジ(DNPHカートリッジ)に通し、試料中のホルムアルデヒドをヒドラゾン誘導体として捕集し、これをアセトニトリルで抽出した後、液体クロマトグラフィにより分析するものである(例えば、非特許文献1参照)。
また、前処理を必要としない分析法としてガスクロマトグラフィにより分離したホルムアルデヒド等をメタンに変換して水素炎イオン化検出器で検出する分析法も知られているが、標準ガスによる校正が困難であるため、その用途は実験室的な分析法に限られ、ルーティン的な定量分析法としては実用されていないのが現状である。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、気体試料中のホルムアルデヒド等を、前処理を必要とせず、十分な感度と精度を以て測定できる定量分析法を提供することを目的とする。
同図において、キャリアガスボンベ1から供給されるキャリアガス(ここでは窒素)は二分されて流量制御部2aおよび2bで流量が調節され、その一方の流れの中に設けられた試料導入部3において、ポンプ12で吸引された試料空気がこのキャリアガスの流れに導入される。カラム4aおよび4bは、バルブ5、抵抗管8および9と共にカラム系を構成し、測定対象成分(ここでは、ホルムアルデヒド等)を酸素や二酸化炭素などの夾雑成分から分離する。還元反応器6は、加熱されたニッケル触媒の接触作用によりホルムアルデヒド等を水素で還元してメタンに変換する。水素炎イオン化検出器7は、メタン等の有機ガスを高感度で検出し出力するものである。濃度校正のための標準ガスは、標準ガスボンベ11から電磁弁13により試料空気と切り換えて導入される。
なお、バルブ5は、図中に実線で示す接続状態と点線で示す接続状態とを切り換える回転式のバルブである。
まず、バルブ5が実線で示す接続状態において、ポンプ12で吸引された試料空気の所定量が試料導入部3から導入され、キャリアガスによりカラム4aに運ばれ、ここで酸素、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素のグループが先にカラム4aを通過し、抵抗管8に送り込まれる。その後、バルブ5を点線で示す接続状態に切り換え、これらに続いてカラム4aを通過するホルムアルデヒド等をカラム4bに導く。この間、抵抗管8には、流量制御部2bと抵抗管9を通って来るキャリアガスが流れ、酸素等のグループを排出する。その後、再びバルブ5を実線で示す接続状態に戻し、遅れてカラム4aから出て来る水分やその他の分子量の大きい化合物を抵抗管8を通して排出する。
HCHO+2H2=CH4+H2O ……(1)
HCOOH+3H2=CH4+2H2O ……(2)
標準ガスとして、ホルムアルデヒド等の代わりに一酸化炭素または二酸化炭素を窒素で希釈したガスを標準ガスボンベ11から電磁弁13により試料空気と切り換えて供給し、試料導入部3から導入する。標準ガスには酸素その他の夾雑成分を含まないものを使用するものとし、バルブ5は上記試料空気の分析の場合と異なり、最初から点線で示す接続状態において分析する。こうして、標準ガス中の一酸化炭素または二酸化炭素を、ホルムアルデヒド等の場合と同一条件下で還元反応器6に通すことにより、これらのガスは次式によりメタンに変換される。
CO+3H2=CH4+H2O ……(3)
CO2+4H2=CH4+2H2O ……(4)
上式からもわかるように、一酸化炭素、二酸化炭素はいずれも前記(1)(2)式で示されるホルムアルデヒド等の場合と同じく、還元されて同一モル数のメタンに変わるので、メタンへの変換効率が同等ならば、水素炎イオン化検出器7においてホルムアルデヒド等と同一感度で検出される。
従って、上記の標準ガス分析時の出力値が標準ガス中の一酸化炭素または二酸化炭素の濃度値に一致するように感度補正係数を設定し、以後、試料空気を分析した場合のホルムアルデヒド等の出力に対しても同じ感度補正係数を適用することで定量分析が可能となる。
実験には、二酸化炭素濃度54ppmの標準ガスで校正した図1と同様構成のガスクロマトグラフ装置を用い、試料として、テドラバッグに37%ホルマリン水溶液の100倍希釈液を7.5μL注入し2Lの窒素で希釈したガスを分析した。この場合の試料濃度の計算値は11.06ppmである。
分析結果を図2に示す。図に示す通り、分析結果は10.88ppm(2回の平均)であって上記計算値より僅かに低いが、ホルムアルデヒドの吸着性を考慮に入れると良く一致していると言ってよい。この結果は、本発明方法の実用可能性をよく示している。
この実験におけるガスクロマトグラフの分析条件は以下の通りである。
カラム4a、4b:TSG−1 15% on ShincarbonA
60/80 3m
カラム温度:70°C
還元反応温度:370°C
試料量:1mL
2a 流量制御部
2b 流量制御部
3 試料導入部
4a カラム
4b カラム
5 バルブ
6 還元反応器
7 水素炎イオン化検出器
8 抵抗管
9 抵抗管
11 標準ガスボンベ
12 ポンプ
13 電磁弁
Claims (1)
- 測定対象成分としてホルムアルデヒドとギ酸のいずれかまたはその両方を含む気体試料をカラム系に導入し、該カラム系により夾雑成分から分離した前記測定対象成分を還元反応器に通してメタンに変換した後、水素炎イオン化検出器で検出し、標準ガスにより濃度校正するように構成したガスクロマトグラフを用いて行うホルムアルデヒド等の定量分析法であって、前記標準ガスとして一酸化炭素または二酸化炭素の希釈ガスを用いることを特徴とするホルムアルデヒド等の定量分析法。
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