李秀娟，徐源豐，龐承峰，朱引軍，蔡雪娜，王新潮

（1.菏澤學(xué)院，山東菏澤 274015；2.三棵樹(shù)涂料股份有限公司，福建莆田 351100）

0 引言

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，室內(nèi)裝飾裝修逐漸成為一種時(shí)尚。室內(nèi)裝飾裝修材料所致的室內(nèi)空氣污染以及由此引發(fā)的健康問(wèn)題也越來(lái)越引起人們的關(guān)注。目前，甲醛已成為室內(nèi)污染最普遍、最嚴(yán)重的污染物之一。甲醛對(duì)人體健康的危害主要表現(xiàn)在有刺激、致敏和致突變作用［1-3］。世界衛(wèi)生組織（WHO）和美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（US EPA）均將甲醛列為潛在的危險(xiǎn)致癌物和重要的環(huán)境污染物。甲醛污染問(wèn)題已引起社會(huì)的廣泛關(guān)注。裝飾裝修所用的水性涂料是室內(nèi)甲醛污染的重要來(lái)源之一，因而研究水性涂料中甲醛含量的測(cè)定方法對(duì)減少室內(nèi)污染有重要意義。目前，甲醛含量的測(cè)定方法有很多［4-14］，關(guān)于高效液相色譜法測(cè)定甲醛含量的報(bào)道也很多［4-9，11，13］。韓軍等［4］建立了采用超高效液相色譜測(cè)定皮革中甲醛含量的方法。彭錦峰等［7］采用高效液相色譜法測(cè)定了食用香菇中的甲醛含量。

由于涂料樣品基質(zhì)的復(fù)雜多樣性、干擾成分的影響等因素，國(guó)家現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)［15-17］中的測(cè)試方法主要是樣品經(jīng)蒸餾后采用乙酰丙酮分光光度法進(jìn)行測(cè)定，該法存在樣品前處理耗時(shí)費(fèi)力、操作繁瑣，蒸餾電壓及蒸餾速率對(duì)結(jié)果影響較大等弊端，且存在選擇性差、靈敏度不高、大批量檢驗(yàn)效率低等問(wèn)題。本研究探討了樣品前處理、衍生化反應(yīng)條件和色譜條件，建立了基于2，4-二硝基苯肼（DNPH）衍生-高效液相色譜法（HPLC）測(cè)定水性涂料中游離甲醛含量的檢測(cè)方法。該方法具有操作簡(jiǎn)便、快速，檢出限低，重復(fù)性好，精密度和準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)。

1 試驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

Agilent 1260高效液相色譜儀，配備紫外檢測(cè)器和自動(dòng)進(jìn)樣器；Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18色譜柱（4.6 mm×250 mm，粒徑5 μm）；湘儀TG16-WS臺(tái)式高速離心機(jī)；KQ-250DA臺(tái)式數(shù)控超聲波清洗器。

甲醛水溶液（分析純，37%）；2，4-二硝基苯肼（DNPH，分析純，≥99.0%）；乙腈（HPLC級(jí)）；無(wú)水乙酸鈉、冰醋酸、濃硫酸（分析純）；實(shí)驗(yàn)室純化水均為超純水機(jī)VE-A純化的超純水。

1.2 液相色譜分離條件

流動(dòng)相：V（乙腈）∶V（水）=65∶35；流速：1.0 mL/min；柱溫：30 ℃；紫外檢測(cè)波長(zhǎng)：354 nm；進(jìn)樣量20 μL。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 1.0 g/L 2，4-二硝基苯肼衍生劑的配制

于100 mL容量瓶中加入DNPH 0.1 g，硫酸2 mL，用甲醇溶解并定容。于4 ℃冰箱中避光保存。

1.3.2 醋酸鹽緩沖液（pH=5）的配制

于100 mL容量瓶中加入6.03 g無(wú)水乙酸鈉，2.4 mL冰醋酸，用水溶解并定容。

1.3.3 甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 mg/mL）的制備：移取2.8 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為37%的甲醛溶液，置于1 000 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度。

甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定，參照GB 18582—2008《室內(nèi)裝飾裝修材料 內(nèi)墻涂料中有害物質(zhì)限量》附錄C。

甲醛標(biāo)準(zhǔn)稀釋液（10 μg/mL）的制備：移取10 mL上述標(biāo)定過(guò)的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，置于1 000 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度。

1.3.4 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制

取上述甲醛標(biāo)準(zhǔn)稀釋液，分別配制成濃度為0.113 1 μg/mL、0.226 2 μg/mL、0.508 95 μg/mL、1.017 9 μg/mL、2.035 8 μg/mL、4.071 6 μg/mL、8.143 2 μg/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別取5 mL上述溶液至10 mL容量瓶中，加1 mL 2，4-二硝基苯肼衍生劑，加1 mL pH=5的醋酸鹽緩沖液，并用乙腈稀釋定容，密封并搖勻，于室溫下避光放置5 h后進(jìn)HPLC測(cè)試峰面積。

以甲醛溶液的濃度（μg/mL）為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

1.3.5 樣品處理

取攪拌均勻的待測(cè)水性涂料樣品5.0 g（精確稱取），置于50 mL的容量瓶中，加水超聲分散均勻，稀釋至刻度。取約8 mL樣品溶液置于10 mL離心管內(nèi)，以4 000 r/min的離心速率離心20 min。再用移液管移取5 mL上述離心液至10 mL容量瓶中，加1 mL 2，4-二硝基苯肼衍生劑，加1 mL pH=5的醋酸鹽緩沖液，用乙腈稀釋并定容，密封并搖勻，于室溫下避光放置5 h后過(guò)濾，濾液進(jìn)HPLC測(cè)試峰面積。由標(biāo)準(zhǔn)工作曲線計(jì)算樣品中的游離甲醛含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 衍生反應(yīng)溫度的影響

用0.113 1 μg/mL的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液與超純水做空白，分別取5 mL置于10 mL容量瓶中，加1 mL 2，4-二硝基苯肼衍生劑，加1 mL pH=5的醋酸鹽緩沖液，并用乙腈稀釋定容，密封并搖勻，于60 ℃下避光放置30 min～24 h后進(jìn)HPLC測(cè)試峰面積。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，60 ℃條件下，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)（本試驗(yàn)時(shí)間做至30 h）空白溶液與樣品溶液中2，4-二硝基苯腙峰面積均明顯增大。隨后，又做了不同溫度（45 ℃、30 ℃、室溫）條件的對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，室溫下空白溶液中2，4-二硝基苯腙峰面積不隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，說(shuō)明此條件下空白樣穩(wěn)定，不干擾樣品測(cè)定，因此衍生反應(yīng)溫度定為室溫。

2.2 衍生反應(yīng)時(shí)間的影響

在室溫條件下，選用0.113 1 μg/mL、1.131 μg/mL的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別取5 mL置于10 mL容量瓶中，加1 mL 2，4-二硝基苯肼衍生劑，加1 mL pH=5的醋酸鹽緩沖液，并用乙腈稀釋定容，密封并搖勻，室溫下依次避光反應(yīng)0.5 h、1.5 h、3.5 h、4.5 h、5.5 h、6.5 h、8.5 h、9.5 h、22.5 h后，取20 μL進(jìn)入HPLC測(cè)定，結(jié)果顯示，反應(yīng)3.5 h后峰面積最大且基本趨于穩(wěn)定，為保證反應(yīng)完全，本試驗(yàn)選擇5 h作為最佳反應(yīng)時(shí)間。

2.3 線性關(guān)系、檢出限及精密度

在最佳試驗(yàn)條件下，按照試驗(yàn)方法，測(cè)定甲醛濃度與2，4-二硝基苯腙色譜峰峰面積的關(guān)系曲線，結(jié)果如圖1所示。

圖1 甲醛質(zhì)量濃度（μg/mL）與2，4-二硝基苯腙色譜峰峰面積的關(guān)系曲線Figure 1 The relationship curve of formaldehyde concentration（μg/mL）and the chromatographic peak area of 2，4-dinitrobenzene hydrazone

由圖1可見(jiàn)，甲醛質(zhì)量濃度在0～4.071 6 μg/mL范圍內(nèi)與色譜峰峰面積呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，其線性回歸方程為A=714.36C+25.955，線性相關(guān)系數(shù)（R2）為1。此方法的檢出限為0.005 μg/mL（S/N=3，n=6），相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為3.5%（n=6）。

2.4 涂料樣品分析及加標(biāo)回收

分別取3批水性涂料樣品，攪拌均勻，每批樣品平行做3份，按照上述試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)得樣品中游離甲醛濃度及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），見(jiàn)表1。

表1 水性涂料樣品中的游離甲醛含量Table 1 Free formaldehyde contents in waterborne coatings

按照試驗(yàn)方法，使用空白涂料樣品進(jìn)行回收率測(cè)定，分別加入0.226 2 μg/mL、1.017 9 μg/mL、4.071 6 μg/mL的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后加入衍生試劑與緩沖鹽溶液，待反應(yīng)后進(jìn)HPLC檢測(cè)，回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn)，該方法的加標(biāo)回收率為95.0%～103.3%。

表2 甲醛加標(biāo)回收率Table 2 Determination of the spiked recoveries of formaldehyde

3 結(jié)語(yǔ)

采用高效液相色譜儀對(duì)水性涂料樣品中的游離甲醛含量進(jìn)行檢測(cè)，該方法簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確，測(cè)試樣品平行線及回收率檢測(cè)均較好，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差較低，適用于水性涂料中游離甲醛含量的檢測(cè)。