[發(fā)明專利]一種吸附系統(tǒng)綜合性能分析裝置及基于該裝置的分析方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811125551.5
• 申請日: 2018-09-26
• 公開（公告）號: CN109342581A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸紫生
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/06;G01N30/08;G01N30/20;G01N30/72
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 吳文濱

本發(fā)明涉及一種吸附系統(tǒng)綜合性能分析裝置及基于該裝置的分析方法，裝置包括吸附制冷/熱泵/發(fā)電子系統(tǒng)、溫度流量測控子系統(tǒng)及成分分析儀器聯(lián)用子系統(tǒng)，吸附制冷/熱泵/發(fā)電子系統(tǒng)包括相連的吸附床單元、發(fā)電單元及風(fēng)機(jī)換熱單元；分析方法包括綜合性能分析步驟及成分分析步驟。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用固相微萃取技術(shù)，可以對常規(guī)成分、微量成分及復(fù)雜成分進(jìn)行有效地富集采樣，大大擴(kuò)展了測量對象的范圍；不僅能夠測量吸附量、平衡吸附線、制冷量、制熱量、發(fā)電量，還能夠?qū)Τ煞诌M(jìn)行有效采集和成分分析，尤其是可以確定分子量，特別是可以進(jìn)行微量雜質(zhì)分析，提高了科學(xué)儀器的使用深度和應(yīng)用水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于吸附系統(tǒng)性能分析技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種吸附系統(tǒng)綜合性能分析裝置及基于該裝置的分析方法，尤其是涉及一種多功能吸附系統(tǒng)綜合性能分析裝置及基于該裝置的固相微萃取、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析方法。

背景技術(shù)

熱重分析儀是一種應(yīng)用熱天平在程序控制溫度下，測量物質(zhì)質(zhì)量與溫度關(guān)系的熱分析儀器，廣泛應(yīng)用于無機(jī)、有機(jī)、化工、冶金、醫(yī)藥、食品、能源及生物等領(lǐng)域。熱重分析儀能夠進(jìn)行定量分析，可準(zhǔn)確測定物質(zhì)質(zhì)量的變化速率。但熱重分析儀無法對體系在受熱過程中逸出的揮發(fā)性組分加以檢測，這給研究反應(yīng)進(jìn)程，解釋反應(yīng)機(jī)理帶來了一定的困難。通過將熱重分析儀與其它先進(jìn)的檢測系統(tǒng)聯(lián)用，結(jié)合各自特點(diǎn)和功能實(shí)現(xiàn)聯(lián)用在線分析，擴(kuò)大分析內(nèi)容，是現(xiàn)代熱分析儀器的發(fā)展趨勢。例如：將熱重分析儀和差示掃碼量熱儀聯(lián)用，在研究物質(zhì)的燃燒特性時，將重量變化信號和熱量變化信號同時獲得，可以消除試樣的各向異性、變化的尺寸以及試樣的氣氛不一致等因素對結(jié)果不利的影響；熱重分析儀也可以和色譜儀以及質(zhì)譜聯(lián)用，質(zhì)譜儀可以準(zhǔn)確、快速地確定分子式，色/質(zhì)譜儀能夠用于測定物質(zhì)成分，有助更好地建立反應(yīng)模型，闡述反應(yīng)機(jī)理。

在熱重、量熱以及成分儀器聯(lián)用等領(lǐng)域，已經(jīng)有一些科研人員進(jìn)行了研究。

公開號為CN102062767A的中國發(fā)明專利提出了一種大氣樣品在線采集-富集-熱脫附-色譜進(jìn)樣聯(lián)用裝置，包括采樣吸附管、熱脫附加熱器、抽氣裝置和流路控制部分。其通過動態(tài)平衡吸附富集技術(shù)和預(yù)熱一定時間窗口進(jìn)樣技術(shù)，把采集、富集、熱脫附、進(jìn)樣結(jié)合為一體，可與任何通用型氣相色譜儀直接連接，實(shí)現(xiàn)大氣質(zhì)量的在線自動連續(xù)監(jiān)測。但是該裝置無法對微量成分以及復(fù)雜成分物質(zhì)進(jìn)行富集和采樣，也無法實(shí)現(xiàn)熱量和吸附量等的測量。此外，該裝置無法確定分子量，特別是無法進(jìn)行微量雜質(zhì)分析。

公開號為CN105527358A的中國發(fā)明專利提出了一種進(jìn)樣裝置、熱失重、氣相色譜聯(lián)用系統(tǒng)及熱失重-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)，該裝置包括六通閥、四通閥和八通閥；六通閥具有6個接口，其中4個接口分別連接排氣管、樣品進(jìn)氣管、載氣進(jìn)氣管和檢測連接管；四通閥具有4個接口，兩個接口分別通過第一、二連接管連接于六通閥的剩余的兩個接口；八通閥包括閥體、閥體內(nèi)設(shè)有的第一環(huán)形通道和第二環(huán)形通道以及八對接口，每一對接口之間連接一個采樣管，每一對接口分別選擇地與第一環(huán)形通道、第二環(huán)形通道連接，第一、第二環(huán)形通道分別通過第三、二連接管連接于四通閥的剩余的兩個接口。但是該系統(tǒng)只是簡單地連接管路裝置，無法測量吸附系統(tǒng)的熱量、吸附量、制冷量、制熱量、做功量等數(shù)據(jù)，也無法對微量成分以及復(fù)雜成分進(jìn)行富集采樣。

公開號為CN201548505U的中國實(shí)用新型專利提出了一種差熱-氣相色譜聯(lián)用分析裝置，該裝置包括差熱分析儀、氣相色譜儀，在差熱分析儀氣體出口處安裝氣體采樣部件和溫度傳感器，氣體采集部件的輸出經(jīng)自動進(jìn)氣控制機(jī)構(gòu)接到氣相色譜儀的采樣口。該專利在傳統(tǒng)差熱-氣相色譜聯(lián)用分析裝置的基礎(chǔ)上，加裝氣體采樣部件和自動進(jìn)氣控制機(jī)構(gòu)，實(shí)時采集差熱分析儀的差熱信號、爐溫信號以及尾氣出口處的溫度信號。但是該裝置只能檢測熱量信號，沒有采集吸附量和解吸量的信號。同時，對于少量氣體成分以及復(fù)雜的成分，該裝置無法進(jìn)行有效收集采樣。此外，該裝置無法確定分子量，特別是無法進(jìn)行微量雜質(zhì)分析。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種吸附系統(tǒng)綜合性能分析裝置及基于該裝置的分析方法。