열분해-GCxGC-MS를 이용한 이온교환수지 분석 [GC-TOFMS 응용프로그램]
엠에스팁 No.274
개요
최근에 우리는 전자 이온화(EI)뿐만 아니라 전계 이온화(FI) 및 광 이온화를 포함한 다중 이온화 기술을 사용할 수 있는 새로운 가스 크로마토그래피/고해상도 비행 시간형 질량 분석기(GC/HR-TOFMS) 시스템을 개발했습니다. 파이). PI는 현재 설계에 사용되는 중수소 램프의 최대 실용 광자 에너지(10.8 eV) 미만의 이온화 에너지를 가진 화합물에 대한 고감도 및 분자 이온 정보를 제공하는 소프트 이온화 기술입니다.
본 연구에서는 pyrolysis(Py)/GCxGC/HR-TOFMS 시스템을 적용하여 이온 교환 수지 시료인 Vinylpyridine과 Divinylbenzene 공중합체의 열분해 생성물을 조사하였다.
비닐피리딘과 디비닐벤젠 공중합 구조식
결과 및 논의
Py/GCxGC 기술의 잠재력을 평가하기 위해 일반 1DGC와 2DGC 간의 크로마토그래피 피크 분리를 비교했습니다. 1DGC 데이터에서는 공동 용출 성분이 많이 관찰되어 명확하게 식별하기 어려웠습니다. 2DGC 데이터에서 이러한 화합물은 2nd GC 차원으로 분리되었으며 약 600개의 화합물을 관찰했습니다. 열분해 생성물의 크로마토그래피 피크는 지역적으로 단량체, 이량체 및 삼량체에 따라 TIC 크로마토그램에 분포되었습니다.
표 1 측정 조건
| [열분해 조건] | |
|---|---|
| 열분해 온도 | 450 ° C |
| [GCxGC 조건] | |
| 첫 번째 열 | 트라야누스 SGE BPX5, 30m x 0.25mm, 0.25um |
| 두 번째 열 | 트라야누스 SGE BPX50, 2m x 0.1mm, 0.1um |
| 오븐 온도 | 50°C(3분) → [5°/분] → 320°C(13분) |
| 주사 온도 | 300 ° C |
| 주사 방법. | 분할 모드(200:1) |
| 열 흐름 | 1.2 mL / min |
| 변조 기간 | 6초 |
| [MS 조건] | |
| MS | JEOL, JMS-T200GC |
| 이온 소스 | EI/PI 조합 이온 소스 |
| 이온화 | EI+, 70eV, 300uA PI+, D2 램프: 115-400nm (10.8eV@115nm) |
| 질량 범위 | m / z 40-600 |
Fig.1 1DGC와 2DGC TICC의 비교
Fig.2 2DGC TICC 비교
분해 후 샘플에서는 많은 화합물이 1차 컬럼 머무름 시간이 길수록 상대적 강도가 높게 검출되었습니다. 우리는 200°C의 비산화 조건에서 열분해에 의해 불안정한 말단기 공중합체가 생성되었고, 이러한 불안정한 말단기 공중합체로부터 이러한 화합물이 생성된 것으로 의심됩니다.
모노머 영역에서는 Di-alkyl benzene 계열, Vinyl benzene 계열 및 Pyridine 계열이 명확하게 분리되어 있음을 발견했습니다. 이량체 및 삼량체 영역에서 매우 많은 화합물이 검출되었지만 NIST EI 데이터베이스 검색만으로는 식별하기가 매우 어려웠습니다. 이 경우 주로 소프트 이온화 기술의 결과로 분자 이온 정보를 제공하는 PI 질량 스펙트럼에서 검출되는 분자 이온에 대한 이러한 화학식을 추정했습니다.
Fig.3 GCxGC/EI 정성 분석 결과
Fig.4 2DGC TICC에서 화합물 A, B, C 및 D에 대한 질량 스펙트럼 및 정확한 질량 분석.
결론
- GCxGC TIC는 표준 샘플과 분해 샘플 간의 차이점을 쉽게 해석할 수 있습니다.
- EI 데이터베이스 검색은 여전히 GC/MS 정성 분석을 위한 첫 번째 단계입니다.
- 소프트 이온화 및 정확한 질량 분석은 화합물 식별에 유용합니다.
PY/GCxGC/HRTOFMS와 다중 이온화 기술의 조합은 수지의 열분해 생성물의 정성 분석에 매우 유용합니다.
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