[發(fā)明專利]用于富集及測(cè)定流體中所含元素的系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611047362.1
• 申請(qǐng)日: 2016-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108107067A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張尊國(guó);周基樹(shù);林圣淇;徐偉展
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張尊國(guó)
• 主分類號(hào): G01N23/223
• 分類號(hào): G01N23/223
• 代理公司: 隆天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 張福根

本發(fā)明公開(kāi)一種用于富集及測(cè)定流體中所含元素的系統(tǒng)及方法系統(tǒng)。所述方法包含：(a)使流體樣品流經(jīng)富集材料，以使得流體樣品的待測(cè)物質(zhì)被收集在富集材料內(nèi)；以及(b)使用便攜式X射線熒光分析儀(XRF)直接對(duì)收集有待測(cè)物質(zhì)的富集材料進(jìn)行測(cè)定，以獲得測(cè)定結(jié)果。本發(fā)明針對(duì)不同待測(cè)物質(zhì)選用特定的富集材料，并配合預(yù)先經(jīng)過(guò)特定軟件設(shè)計(jì)的XRF，可以獲得所欲的測(cè)定內(nèi)容。另外，本發(fā)明還可并用預(yù)警裝置用以有效選擇針對(duì)待測(cè)物質(zhì)的最佳取樣時(shí)間點(diǎn)及時(shí)間長(zhǎng)短。借此，本發(fā)明可以快速實(shí)時(shí)達(dá)到流體樣品組成的有效而且低成本的監(jiān)控檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于富集及測(cè)定樣品中所含元素的系統(tǒng)及方法，特別是涉及一種用于富集及測(cè)定流體中所含元素的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中，若欲測(cè)量流體(及氣體或是液體)樣品內(nèi)的元素組成，一般是使用感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜分析儀(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer，ICP-MS)對(duì)流體樣品進(jìn)行檢測(cè)。ICP-MS的操作原理是以感應(yīng)耦合等離子體將樣品離子化，再使用質(zhì)譜儀依據(jù)樣品質(zhì)量予以分離，用以進(jìn)行定性及定量檢測(cè)。

以通過(guò)ICP-MS來(lái)檢測(cè)河川水流中重金屬含量為例，在操作過(guò)程中，需要先行至取樣地點(diǎn)采取河川水流樣本，再將河川水流樣本運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室并進(jìn)行必要的前處理，再以ICP-MS進(jìn)行檢測(cè)。具體而言，在將樣本運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室后，一般會(huì)利用霧化器(Nebulizer)對(duì)樣本進(jìn)行霧化處理，再通過(guò)載送氣流將含有待分析物質(zhì)的氣膠(Aerosol)輸送至等離子體中，后續(xù)經(jīng)由一系列去溶劑、分解、原子化/離子化等反應(yīng)，將待分析元素轉(zhuǎn)換為單價(jià)正離子。之后，再通過(guò)真空界面?zhèn)鬏斶M(jìn)入質(zhì)譜儀(Mass Spectrometer)的質(zhì)量分析器(Mass-analyzer)將各特定質(zhì)荷比(Mass-to-charge ratios)的離子予以解析后，以檢測(cè)系統(tǒng)加以檢測(cè)，來(lái)進(jìn)行元素的定性及定量工作。

然而，所述流程至少存在有下列缺點(diǎn)：(1)無(wú)法達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控流體樣品所含元素的效果，(2)檢測(cè)效果受限于儀器的檢測(cè)極限，以及(3)檢測(cè)成本高昂。首先，就第(1)點(diǎn)而論，由于在所述流程中，進(jìn)行取樣后必須要將樣品運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室內(nèi)再進(jìn)行檢測(cè)程序，而受限于檢測(cè)的排程以及所需的作業(yè)時(shí)間，無(wú)法使用戶在采樣后的短時(shí)間內(nèi)即獲得檢測(cè)結(jié)果。就第(2)點(diǎn)而論，若樣品內(nèi)所欲監(jiān)測(cè)的物質(zhì)含量或濃度過(guò)低而未達(dá)儀器的檢測(cè)極限，則無(wú)法順利檢出，或是需要對(duì)樣品進(jìn)行而外的濃縮、萃取的程序，增加檢測(cè)的復(fù)雜度。最后，就第(3)點(diǎn)而論，將樣品送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢驗(yàn)必定花費(fèi)一定的金錢及時(shí)間成本。

再者，同樣以檢測(cè)河川水流中重金屬含量為例，可能發(fā)生的狀況為工廠業(yè)者在夜間或是特定時(shí)間區(qū)間內(nèi)將廢水違法排放至河川內(nèi)。如此一來(lái)，若進(jìn)行取樣的時(shí)間并非在所述偷排廢水的區(qū)間內(nèi)，則無(wú)法有效達(dá)到監(jiān)測(cè)的效果。換句話說(shuō)，在對(duì)流體樣品進(jìn)行取樣時(shí)，如何決定取樣的時(shí)間點(diǎn)同樣是本領(lǐng)域中會(huì)面臨的難題。其他已知相關(guān)的取樣及檢測(cè)方法也是如此。

因此，有需要提供一種快速、實(shí)時(shí)且具有較低成本的用于測(cè)定流體中所含元素的系統(tǒng)及方法，用以解決本領(lǐng)域中所存在的缺失。較佳地，此系統(tǒng)及方法還可以判定進(jìn)行取樣的時(shí)間點(diǎn)，以達(dá)到最佳的監(jiān)控流體樣品中所含元素的效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決所述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的其中一實(shí)施例，提供一種用于測(cè)定流體中所含元素的方法，包含下列步驟：(a)使一流體樣品流經(jīng)一富集材料，以使得流體樣品的一待測(cè)物質(zhì)被收集在富集材料內(nèi)；以及(b)使用一便攜式X射線熒光分析儀直接對(duì)收集有待測(cè)物質(zhì)的富集材料進(jìn)行測(cè)定，以獲得一測(cè)定結(jié)果，其中，測(cè)定結(jié)果包含待測(cè)物質(zhì)的元素組成以及富集材料所收集到的待測(cè)物質(zhì)的含量?jī)煞N之中的至少一種。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，富集材料是選自于由離子交換樹(shù)脂、粒狀或粉末形式的活性碳、堿性過(guò)濾材料及其混合物所組成的群組。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，待測(cè)物質(zhì)是選自于由單質(zhì)、陰離子、陽(yáng)離子、化合物及其混合物所組成的群組。