大气压微波等离子体发射光谱法检测磷、氯类毒剂模拟剂

李聪 杨金传 王凯强 朱文超 丁志军 黄邦斗 章程 邵涛

引用本文: 李聪, 杨金传, 王凯强, 朱文超, 丁志军, 黄邦斗, 章程, 邵涛. 大气压微波等离子体发射光谱法检测磷、氯类毒剂模拟剂[J]. 分析化学, 2022, 50(9): 1425-1434. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.210838 shu
Citation:  LI Cong,  YANG Jin-Chuan,  WANG Kai-Qiang,  ZHU Wen-Chao,  DING Zhi-Jun,  HUANG Bang-Dou,  ZHANG Cheng,  SHAO Tao. Detection of Toxic Simulant Phosphorus and Chlorine by Atmospheric Pressure Microwave Plasma Optical Emission Spectrometry[J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2022, 50(9): 1425-1434. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.210838 shu

大气压微波等离子体发射光谱法检测磷、氯类毒剂模拟剂

    通讯作者: 朱文超,E-mail:zhuwc05@139.com; 黄邦斗,E-mail:huangbangdou@mail.iee.ac.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金项目(Nos.51925703,51907190)和国民核生化灾害防护国家重点实验室科研基金项目(No.FHSKL201903)资助。

摘要: 基于大气压微波等离子体发射光谱法,分析了磷、氯类毒剂模拟剂甲基膦酸二甲酯(Dimethyl methylphosphonate,DMMP)、马拉硫磷和三氯甲烷的特征谱线/谱带,建立了磷、氯类毒剂模拟剂的检测方法。其中,DMMP特征光谱为P原子谱线(213.62、214.91 nm)、PO基团谱带(254.04、255.50 nm)和C原子谱线(247.86 nm);马拉硫磷特征光谱与DMMP相同,但PO基团谱带与C原子谱线相对强度有明显差异,可用于二者判别;三氯甲烷特征光谱为Cl原子谱线(725.66、754.71、837.59、858.60、894.81 nm等)。针对微波功率对检测效果的影响,以DMMP为例,其特征光谱强度与微波功率在40~110 W范围内呈线性关系;对于光谱收集区域的影响,实验表明,微波等离子体头部待测物特征光谱强度最高,中间和尾部依次降低。在微波功率为70 W的条件下,收集等离子体头部特征光谱,分别获得了不同毒剂模拟剂的检出限,其中,DMMP的检出限低至0.05 mg/m3,马拉硫磷的检出限为3.3 mg/m3,三氯甲烷的检出限为1.8 mg/m3。本研究建立了基于大气压微波等离子体原子/分子发射光谱对磷、氯类毒剂模拟剂的检测方法,并基于光谱相对强度比对特征光谱组成相同的不同物质进行了区分,为微量毒剂种类判别与定量检测提供了技术参考。

English


    1. [1]

      WITKIEWICZ Z, NEFFE S, SLIWKA E, QUAGLIANO J. Crit. Rev. Anal. Chem., 2018, 48(5):337-371.WITKIEWICZ Z, NEFFE S, SLIWKA E, QUAGLIANO J. Crit. Rev. Anal. Chem., 2018, 48(5):337-371.

    2. [2]

      SUN Y, ONG K Y. Detection Technologies for Chemical Warfare Agents and Toxic Vapors (1st ed), CRC Press, 2004.SUN Y, ONG K Y. Detection Technologies for Chemical Warfare Agents and Toxic Vapors (1st ed), CRC Press, 2004.

    3. [3]

      LIU X, CHENG S, LIU H, HU S, ZHANG D, NING H. Sensors, 2012, 12(7):9635-9665.LIU X, CHENG S, LIU H, HU S, ZHANG D, NING H. Sensors, 2012, 12(7):9635-9665.

    4. [4]

      GENTILI A, FANALI S, ROCCA L M. TrAC, Trends Anal. Chem., 2019, 115:162-173.GENTILI A, FANALI S, ROCCA L M. TrAC, Trends Anal. Chem., 2019, 115:162-173.

    5. [5]

      WEBBER M E, PUSHKARSKY M, PATEL C K N. J. Appl. Phys. 2005, 97(11):113101.WEBBER M E, PUSHKARSKY M, PATEL C K N. J. Appl. Phys. 2005, 97(11):113101.

    6. [6]

      ZENG Qing-Dong, YUAN Meng-Tian, ZHU Zhi-Heng, CHEN Guang-Hui, WANG Jie, YU Hua-Qing, GUO Lian-Bo, LI Xiang-You. Chin. Optics, 2021, 14(3):470-486. 曾庆栋, 袁梦甜, 朱志恒, 陈光辉, 汪婕, 余华清, 郭连波, 李祥友. 中国光学, 2021, 14(3):470-486.

    7. [7]

      MEI Dan-Hua, FANG Zhi, SHAO Tao. Proc. CSEE., 2020, 40(4):1339-1358. 梅丹华, 方志, 邵涛. 中国电机工程学报, 2020, 40(4):1339-1358.

    8. [8]

      SHAO T, WANG R, ZHANG C, YAN P. High Volt., 2018, 3(1):14-20.SHAO T, WANG R, ZHANG C, YAN P. High Volt., 2018, 3(1):14-20.

    9. [9]

      NIU G H, KNODEL A, BURHENN S, BRANDT S, FRANZKE J. Anal. Chim. Acta, 2021, 1147:211-239.NIU G H, KNODEL A, BURHENN S, BRANDT S, FRANZKE J. Anal. Chim. Acta, 2021, 1147:211-239.

    10. [10]

      YANG Jin-Chuan, AN Jin-Long, LI Cong, ZHU Wen-Chao, HUANG Bang-Dou, ZHANG Cheng, SHAO Tao. Spectrosc. Spectral Anal., 2022, 42(6):1728-1734. 杨金传, 安金龙, 李聪, 朱文超, 黄邦斗, 章程, 邵涛. 光谱学与光谱分析, 2022, 42(6):1728-1734.

    11. [11]

      JUNG M Y, KANG J H, CHOI Y S, LEE D Y, LEE J Y, PARK J S. Food. Chem., 2019, 274:20-25.JUNG M Y, KANG J H, CHOI Y S, LEE D Y, LEE J Y, PARK J S. Food. Chem., 2019, 274:20-25.

    12. [12]

      YUAN H, ZHOU X, NIE Y, LI Y, LIANG J, YANG D, YAN E, WANG W, XU Y. Spectrochim. Acta, Part B, 2021, 177:106072.YUAN H, ZHOU X, NIE Y, LI Y, LIANG J, YANG D, YAN E, WANG W, XU Y. Spectrochim. Acta, Part B, 2021, 177:106072.

    13. [13]

      DAI Jian-Xiong, YANG Yan-Ting, YU Hao, DUAN Yi-Xiang. Chin. J. Anal. Chem., 2021, 49(10):1686-1693. 代渐雄, 杨燕婷, 余浩, 段忆翔. 分析化学, 2021, 49(10):1686-1693.

    14. [14]

      LI M, HUANG S, XU K, JIANG X, HOU X. Talanta, 2018, 188:378-384.LI M, HUANG S, XU K, JIANG X, HOU X. Talanta, 2018, 188:378-384.

    15. [15]

      HAN B, LI Y, QIAN B, HE Y, PENG L, YU H. Analyst, 2018, 143:2790-2798.HAN B, LI Y, QIAN B, HE Y, PENG L, YU H. Analyst, 2018, 143:2790-2798.

    16. [16]

      ZHU Z, GUAN X, ZHENG H, YANG C, XING Z, HU S. J. Anal. At. Spectrom., 2018, 33(12):2153-2159.ZHU Z, GUAN X, ZHENG H, YANG C, XING Z, HU S. J. Anal. At. Spectrom., 2018, 33(12):2153-2159.

    17. [17]

      DUROCHER-JEAN A, DESJARDINS E, STAFFORD L. Phys. Plasmas, 2019, 26(6):063516.DUROCHER-JEAN A, DESJARDINS E, STAFFORD L. Phys. Plasmas, 2019, 26(6):063516.

    18. [18]

      LI Shou-Zhe. High Voltage Engineer., 2019, 45(11):3730-3735. 李寿哲. 高电压技术, 2019, 45(11):3730-3735.

    19. [19]

      WANG Hao-Yu, CHEN Sha, YIN Peng-Kun, LIN Qing-Yu, WANG Xu, DUAN Yi-Xiang. Chin. J. Anal. Chem., 2020, 48(10):1296-1304. 王皓宇, 陈莎, 殷鹏鲲, 林庆宇, 王旭, 段忆翔. 分析化学, 2020, 48(10):1296-1304.

    20. [20]

      NIST Standard Reference Database 78 Atomic Spectra Database DOI: 10.18434/T4W30F.NIST Standard Reference Database 78 Atomic Spectra Database DOI: 10.18434/T4W30F.

    21. [21]

      GAYDON A G, PEARSE R W B. The Identification of Molecular Spectra (3rd ed), Chapman & Hall LTD, 1963.GAYDON A G, PEARSE R W B. The Identification of Molecular Spectra (3rd ed), Chapman & Hall LTD, 1963.

    22. [22]

      MOISAN M, NOWAKOWSKA H. Plasma Sources Sci. Technol., 2018, 27(7):073001.MOISAN M, NOWAKOWSKA H. Plasma Sources Sci. Technol., 2018, 27(7):073001.

    23. [23]

      YU J, ZHANG W, WU X, WU L, TAO J, HUANG K. AIP Adv., 2021, 11(2):025131.YU J, ZHANG W, WU X, WU L, TAO J, HUANG K. AIP Adv., 2021, 11(2):025131.

    24. [24]

      HE W, LIU Z, DU X, JIANG Y, XIAO D. Talanta, 2008, 76(3):698-702.HE W, LIU Z, DU X, JIANG Y, XIAO D. Talanta, 2008, 76(3):698-702.

    25. [25]

      KONG L, WANG J, LUO T, MENG F, CHEN X, LIA M, LIU J. Analyst, 2010, 135(2):368-374.KONG L, WANG J, LUO T, MENG F, CHEN X, LIA M, LIU J. Analyst, 2010, 135(2):368-374.

    26. [26]

      BAKER P A, GOLTZ M N, SCHRAND A M, YOON D Y, KIM D S. Biosens. Bioelectron., 2014, 61:119-123.BAKER P A, GOLTZ M N, SCHRAND A M, YOON D Y, KIM D S. Biosens. Bioelectron., 2014, 61:119-123.

    27. [27]

      MARAVIC D S, TRTICA M S, MILJANIC S S, RADAK B B. Anal. Chim. Acta, 2006, 555(2):259-262.MARAVIC D S, TRTICA M S, MILJANIC S S, RADAK B B. Anal. Chim. Acta, 2006, 555(2):259-262.

    28. [28]

      SUN P, JIANG Y, XIE G, YU J, DU X, HU J. Appl. Polymer, 2010, 116(15):562-567.SUN P, JIANG Y, XIE G, YU J, DU X, HU J. Appl. Polymer, 2010, 116(15):562-567.

    29. [29]

      MOHEBBIFAR M R. Microw. Opt. Technol. Lett., 2019, 61(9):2234-2241.MOHEBBIFAR M R. Microw. Opt. Technol. Lett., 2019, 61(9):2234-2241.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  6
  • 文章访问数:  360
  • HTML全文浏览量:  10
文章相关
  • 收稿日期:  2021-11-16
  • 修回日期:  2022-05-08
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章