裂解气相色谱
裂解气相色谱-质谱联用
由于在一定条件下，得到的所有正离子碎片的m/e和数量与样品的分子结构 有关，因此质谱可用于分子结构分析。
2.1 质谱分析的基本原理
总离子流色谱图（TIC）
质谱图
e-¯
俵 M
m2 m3
m1
2.2 PyGC/MS分析结果的界面
总离子流 色谱图
分子碎片 的质谱图
2.3 总离子流色谱图（TIC）
8
500000
750℃时PPS裂解的PyGC谱图
PPS的热分解机理
3.5 聚合物热稳定性研究
PIM
PIF
EI源的特点 磁铁
电离效率高,灵敏度高； 应用最广，标准质谱图基本都是采用EI源得到的； 稳定，操作方便，电子流强度可精密控制； 结构简单，控温方便；
电子 加速电压
eee e e
电离室
EI源：可变的离子化能量 (10~240eV)
质量分析器
样品 加热器及 温度控制 电子 收集极
电子能量 分子离子增加
第五章 裂解气相色谱-质谱联用分析 （PyGC/MS）
PyGC/MS分析流程图
裂解气相色谱（PyGC） 质谱（MS）
裂解器
气相色谱
质谱分析
高分子材料受 热分解成许多 能被载气带走 的小分子碎片
小分子碎片混 合物在气相色 谱柱中进行分 离后进入质谱
利用质谱分析 每个小分子碎 片的化学结构ຫໍສະໝຸດ PyGC/MS分析流程示意图
(d) 保留时间为 155min的裂解 组分的MS图
（苯乙烯） 推断出未知共聚物为甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物（MBS）
3.2 共聚物和共混物的鉴别
①
②
③
④
苯乙烯（St）－丙烯腈（AN） 共聚物的PyGC谱图
裂解气相色谱鉴别PES和PSF材料
Ｆ ｕ ｊ ｉ ａ ｎ Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ＆Ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ
５ ３
裂解气 相色谱鉴别 Ｐ Ｅ Ｓ和 Ｐ Ｓ Ｆ 材料
罗朝 晖 ， 尹 辉， 陈 明林
东莞 ５ ２ ３ ０ ８ ７ ）
（ 东 莞新科 技 术研 究开 发有 限公 司 ＭＳ Ｌ 。 广东
关键 词 ： 裂解 ， 气相色谱 ； Ｐ Ｅ Ｓ ， Ｐ Ｓ Ｆ
中图分类号 ： 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ９ — ８ １ ４ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ０ ５ ３ — ０ ３ Ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ — ８ １ ４ ３ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． １ ５
（ Ｓ ＡＥ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｃｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ＭＳ Ｌ ， Ｄｏ ｎ ｇ ｇ ｕ ａ ｎ ， Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ， ５ ２ ３ ０ ８ ７ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ（ Ｆ ｏ ｕ ｉ ｒ ｅ ｒ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ Ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｙ ） ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｔ ｏ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｆ ｙ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍ ｅ ｒ ｍ ａ ｔ ｅ ｉ ｒ ｌｓ ａ ， ｂ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｓ ｏ ｍｅ
利用红外光谱对 一款过滤膜材 料进行定性分
析， 数 据库 给 出几 种参 考 成份 ， 其 中Ｐ Ｅ Ｓ 相 似 率 ９ ２ ％， Ｐ Ｓ Ｆ相 似率 ８ ３ ％。 我 们将 两 种 物 质 的红 外 光 谱 图 从 数 据 库 中调 出 并 叠 加 ， 发现很接近 ， 只 有个
裂解气相色谱-质谱法检测常见塑料制品高聚物
裂解气相色谱-质谱法检测常见塑料制品高聚物吴国萍;周亚红【摘要】目的运用裂解气相色谱-质谱法(Py-GC/MS)对常见不同材质塑料制品的主体成分进行分析,并对每种塑料的裂解产物进行解析,为相似塑料物证的比对分析奠定基础.方法建立了塑料制品的Py-GC/MS分析方法,并对10种常见塑料制品进行分析,解析其裂解总离子流图,确认这10种塑料制品的主要裂解产物和主体成分,同时考察了裂解重复性.结果 10种塑料制品有9种可根据裂解总离子流图确认其主体成分,分别是聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、ABS塑料、聚氯乙烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物,与标准谱库的匹配度均在81％以上.结论运用Py-GC/MS法检测塑料物证,裂解产物各组分的分离度较好,测试结果的重现性较好.该方法所需试样量少,无需任何样品前处理,减少了因前处理带来的测试误差.该研究为犯罪现场不同来源的塑料物证的比对分析提供了可行方法.【期刊名称】《中国司法鉴定》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】8页(P64-71)【关键词】塑料制品;裂解气相色谱-质谱法;匹配度【作者】吴国萍;周亚红【作者单位】江苏警官学院刑事技术系,江苏南京210031;江苏警官学院刑事技术系,江苏南京210031【正文语种】中文【中图分类】DF794.3随着科技的发展，各种塑料制品成了生活中不可或缺的部分。
在一些道路交通事故和刑事案件现场勘查中，提取到塑料物证检材的几率逐渐增加。
一般而言，红外吸收光谱法是检验塑料物证种类的主要手段。
裂解气相色谱-质谱法（Py-GC/MS）是在一定裂解温度和裂解时间下，将高聚物样品裂解成小分子，然后经气相色谱仪分离，用质谱检测这些小分子，从而根据裂解产物推断样品的化学组成。
该方法需要的样品量较小，且能够对需检样品进行直接分析。
裂解产物能提供样品的单体组成等结构信息，是对红外光谱检验塑料物证的重要拓展[1-7]，但在我国微量物证鉴定实践中，尚未广泛应用。
裂解气相色谱质谱联用ppt课件.ppt
2.6 质量分析器
把不同m/e的离子分开，是MS的心脏部分
单聚焦质量分析器
加速后离子的动能 : (1/2)m 2= e V
= [(2V)/(m/e)]1/2 在磁场存在下，带电离子按曲线轨迹飞行；
离心力 =向心力；m 2 / R= H0 e V 曲率半径： R= (m ) / e H0 质谱方程式：m/e = (H02 R2) / 2V 离子在磁场中的轨道半径R取决于： m/e 、 H0 、 V 改变加速电压V, 可以使不同m/e 的离子进入检测器。
1.3
各种裂解器的优点和缺点
裂解器 种类
优点
管式炉 温度容易测量；裂解温度可 裂解器 任意选定；适用于各种状态
的样品。
热丝裂 裂解温度可任意选定；升温 解器 速度快；死体积小，二次反
应少。
居里点 升温速度快；死体积小，二 裂解器 次反应少。
激光裂 升温速度非常快；催化作用 解器 非常小。
缺点
升温速度较慢，二次 反应比较突出；死体 积较大。 温度测量较难；多适 用于可溶性样品。
第三部分 PyGC/MS用于分
析高分子材料
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
3.1 聚合物的定性分析
• 某未知共聚物 的PyGC图
• 保留时间为 16min的裂解
组分的MS图
•
（丁二烯）
• (c) 保留时间 为51min的裂 解组分的MS图
2. 对碎片离子峰的m/e和强度进行分析，推测样品分子结构
• 注意相邻碎片离子峰的m/e的差值，如差值为15，可能丢失CH3基团。
• 碎裂过程遵循一般的化学原理，可由碎片离子推断分子离子的结构。 • 注意碎裂过程中可能发生的重排反应。 • 强度最高的基峰为稳定性最好的离子碎片。
果糖热裂解产物的气相色谱-质谱分析
果糖热裂解产物的气相色谱-质谱分析作者：郑坚强郭春生张峻松杨公明毛多斌来源：《湖北农业科学》2014年第10期摘要:采用在线热裂解-气相色谱/质谱 (Py-GC/MS) 联用技术,研究果糖在不同裂解环境(N2,10% O2) 和不同温度(300,600,750和900 ℃)下的热裂解行为,将热解产物直接引入气相色谱-质谱仪,用质谱法对裂解产物进行定性分析,并用面积归一法进行半定量分析。
结果表明,在有氧条件下果糖裂解产物多于无氧裂解产物,高温下氧气可加剧果糖的裂解反应,裂解产物随温度升高而变复杂,稠环芳烃类物质增加。
果糖裂解产物中主要包括呋喃类、酸类、酮类、醛类和醇类,多为烟草中主要致香成分,其中含量最高的是5-羟甲基糠醛和糠醛。
该试验可为研究不同裂解条件对果糖热裂解行为提供参考。
关键词:果糖;热裂解;Py-GC/MS中图分类号:P642.25文献标识码:A文章编号:0439-8114(2014)10-2415-06Analyzing Pyrolysates of Fructose with Gas Chromatography Mass SpectrometryZHENG Jian-qiang1,2,GUO Chun-sheng2,ZHANG Jun-song2,YANG Gong-min1,MAO Duo-bin2(1. College of Food Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China; 2. School of Food and Bioengineering, Zhengzhou University of light Industry, Zhengzhou 450002, China)Abstract: The pyrolysates of fructose were investigated in N2, 10% O2(in N2) under300 ℃,600 ℃,750 ℃ and 900 ℃, respectively. The pyrolysates were directly analyzed by GC/MS. Qualitative analysis of the pyrolysates and a semi quantitative analysis by area normalization were carried out. The results showed that the amount of these pyrolysates under aerobic conditions were more than that of anaerobic pyrolysates,indicating that the oxygen could be helpful for the pyrolysis of fructose. With the increase of temperature, the kinds of pyrolysate and polycyclic aromatic hydrocarbons increased. The pyrolysates of fructose (furans, acids, ketones, aldehydes and alcohols) were the main aroma constituents in tobacco. The highest compounds were 5-hydroxymethyl-furfural and furfural. This experiment will provide a reference for analyzing the pyrolysates of fructose in different conditions.Key words: fructose; pyrolysis; Py-GC/MS糖类化合物是烟草中一类重要的化合物,与烟草品质密切相关[1]。
裂解气相色谱法
裂解气相色谱法
裂解气相色谱法（Pyrolysis Gas Chromatography，PGC）又称热解气相色谱法，是一种将大分子物质在热解器中加热到较高温度，使其迅速热解成小分子碎片，并直接进入气相色谱仪进行分析的方法。
该方法适用于高聚物、生物大分子等的分析，由于碎片的组成和相对含量与被测物质的结构、组成有一定的对应关系，因此，每种物质的热解色谱图具有各自的特征，称为指纹热解谱图，可作为定性的依据。
同时也可以利用热解谱图中能反映物质结构、组成的特征碎片来定性和定量地分析混合物中各组分。
裂解气相色谱法具有灵敏度高、分辨率高、分析速度快等优点，在化学、材料科学、生物医学等领域得到了广泛应用。
热裂解气相色谱质谱联用仪主要技术指标及配置
一、热裂解气相色谱质谱联用仪主要技术指标及配置一、作用与用途热裂解-气相色谱-质谱联用仪适用于挥发性复杂基质成份的定性、定量分析研究。
需要的样品量少，应用领域普遍，常常利用于未知毒物筛查，卷烟裂解产物的分析，能准肯定性定量分析。
主要应用于食物中农药残留定性定量分析，食物、化妆品中添加剂分析；饮用水地表水挥发、半挥发有机物含量分析，环境中污染物的分析；卷烟烟气痕量成份分析等方面的研究。
能知足于食物、化工、环境、材料科学等相关领域的分析研究需要。
二、技术要求工作条件2.1.1 电源：230V±10%，50Hz电源2.1.2 环境温度：10-30˚C2.1.3 环境湿度：10%~90%RH.主要用途：用于有机化合物的定性定量分析.仪器包括毛细管进样口、质谱接口、顶空自动进样器、自动液体进样器、热裂解器，固相微萃取自动进样器。
技术指标：2.4.1柱箱2.4.1.1温度范围：室温以上4˚C～450˚C2.4.1.2温度设定：温度1˚C；程序设定升温速度˚C2.4.1.3升温速度：˚C/min～120˚C/min2.4.1.4温度稳固性；当环境温度转变1˚C时，优于˚C*2.4.1.5程序升温：20阶21平台2.4.1.6最大运行时刻：2.4.1.7降温速度：从450˚C降至50˚C<240秒(22℃室温下)2.4.1.8保留时刻重现性: <% 或<2.4.1.9峰面积重现性: < % RSD2.4.2分流/不分流毛细管柱进样口(带电子气路控制，简称EPC)(含前后两个进样口) 2.4.2.1可编程电子参数设定压力、流速、分流比2.4.2.2最高利用温度400˚C2.4.2.3压力设定范围：0~150psi2.4.2.4流量设定范围：0~200ml/min（以N2为载气时）0~1250ml/min（以H2，He为载气时）2.4.3电子压力控制(EPC)*2.4.3.1控制精度2.4.3.2 压力/流量程序:3级2.4.3.3 具有恒流，恒压，程序增加流速，程序升压及压力脉冲等操作模式的电子气路控制2.4.4除柱箱外，可加热控温的区域应很多于6个，其最高温度可达400˚C2.4.5自动进样器*2.4.5.1样品位数≥16位2.4.5.2进样量范围：~50ul2.4.5.3进样量线性：≥99%2.4.6顶空自动进样器2.4.6.1加热温度：40~230˚C2.4.6.2样品容量：12位2.4.6.3加热时刻：0~999min2.4.6.4 内置气路与仪器的电子流量控制易于切换2.4.6.5具有多次顶空萃取功能*2.4.6.6数据控制系统：仪器化学工作站对话框能够访问顶空进样器所有方式参数；可保证样品瓶识别信息传递到最终报告；智能控制重叠进样；事件记录本跟踪方式的执行情形、提供瓶与瓶之间的故障排除信息；具有详细的开机自检和半自动的泄漏检测功能2.4.6.7环境条件：能够在实验室温度为10~30℃和湿度为10~90％的条件下工作，前盖对PH值为1－10的含水样品具有耐侵蚀能力2.4.7 质谱接口：独立加热，温度最高350℃四极杆质谱检测器2.5.1具有网络通信功能，可实现远程操作2.5.2侧开式面板，面板控制器可显示质谱状态信息及质谱工作参数的输入2.5.3 结构紧凑，无需冷却水及紧缩空气冷却2.5.4 质量数范围：10-1050amu，以递增2.5.5分辨率：单位质量数分辨2.5.6质量轴稳固性: 优于48h*2.5.7 灵敏度：（用HP-5MS 毛细柱测定）全扫描模式收集（电子轰击源EI）：1pg八氟萘, 信/噪比≥400：1*2.5.8最大扫描速度：≥10000amu/秒2.5.9动态范围：全动态范围为1062.5.10备有两根长效灯丝的高效电子轰击源，采用完全惰性的材料制成2.5.11离子化能量：2.5.12离子源温度：独立控温，150-350˚C可调*2.5.13分析器：整体双曲面四极杆，独立温控, 106˚C - 200˚C*2.5.14真空系统采用大于260升/秒高真空无油分子涡轮泵系统，空气冷却，无需水冷，大于3.9m3/min*2.5.15检测器：三维离轴检测器及长寿命电子倍增器(利用寿命超过10年)2.5.16气质接口温度: 独立控温，100-350℃2.5.17具有初期保护预报功能2.5.18可提供质量认证功能2.5.19运算机，内存4 G，硬盘500 G，双核CPU，DVD-ROM，大于22”液晶显示器，正版WindowsXP操作系统,DVD-Rom驱动器，DVD RW 驱动器，激光打印机，打印幅面：A4，缓存4B 接口USB，高速端口2.5.20数据处置系统气相色谱，质谱，质谱工作站之间的数据传输全数依托自身安装的网卡实现。
裂解气相色谱 – 质谱法鉴别汽车用非金属材料
裂解气相色谱–质谱法鉴别汽车用非金属材料张静波【摘要】建立了裂解气相色谱–质谱联用法(PY–GCMS)测试汽车用非金属材料,包括其中主体材料及有机添加剂的定性分析.首先将样品进行逸出气体分析(EGA),然后根据是分析非金属材料中的添加剂还是主体材料来选择合适的裂解温度,进行裂解气相色谱–质谱分析.试验结果表明,不同材料可根据裂解后的特征峰及所使用的添加剂进行鉴别.该方法无需样品前处理,样品用量少,是一种快速鉴别和测定汽车用聚合物材料的有效方法.%Pyrolysis gas chromatography–mass spectrometry (PY–GCMS) was used to identify different kinds of automotive polymers, including the qualitative analysis of the main materials and the organ-additives. The sample was used for EGA analysis, and then the appropriate pyrolysis temperature was selected with different research purposes, and then the pyrolysis gas chromatography–mass spectrometry analysis was performed. The results showed that different constituents could be identified according to the characteristics of different materials and additive peak. It was a fast, convenience and effective method for discriminative analysis of automobile non-metallic material with its additives without any pretreatment.【期刊名称】《化学分析计量》【年(卷),期】2018(027)001【总页数】4页(P83-86)【关键词】裂解气相色谱–质谱法;汽车用非金属材料;定性分析;有机添加剂【作者】张静波【作者单位】上海汽车集团有限公司乘用车分公司,上海 201804【正文语种】中文【中图分类】O657.7裂解气相色谱–质谱分析法的原理是将微量的高分子样品在惰性气氛中快速加热而生成裂解产物，直接将裂解产物导入气相色谱系统进行分离，然后进入质谱仪进行检测，通过对高温裂解后的特征碎片离子进行定性定量分析,判定样品组成［1］。
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1. 基本原理及方法
• 基本原理：
• 在一定条件下，高分子及非挥发性 有机化合物遵循一定的裂解规律，即 特定的样品能够产生特征的裂解产物 及产物分布，采用气相色谱分析、鉴 定裂解产物，据此制的 条件下，快速加热，使之迅速分解成 为可挥发的小分子产物，然后直接将 裂解产物送入色谱柱中进行分离，获 得定性定量数据。
特点
• (1) 分离效率高(色谱法自身的特点) • (2) 灵敏度高(色谱法自身的特点) • (3) 分析速度快 • 快速裂解、快速分析；不丢失信
3. 对裂解器的要求
• (1)裂解反应控制 • 裂解温度的精确控制(裂解温度不同，裂
解产物不同)； • 可重复进行； • (2) 裂解温度范围可调 • 不同物质需要不同的裂解温度； • 400-1500 C
• (3)裂解器与接口的体积小 • 减小死体积；防止色谱峰
变宽；
• (4)对裂解反应无催化反应 • 防止歧化反应和二次反应；
4. 裂解器
• (1)管式炉裂解器 • 外壁加热的圆管，简单，易于控
制。死体积大，二次反应突出； • (2) 热丝裂解器 • 样品放置在加热丝的螺旋管中；
• (3)居里点裂解器
• 利用电磁感应加热；铁磁性材料 置于高频电场中，吸收射频能量迅 速升温，达到居里点温度时，变为 顺磁质，不再吸收能量，温度稳定 在该点；样品放置在铁磁性材料制 成的加热元件上。不同组成的铁磁 质合金具有不同居里点温度；
息；
• (4) 信息量大 • 裂解条件与裂解产物关系；样品组
成与裂解产物；
• 裂解机理和反应动力学研究 • (5) 适合于各种形态样品 • 粘稠液体、粉末、纤维及弹性体、
固化树脂、涂料、硫化橡胶、塑料等；
• (6) 简单、易行
2. 流程
载气
压力表
六通阀
数据处理
GC检测器
数据处理
质谱仪
裂解器 气化室 色谱柱
裂解气相色谱（pyrolysis gas chromatograph，PyGC）
——热裂解和气相色谱两种技术的 结合。
• 一些分子量较大、结构复杂、难挥发、 难溶解的物质的分析鉴定方法。如：聚合 物分析；
• 热裂解：在热能作用下，物质发生的化 学降解过程；
• 热裂解+气相色谱+质谱（红外、核磁） 技术——研究高分子化合物的有力工 具；
• (3)激光裂解器
谢谢观赏^_^
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