Nghiên cứu phân tích một số chất chống cháy dạng phốt pho hữu cơ trong vải chống cháy bằng phương pháp sắc ký lỏng kết nối khối phổ

NGUYỄN THỊ TÂM BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ Nguyễn Thị Tâm HĨA PHÂN TÍCH NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH MỘT SỐ CHẤT CHỐNG CHÁY DẠNG PHỐT PHO HỮU CƠ TRONG VẢI CHỐNG CHÁY BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG KẾT NỐI KHỐI PHỔ LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH HĨA PHÂN TÍCH 2023 Hà Nội - Năm 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Nguyễn Thị Tâm NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH MỘT SỐ CHẤT CHỐNG CHÁY DẠNG PHỐT PHO HỮU CƠ TRONG VẢI CHỐNG CHÁY BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG KẾT NỐI KHỐI PHỔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 8440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH HĨA PHÂN TÍCH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Trịnh Thu Hà Hà Nội - Năm 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu luận văn cơng trình nghiên cứu tơi thực hướng dẫn TS Trịnh Thu Hà, dựa tài liệu, số liệu tơi tự tìm hiểu nghiên cứu Chính vậy, kết nghiên cứu đảm bảo trung thực khách quan Đồng thời, kết chưa xuất nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực sai tơi hồn chịu trách nhiệm trước pháp luật Tác giả Nguyễn Thị Tâm LỜI CẢM ƠN Sau trình học tập nghiên cứu, cuối luận văn tơi hồn thành Để đạt thành không kể đến giúp đỡ, hỗ trợ tận tình thầy cơ, anh chị, bạn bè, Đầu tiên xin cảm ơn thầy cô Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam nói chung, viện Hóa học nói riêng nhiệt tình giảng dạy, cung cấp cho tơi kiến thức bổ ích, quan trọng làm tảng để tơi thực đề tài luận văn Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Trịnh Thu Hà - người trực tiếp hướng dẫn, bảo tận tình, giải đáp thắc mắc, khó khăn suốt q trình tơi nghiên cứu thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn hỗ trợ kinh phí đề tài “Xây dựng quy trình tiêu chuẩn xác định chất chống cháy môi trường, vật liệu chống cháy đánh giá mức độ nguy hại đến sức khỏe người”, mã số: TĐPCCC.05/21-23” để tơi hồn thành luận văn Cùng với tơi xin cảm ơn lãnh đạo, đồng nghiệp nơi công tác: Trung tâm Phát triển Công nghệ CECO tạo điều kiện để tơi tiếp tục theo đuổi đường tri thức Cuối xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè quan tâm, giúp đỡ, chia sẻ động viên suốt thời gian học tập, nghiên cứu vừa qua Với tình cảm từ tận đáy lịng, tơi xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày tháng năm 2023 Học viên Nguyễn Thị Tâm MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT CHỐNG CHÁY 1.1.1 Khái niệm chất chống cháy 1.1.2 Cơ chế hoạt động 1.1.3 Phân loại chất chống cháy 1.1.4 Ứng dụng chất chống cháy 1.2 TỔNG QUAN VỀ CHẤT CHỐNG CHÁY CƠ PHỐT PHO 1.2.1 Chất chống cháy phốt 1.2.2 Chất chống cháy TCEP TBEP 1.3 TỔNG QUAN VỀ VẢI CHỐNG CHÁY .10 1.4 PHƯƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH OPFR TRONG MẪU CHẤT RẮN 12 1.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH OPFR TRONG MẪU VẢI .13 1.6 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HIỆN NAY .15 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 18 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 18 2.1.2 Mục tiêu nghiên cứu 18 2.1.3 Nội dung nghiên cứu 18 2.2 HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ .19 2.2.1 Hoá chất, chất chuẩn 19 2.2.2 Dụng cụ, thiết bị 19 2.3 THU THẬP VÀ BẢO QUẢN MẪU 20 2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.4.1 Xác định phương pháp phân tích chất chống cháy TCEP TBEP LC-MS/MS 20 2.4.2 Khảo sát xác định quy trình chiết tách mẫu vải 21 2.4.3 Thẩm định phương pháp xác định TCEP TBEP mẫu vải LC-MS/MS 23 2.5 PHÂN TÍCH PHÂN TÍCH TCEP VÀ TBEP TRONG MẪU VẢI 25 2.6 ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ ẢNH HƯỞNG ĐỐI VỚI SỨC KHỎE CON NGƯỜI ĐỐI VỚI TCEP VÀ TBEP CÓ TRONG VẢI 25 2.7 XỬ LÝ SỐ LIỆU .26 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 3.1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TCEP VÀ TBEP TRÊN LC-MS/MS .27 3.1.1 Điều kiện phân tích TCEP TBEP LC/MS-MS 27 3.1.2 Giới hạn phát (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) TCEP TBEP 29 3.1.3 Xây dựng đường chuẩn 29 3.2 QUY TRÌNH CHIẾT TÁCH MẪU VẢI .31 3.2.1 Kết chọn dung môi chiết 31 3.2.2 Kết chọn thể tích dung mơi chiết 31 3.3 KẾT QUẢ THẨM ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP 32 3.3.1 Giới hạn phát (MDL) giới hạn định lượng phương pháp 32 3.3.2 Độ thu hồi/ độ phương pháp 33 3.3.3 Độ lặp lại độ tái lập 33 3.3.4 Độ không đảm bảo đo phương pháp 34 3.4 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH TCEP, TBEP TRONG MẪU VẢI THỰC TẾ 38 3.5 ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ ẢNH HƯỞNG ĐỐI VỚI SỨC KHỎE CON NGƯỜI ĐỐI VỚI TCEP VÀ TBEP CÓ TRONG VẢI 43 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 46 KẾT LUẬN .46 KIẾN NGHỊ .46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 PHỤ LỤC 52 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt OPFRs PFR TCEP TBEP Tên tiếng Anh Tên tiếng việt Organophosphate flame Chất chống cháy phốt retardants Phosphorus Flame Retardants Chất chống cháy chứa phốt Tris(2-chloroethyl) phosphate ATH Tris(2-butoxyethyl) phosphate (TBEP) Aluminium Trihydroxit MGH Magie Hydroxit ISO Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế Sắc ký khí kết nối khối phổ LOD International Organization for Standardization Gas Chromatography- Mass spectroscopy Liquid chromatography-Mass spectrometry High-performance liquid chromatography Limit of Detection LOQ Limit of Quantitation Giới hạn định lượng MDL Method detection limit WHO World Health Organization Giới hạn phát phương pháp Tổ chức Y tế Thế giới MeOH Methanol Ace Acetone DCM Dichloromethane Hex Hexane EtAc Ethyl acetate R Pearson correlation coefficient US EPA United States Environmental Cơ quan bảo vệ môi trường Protection Agency Hoa Kỳ GC-MS LC-MS HPLC Sắc ký lỏng kết nối khối phổ Sắc ký lỏng hiệu cao Giới hạn phát Hệ số tương quan pearson DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Một số OPFRs tính chất hóa lý Bảng 1.2 Một số tính chất TCEP TBEP Bảng 3.1 Các điều kiện phân tích LC-MS/MS 27 Bảng 3.2 Chế độ bơm mẫu gradient 28 Bảng 3.3 Các điều kiện thiết lập LC-MS/MS xác định TCEP TBEP 28 Bảng 3.4 Điều kiện sử dụng để phát TCEP, TBEP 29 Bảng 3.5 Hiệu suất thu hồi chất phân tích với dung mơi chiết khác 31 Bảng 3.6 Hiệu suất thu hồi chất phân tích với thể tích khác dung môi DCM 31 Bảng 3.7 Giới hạn phát (MDL) phương pháp phân tích TCEP TBEP mẫu vải 32 Bảng 3.8 Độ thu hồi phương pháp phân tích TCEP TBEP mẫu vải 33 Bảng 3.9 Độ lặp lại phương pháp phân tích TCEP, TBEP mẫu vải 34 Bảng 3.10 Độ tái lập phương pháp phân tích TCEP, TBEP mẫu vải 34 Bảng 3.11 ĐKĐBĐ phương pháp phân tích TCEP, TBEP mẫu vải 35 Bảng 3.12 Các thông số yêu cầu đạt phương pháp phân tích TCEP TBEP mẫu vải 35 Bảng 3.13 Kết phân tích mẫu vải thực 38 Bảng 3.14 Tổng hợp số liệu kết tính tốn liều phơi nhiễm qua tiếp xúc da TCEP mẫu vải 44 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Tam giác lửa Hình 1.2 Cơng thức cấu tạo TCEP TBEP 10 Hình 1.3 Vải chống cháy 10 Hình 1.4 Thử nghiệm khả chống bắt lửa vải 11 Hình 1.5 Cơ chế hoạt động MS 14 Hình 3.1 Đường chuẩn TCEP với nồng độ từ – 50 ng/mL 30 Hình 3.2 Đường chuẩn TBEP với nồng độ từ – 50 ng/mL 30 Hình 3.3 Sơ đồ quy trình chiết tách TCEP TBEP mẫu vải LCMS/MS 37 Hình 3.4 Biểu đồ nồng độ TCEP mẫu vải phân tích 40 Hình 3.5 Phổ chất chống cháy TCEP thu từ phân tích LC−MS mẫu rèm cửa 41 Hình 3.6 Phổ chất chống cháy TBEP thu từ phân tích LC−MS mẫu rèm cửa 42 52 PHỤ LỤC ❖ Một số hình ảnh phổ sắc ký phân tích mẫu Phổ khối TCEP Phổ khối TBEP Phổ mẫu chuẩn TCEP nồng độ ng/mL Phổ mẫu chuẩn TBEP nồng độ ng/mL Phổ mẫu chuẩn TCEP nồng độ ng/mL Phổ mẫu chuẩn TBEP nồng độ ng/mL Phổ mẫu chuẩn TCEP nồng độ ng/mL Phổ mẫu chuẩn TBEP nồng độ ng/mL 53 Phổ mẫu chuẩn TCEP nồng độ 10 ng/mL Phổ mẫu chuẩn TBEP nồng độ 10 ng/mL Phổ mẫu chuẩn TCEP nồng độ 10 ng/mL Phổ mẫu chuẩn TBEP nồng độ 10 ng/mL Phổ mẫu chuẩn TCEP nồng độ 50 ng/mL Phổ mẫu chuẩn TBEP nồng độ 50 ng/mL Phổ TCEP mẫu vải V1 Phổ TBEP mẫu vải V1 54 Phổ TCEP mẫu vải V2 Phổ TBEP mẫu vải V2 Phổ TCEP mẫu vải V3 Phổ TBEP mẫu vải V3 Phổ TCEP mẫu vải V4 Phổ TBEP mẫu vải V4 Phổ TCEP mẫu vải V5 Phổ TBEP mẫu vải V5 55 Phổ TCEP mẫu vải V6 Phổ TBEP mẫu vải V6 Phổ TCEP mẫu vải V7 Phổ TBEP mẫu vải V7 Phổ TCEP mẫu vải V9 Phổ TBEP mẫu vải V9 Phổ TCEP mẫu vải V10 Phổ TBEP mẫu vải V10 56 Phổ TCEP mẫu vải V11 Phổ TBEP mẫu vải V11 Phổ TCEP mẫu vải V12 Phổ TBEP mẫu vải V12 Phổ TCEP mẫu vải V13 Phổ TBEP mẫu vải V13 Phổ TCEP mẫu vải V14 Phổ TBEP mẫu vải V14 57 Phổ TCEP mẫu vải V15 Phổ TBEP mẫu vải V15 Phổ TCEP mẫu vải V16 Phổ TBEP mẫu vải V16 Phổ TCEP mẫu vải V17 Phổ TBEP mẫu vải V17 Phổ TCEP mẫu vải V18 Phổ TBEP mẫu vải V18 58 Phổ TCEP mẫu vải V19 Phổ TBEP mẫu vải V19 Phổ TCEP mẫu vải V20 Phổ TBEP mẫu vải V20 Phổ TCEP mẫu vải V21 Phổ TBEP mẫu vải V21 Phổ TCEP mẫu vải V22 Phổ TBEP mẫu vải V22 59 Phổ TCEP mẫu vải V23 Phổ TBEP mẫu vải V23 Phổ TCEP mẫu vải V24 Phổ TBEP mẫu vải V24 Phổ TCEP mẫu vải V25 Phổ TBEP mẫu vải V25 Phổ TCEP mẫu vải V26 Phổ TBEP mẫu vải V26 60 Phổ TCEP mẫu vải V27 Phổ TBEP mẫu vải V27 Phổ TCEP mẫu vải V28 Phổ TBEP mẫu vải V28 Phổ TCEP mẫu vải V29 Phổ TBEP mẫu vải V29 Phổ TCEP mẫu vải V30 Phổ TBEP mẫu vải V30 61 Phổ TCEP mẫu vải V31 Phổ TBEP mẫu vải V31 Phổ TCEP mẫu vải V32 Phổ TBEP mẫu vải V32 Phổ TCEP mẫu vải V33 Phổ TBEP mẫu vải V33 Phổ TCEP mẫu vải V34 Phổ TBEP mẫu vải V34 62 Phổ TCEP mẫu vải V35 Phổ TBEP mẫu vải V35 Phổ TCEP mẫu vải V36 Phổ TBEP mẫu vải V36 Phổ TCEP mẫu vải V37 Phổ TBEP mẫu vải V37 Phổ TCEP mẫu vải V38 Phổ TBEP mẫu vải V38 63 ❖ Một số hình ảnh q trình phân tích 64 Hình ảnh mẫu vải thử nghiệm 65 Thiết bị LC-MS/MS 66 Một số hình ảnh trình phân tích mẫu