在分析化学领域,许多大分子物质,如生物体、合成高分子材料,由于其极低蒸气压甚至完全不挥发,无法直接用气相色谱或质谱等常规方法进行分离分析。对于此类的分析,热裂解是一种非常有效的分析方法。
简单地说,热裂解就是通过输入大量热能来断开大分子化学键,通过观察大分子在高温中的分解及裂片产物来研究大分子的技术。对这些裂片进行分析可知原始大分子的性质和结构信息,热裂解可以联机气质联用或傅里叶变换红外,这样可用于合成聚合物、生物聚合物、复合材料和复杂工业材料等样品的分析。裂解过程中会发生化学键断裂,能量进入目标组分,根据其大分子的化学键的强弱,分子发生裂解。裂片是根据大分子的原子之间的化学键的相对强弱来分解形成。利用可重复的能量参数(温度、升温速率、时间)来加热大分子,就会产生相同的裂片小分子,而这些裂片小分子也携带着原来大分子排列的信息。
热裂解技术应用广泛,可应用于能源物质和反应、聚合物材料等分析,可以应用于法医实验室的痕量证据分析、评估新的复合材料、艺术品的鉴定和保护、微生物鉴定、复杂生物学和生态系统等研究。
目前比较热门的热裂解仪应用领域是微塑料和RoHS塑化剂分析。塑料作为工业的亿吨级产品,在自然环境中分解成微米级和纳米级塑料颗粒,这些塑料颗粒可进行人体的,并对人体健康造成危害,热裂解串联GC-MS可在低浓度进行定量定性分析。RoHS是欧盟对电子产品的安全标准,其中塑化剂检测可采用热裂解进行快速筛查,不需复杂的提取纯化等前处理,大大简化了实验操作。
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