熱裂解

 　　作為（wéi）樣品前處理領域的行業先鋒，通過20餘年的技術積澱，.17c嫩嫩草色视频蜜 %A已研發生產出各類成熟的色（sè）譜（pǔ）前處理產品，包括快速溶劑萃取儀、吹掃捕集儀、固相萃取儀、熱裂（liè）解儀、熱脫附（fù）、凝膠淨化係統等，可以多方位滿足色譜分（fèn）析的（de）前（qián）處理需（xū）求，並已廣泛應用於環境檢測、食品安全、醫療衛生（shēng）、疾病控製、材料研究、生命科學等領域。

　　隨著色譜技術在（zài）各（gè）行業更加廣泛的應用與普及，我們特開設了“色（sè）譜（pǔ）前處理技術專題（tí）”，展示萊伯（bó）泰科前處理產品的新技術和應用，便（biàn）於大家（jiā）更（gèng）全麵地（dì）了解各類色譜前處（chù）理技（jì）術。

　　第一期：熱裂解技術的現狀（zhuàng）與展（zhǎn）望

　　一、熱裂解技術簡介

　　在分析化學領域，許多大分子物質，如生物體、合成高分（fèn）子材料，由於其極低蒸氣壓甚至不揮（huī）發，無法直接用氣相色譜或質譜等（děng）常規方（fāng）法進行分離分析。對於此類的分析，熱裂解是一種非常有效（xiào）的分析方法。

　　簡單地說，熱裂解就是通（tōng）過輸入大量熱能來斷（duàn）開大分子化學鍵，通過觀察大分子在（zài）高溫中的分解及裂片產物（wù）來研究大分子的技術。對這些（xiē）裂片進行分析可知原（yuán）始（shǐ）大分子（zǐ）的性質（zhì）和結構信息，熱裂解可以（yǐ）聯機氣質聯用或傅裏葉變（biàn）換紅外，這（zhè）樣可（kě）用於合成聚合物（wù）、生物聚合物、複合材料和複雜工業（yè）材料等（děng）樣品的（de）分析。裂解過程中（zhōng）會發（fā）生（shēng）化學鍵斷裂，能量進入目標組分，根據其大分子的化學鍵的強弱，分子發（fā）生裂解。裂片是根據（jù）大分子的原子之間的化學鍵的相（xiàng）對強弱來分解（jiě）形（xíng）成。利用可重複的（de）能（néng）量參數（溫度、升溫速率、時間）來加（jiā）熱大分子（zǐ），就會產生相同的（de）裂片小分子，而（ér）這些裂片小分子也攜帶著原來大分子排列的信（xìn）息。

　　熱裂解技術應用廣泛，可應用於能源物質和反應、聚合物材料等分析，可以應用於法醫實驗室的痕量證據分析、評估新的複合材（cái）料、藝術品的鑒定和保護、微生物鑒定、複雜生物學和生態係（xì）統等研究（jiū）。

　　目前比較熱門的熱裂解儀應用（yòng）領域是微塑料（liào）和（hé）RoHS塑化（huà）劑分析。塑料作為工業的億噸級產（chǎn）品，在自然環境中分解成微米級和納米級塑料顆粒，這些（xiē）塑料顆粒可進行人體的，並對人體健康造成危害，熱裂解串聯GC-MS可在低（dī）濃度進行定量定性分析。RoHS是歐盟對電子產品的安全標準，其中（zhōng）塑化劑檢測可采（cǎi）用熱裂解進（jìn）行快速篩（shāi）查，不需複雜的提取純（chún）化等前處理,大（dà）大簡化（huà）了實（shí）驗操作。

　　二、熱裂（liè）解儀原理（lǐ）及組成

　　熱裂解儀（PY）主要由裂（liè）解（jiě）腔、氣路係統、加熱係統等組成。樣品在裂解腔中高溫分解為氣態裂片，在GC或GC-MS載氣帶動下，經過（guò）裂解腔下的（de）接口進入八通閥，八通閥通過管路的待機和進樣模式的切換，保證裂片流入PY和GC連接的傳輸線，後流入GC或GC-MS，全程都在高溫（wēn）的氛（fēn）圍中（zhōng）進行。

　　裂解腔按照加熱方式的不同分（fèn）為三種（zhǒng）：熱（rè）絲型、管爐型、居裏點型（xíng）。熱絲型可進行快速和連續的加熱，管爐型在加熱速度方（fāng）麵不夠理想，居裏點型可以進行精準的控溫，但不能連續（xù）升溫。

　　CDS的熱裂解采用熱絲加熱方式，將（jiāng）鉑絲纏繞在石英材質的裂解管上，通過（guò）電流控製使鉑絲快速（sù）連續（xù）加熱裂解管，裂解腔可快速（sù）升溫到1300℃，可采用脈衝加熱，則裂解腔能保持在（zài）較高溫度（dù）。

　　三、CDS在熱裂解領域的貢（gòng）獻（xiàn）和成果

　　CDS Analytical（以（yǐ）下簡稱：CDS）公司成立於1969年，位於美國賓夕（xī）法尼（ní）亞州牛津鎮，距今已有53年曆史（shǐ），是一家集研發、生產和銷售（shòu）為一（yī）體的實驗室樣品前處理儀器供應（yīng）商，於2015年正式加入.17c嫩嫩草色视频蜜 %A旗下。

　　CDS的創始（shǐ）人Eugene Levy博士，曾供職於F&M Scientific公司（惠（huì）普/安捷倫GC部門前身），對氣相色譜分析儀器及其前處理（lǐ）儀器有著極其深厚的技術沉澱。成立之初，公司希望在化學分析（Chemical）、數據處理（Data）和數據分析（xī）（Systems）方向有所建樹，CDS由此得名。彼時，誰也不會想到，CDS熱裂解產（chǎn）品日後會成為進（jìn）入中國市場（chǎng）的色譜前端進樣設備，和惠普的（de）GC和GC-MS設備一起為中（zhōng）國的科研人員所熟知，並對中國的聚合物、刑偵、石油、煙草的研發和質檢工作都（dōu）將做出積極貢（gòng）獻。

　　CDS熱裂解儀與GC或者GC-MS聯機使用，具備穩定、高效、快捷（jié）的技術優勢，一經推出便（biàn）受到用（yòng）戶熱烈追捧，迅速席卷分析檢測市場，並為（wéi）後入者建立眾多行業標準。CDS自1970年推出第一台熱裂解（jiě）儀後，曆（lì）經多（duō）年研發，不斷改進熱裂（liè）解（jiě）產品性能（néng），推陳（chén）出新，到目（mù）前為止，共推出6代熱裂解迭代產品。

 　　CDS熱裂解產品發展曆程

　　1981年，CDS熱裂解產品因其原創技術和對分析化學領域的（de）突（tū）出貢獻，獲得（dé）美國科學技術創新獎（R&D100 Awards），該獎項被譽為（wéi）科技界的“創新奧斯（sī）卡”。能（néng）獲此殊榮，CDS熱裂解技術可見一斑（bān）。

 　　CDS美國（guó）科學技術創新獎證書

　　CDS於2017年推出的第6代6000係列熱裂解產品，對熱裂解核心部（bù）件做出了重（chóng）要（yào）創新，設計出（chū）“DISC模塊”，在原有的電阻（zǔ）加熱線（xiàn）圈的基礎上，改進了加（jiā）熱腔使之更（gèng）有利於配合自動進樣器自動上樣。CDS美國科學技術創新獎證書

　　CDS於2017年推（tuī）出的第6代（dài）6000係列熱裂解產品，對熱裂解核（hé）心部件做出（chū）了重要創新，設計出“DISC模塊”，在原有的電阻加熱線圈的基礎上，改進了加（jiā）熱腔使之更有利於配（pèi）合自動進樣器自動上樣。

 　　CDS 6200熱裂解儀

　　熱裂解（jiě）儀係列產品是作為CDS公司多年的主打產品（pǐn），不僅在該品類市場上占有主要（yào）份額（é），在相關學術領域也有著巨大的影響力。世紀之初，公司曾與美國國家航空（kōng）航天局(NASA)JPL實驗室合（hé）作將熱裂解技術用於火星現場樣品分析係統(Sample Analysis at Mars, SAM)。

 　　好奇號火星探測器上的SAM裝置及其帶有裂（liè）解爐的樣品處理係統(SMS)

　　四、CDS熱裂解新技術

　　1、*的DISC模塊設計：讓實驗操作更簡單

　　DISC模塊采用獨立垂直的耐高溫石英腔設計，配（pèi）有專用的樣品管，不再需要石英棉填充，操（cāo）作簡單方便，數據重現性更好（hǎo）。熱裂解分析後會產生（shēng）大量的（de）裂片化合物，裂片中的高沸點有機（jī）汙染物和無機汙染物會對係統汙染，這是熱裂解儀（yí）器一直以來存在的問題。DISC的上下蓋（gài）可打（dǎ）開，配備專用的清洗毛刷，可以在有機溶劑或酸幫（bāng）助下，對石英（yīng）腔進行直接清洗，容易（yì）清（qīng）除附汙染物。DISC模塊（kuài）還有clean功能，通過對石英腔進行超高溫度的烘烤，保證（zhèng）高沸點化合物氣化，可有效去除石英腔的高沸點汙染物。創（chuàng）新的DISC設計（jì）對汙染問題提供（gòng）了更好的解決方案。

　　2、UV模塊在線分析：加快實驗速度

　　CDS Photoprobe模塊是利用（yòng）高能量的UV燈來（lái）照射裂解腔中的（de）樣（yàng）品，且可設置裂解腔中溫度和反應氣。UV光的光強度可達到800mW/mm2 ，其波長範圍（wéi）是260-400nm。可用於模擬樣品（pǐn）在自然界陽光長期照射下發生的化學變（biàn）化，利用強光度可大（dà）大（dà）縮短實驗時間，做橡（xiàng）膠塑料（liào）等樣品的加速老化實驗測試（shì）。

 　　Photoprobe UV光（guāng）照射

　　3、可（kě）提供不（bú）同氣氛的裂解條件

　　可選擇各種（zhǒng）氣體作為反應氣（氧（yǎng）氣、 氮氣、 氦氣 、二氧化（huà）碳、空氣），使樣品在不同種氣氛和氣體流（liú）量條件下進行熱裂解反應，模擬（nǐ）樣品在（zài）有氧或無氧的（de）加熱反（fǎn）應實驗（yàn），和GCMS聯機（jī）後實現在線分析。

　　4、高壓反應器：助力能源與化工科學研究

　　新生物原料、煤、石油或聚（jù）合物反（fǎn）應，科學（xué）家也需要了解材料在高壓條件（jiàn）下分解，CDS高壓（yā）熱裂解反應器可實驗高溫高壓熱裂（liè）解分析。該係統在5200型裂解爐（lú）改進，可在大500psi下熱解，再通過吸附阱捕集（jí），進入GC。

 　　5200HPR高壓反應器

　　五、熱裂解技術的新應用及（jí）發展方向

　　1、熱裂解技（jì）術：快速有效的微（wēi）塑料檢測技術

　　近（jìn）幾年來，科學家已（yǐ）經從越來越多的樣品中發現了微塑料的存在，除（chú）了環境樣品，人體血液和母乳中也都發現了微塑料，微塑料已經成為一個威脅地球環境和人類（lèi）健康的“隱形殺手”。

　　微塑料在人體生物樣本中的陸續發現，引起了（le）世人的廣泛（fàn）關注，已經（jīng）被列入國際上廣泛關注的環境（jìng）中（zhōng）新汙染物四大類之（zhī）一（四（sì）大類分別是持久性有機汙染物、內分泌（mì）幹擾物、抗生素（sù）和微塑料（liào）），在我國生態環境部通過的《生態（tài）環境監測規劃綱要（ 2020-2035 年（nián））》中，海洋微塑料專項監測的任務內容也列在其中（zhōng）。

　　熱裂解技術在鑒定微塑料顆粒的材料成分中發揮著巨大的作用，隨著新領域的不斷湧現以及需求量的增加，熱裂解技術（shù）將會迎來又一個飛躍（yuè）。

　　2、熱裂解儀的自動化、智能（néng）化、集成化發展

　　分析檢測流（liú）程的自動化、智能化已經成為目前實驗（yàn）室發展的一大趨勢，尤（yóu）其是前處理設備（bèi）。將多種功能的前（qián）處理設備進行集成化（huà）、與分析（xī）儀器在線連接、實現自動（dòng）化（huà）樣品前處理全過程（chéng），是廣大實驗室人員（yuán）的心之所向。

　　但目前色譜前處理技術種類繁多，如果一個（gè）實驗室中（zhōng）涉及的檢測樣品（pǐn）和項目較多的情況下，往往需要購置多種前處理設備，不僅占用大量實驗（yàn）室麵（miàn）積，且每個產品都有各自的操作係（xì）統，給（gěi）員（yuán）工培訓和使（shǐ）用帶來諸多不便。而如果將（jiāng）各種前處理設備進行集成化，則（zé）能解決上述（shù）問題。