Identification of Recycled PET Using GC-MS Combined with Chemometric Methods

WANG Yi; LIN Qin-bao; XIE Yan-ling; ZHANG Ming-yue

doi:10.12452/j.fxcsxb.240709203

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Identification of Recycled PET Using GC-MS Combined with Chemometric Methods

Scientific Papers | 更新时间：2025-04-10

- Identification of Recycled PET Using GC-MS Combined with Chemometric Methods
- Journal of Instrumental Analysis Vol. 44, Issue 4, Pages: 637-644(2025)
- 作者机构：
  
  暨南大学包装工程学院，广东珠海 519070
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.12452/j.fxcsxb.240709203
  CLC： O657.7;TS206.4
- Received：09 July 2024，
  
  Revised：05 September 2024，
  
  Accepted：2024-11-06，
  
  Published：15 April 2025
- 稿件说明：
移动端阅览
王奕,林勤保,谢琰灵,张明月.GC-MS结合化学计量学方法鉴别再生PET[J].分析测试学报,2025,44(04):637-644.

WANG Yi,LIN Qin-bao,XIE Yan-ling,ZHANG Ming-yue.Identification of Recycled PET Using GC-MS Combined with Chemometric Methods[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(04):637-644.
王奕,林勤保,谢琰灵,张明月.GC-MS结合化学计量学方法鉴别再生PET[J].分析测试学报,2025,44(04):637-644. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.240709203.

WANG Yi,LIN Qin-bao,XIE Yan-ling,ZHANG Ming-yue.Identification of Recycled PET Using GC-MS Combined with Chemometric Methods[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(04):637-644. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.240709203.

摘要

采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）法分析原生和再生聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）中的挥发性物质，并基于多种化学计量学方法比较原生和再生PET之间的差异，进而建立一种可根据特征物质及其含量判断原生和再生PET的鉴别模型。收集了不同塑料化工公司提供的26种再生PET粒子样品与48种原生PET粒子样品，采用二氯甲烷作为提取溶剂，在50 ℃、1 000 W超声条件下提取1 h。使用GC-MS从提取溶液中检出21种挥发性有机化合物，主要为酚类和脂类物质，来源复杂。随后，采用主成分分析（PCA）、正交偏最小二乘-判别分析（OPLS-DA）、线性判别分析（LDA）、人工神经网络（ANN）、决策树（DT）等化学计量学方法，对原生和再生PET予以分析鉴定并比较不同模型的准确率。结果表明，GC-MS结合ANN模型和DT模型对再生PET的判别准确率达96%以上，适用于原生和再生PET的有效鉴别。所建模型可为再生PET在市场中的应用与监管提供技术借鉴，从而有利于行业和环境的可持续性。

Abstract

This study aimed to analyze the volatile substances in both virgin and recycled polyethylene terephthalate（PET） using gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）. Based on various chemometric methods，this study also compared the differences between virgin and recycled PET. The ultimate goal was to establish a model that could identify and distinguish between virgin and recycled PET by analyzing characteristic substances and their concentrations. This research collected 26 samples of recycled PET particles and 48 samples of virgin PET particles provided by different plastic chemical companies. Dichloromethane was used as the extraction solvent. The samples were extracted at a temperature of 50 ℃ under ultrasonic conditions with a fixed power of 1000 W for 1 hour. The extracted solutions were analyzed using GC-MS，and a total of 21 volatile organic compounds were detected. The detected compounds were primarily phenolic and fatty substances，with complex sources that were difficult to trace. Subsequently，various chemometric methods were applied to analyze and identify both virgin and recycled PET. These methods included principal component analysis（PCA），orthogonal projections to latent structures discriminant analysis（OPLS-DA），linear discriminant analysis（LDA），artificial neural networks（ANN） and decision trees（DT）. The accuracy of these different models in distinguishing between virgin and recycled PET was compared to determine which method was most effective. The results indicated that the combination of GC-MS with ANN and DT models achieved a classification accuracy of over 96% for recycled PET. This demonstrates that these models are effective in distinguishing between virgin and recycled PET. Therefore，the models can provide technical references for the application and regulation of recycled PET in the market，and will benefit both the industry and environmental sustainability.

关键词

Keywords

references

Chen S G . Plast. Addit. （陈世国 . 塑料助剂）， 2023 ，（ 6 ）： 50 - 53 .

Chen D ， Huang X Y ， Wang P ， Liang X ， Zhou X H . Eng. Plast. Appl . （陈丹，黄兴元，汪朋，梁雄，周献华. 工程塑料应用）， 2012 ， 40 （ 9 ）： 92 - 94 .

Yuan L Y . Mod. Plast. Process. Appl . （袁琳嫣. 现代塑料加工应用）， 2023 ， 35 （ 2 ）： 51 - 54，59 .

Pan Y G ， Cai H Z . Recyclable Resour. Circ. Econ. （潘永刚，蔡海珍. 再生资源与循环经济）， 2024 ， 17 （ 2 ）： 28 - 30 .

Li C C . China Financial News （李存才 . 中国财经报）， 2023-01-14 （ 3 ）.

Zhang Y . Pollution Characteristics of Imported Recycled Plastic Particles and Their Human Health Risk Assessment . Shenyang ： Shenyang Jianzhu University （张颖. 进口再生塑料颗粒污染特征及其人体健康风险评估. 沈阳：沈阳建筑大学）， 2023 .

Qin W B ， Zhao S ， Guo J F ， Han G ， Wang L ， Feng L B ， Sun Z Y ， Ma J S ， Zhang S B ， Xiao J J ， Zhao X . Plast . Sci. Technol. （秦万宝，赵颂，国建峰，韩光，王磊，冯丽兵，孙占英，马劲松，张仕飚，肖继君，赵雄. 塑料科技）， 2018 ， 46 （ 1 ）： 103 - 107 .

Tsochatzis E ， Lopes J A ， Gika H ， Theodoridis G . Polymers ， 2021 ， 13 （ 1 ）： 17 .

Hao T Y ， Lin Q B ， Zhong H N ， Dong B ， Kou X X ， Chen Z F ， Ye Z K ， Wang Z W . J. Instrum. Anal . （郝天英，林勤保，钟怀宁，董犇，寇筱雪，陈智峰，叶智康，王志伟. 分析测试学报）， 2022 ， 41 （ 10 ）： 1447 - 1458 .

Chen Z F ， Hao T Y ， Lin Q B ， Zhong H N ， Wang Z W . J. Instrum. Anal . （陈智峰，郝天英，林勤保，钟怀宁，王志伟. 分析测试学报）， 2022 ， 41 （ 10 ）： 1568 - 1576 .

Wang C Y ， Xu T G ， Lin J F ， Yang Z J ， Yu S Y ， Xu B ， Li J Y ， Xie T T . Plast . Addit . （王成云，徐添贵，林君峰，杨左军，余淑媛，许冰，李静音，谢堂堂. 塑料助剂）， 2021 ， 149 （ 5 ）： 31 - 39 .

Song X C ． Authentication and Safety Analysis of Recycled Polystyrene Expanded Containers . Guangzhou ： Jinan University （宋雪超. 再生聚苯乙烯发泡餐盒的鉴别与安全性分析．广州：暨南大学）， 2018 .

Luo E L ， Li Y ， Wang W Q ， Du Y G ， Wang J . Food Sci . Technol. （罗尔伦，李芸，王维茜，杜业刚，王杰. 食品科技）， 2023 ， 48 （ 11 ）： 281 - 286 .

Mao Y H ， Liu J T ， Zhang L M . Plast . Packag . （毛月红，刘建涛，张黎明. 塑料包装）， 2023 ， 33 （ 2 ）： 30 - 34 .

Yang Q H ， Lin Q B ， Guan W Y ， Ma H S ， Wei X F ， Wang Y . J. Instrum. Anal . （杨青华，林勤保，关伟焰，马洪生，魏晓芬，王玥. 分析测试学报）， 2021 ， 40 （ 11 ）： 1571 - 1579 .

Guo P ， Zeng S F ， Zhu L ， Wu Y N ， Wang Z W ， Hu C Y . J. Instrum. Anal . （郭盼，曾少甫，朱蕾，吴永宁，王志伟，胡长鹰. 分析测试学报）， 2022 ， 41 （ 10 ）： 1470 - 1477 .

De Somer T ， Nguyen L M T ， Roosen M ， Nachtergaele P ， Manhaeghe D ， Van Laere T ， Schlummer M ， Van Geem K M ， De Meester S . Chemosphere ， 2024 ， 350 ： 141069 .

Neo E R K ， Yeo Z ， Low J S C ， Goodship V ， Debattista K . Resour. Conserv. Recycl. ， 2022 ， 180 ： 106217 .

Yildizel S A ， Uzun M ， Arslan M A ， Ozbakkaloglu T . Constr. Build. Mater. ， 2024 ， 411 ： 134646 .

Chen X Z ， Kroell N ， Althaus M ， Pretz T ， Pomberger R ， Greiff K . Resour. Conserv. Recycl. ， 2023 ， 188 ： 106719 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Research Progress of High-throughput and Rapid Detection of Multi-pesticide Residues in Plant-derived Food Samples Based on GC-MS

Study on the Ability of HS－SPME/GC×GC－Q－TOF MS Combined with Chemometrics to Discriminate Recycled Polyethylene Terephthalate

Rapid and Accurate Identification of Amomum Tsaoko Geographical Origin Based on FT-NIR and ATR-FTIR Spectroscopy Combined with Chemometric Methods

Related Author

WANG Yi

LIN Qin-bao

XIE Yan-ling

ZHANG Ming-yue

LEI Zi-yi

SU Guang-lin

LI Pao

LIU Yang

Related Institution

College of Packaging Engineering，Jinan University，Zhuhai

Hunan Provincial Key Laboratory of Food Science and Biotechnology，College of Food Science and Technology Hunan Agricultural University

Hunan Agricultural Product Processing Institute，Hunan Academy of Agricultural Sciences

Key Laboratory of Product Packaging and Logistics，Packaging Engineering Institute，Jinan University

National Reference Laboratory for Food Contact Material（Guangdong），Guangzhou Customs District Technology Center

Address：100 Xianlie Middle Road, Guangzhou Postal code：510070
Tel：020-87684776,37656606 Fax：020-87684776 Email：fxcsxb@china.com
Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 粤ICP备12017312号-3 京公网安备11010802024621
It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.
Total Visits：455854 Visits Today：1068

⁰