[發明專利]一種用于VOCs固相微萃取的吸附系統及方法

在審

• 申請號: 202010797743.1
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111983066A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 李保會;楊曉晶;張樂洋;張芝芝;鄭源碩
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 劉妮

本發明公開了一種用于VOCs固相微萃取的吸附系統及方法，該系統包含：混氣瓶、萃取室、流量計、高壓氣體瓶、尾氣吸收裝置和氣相色譜火焰離子化檢測器；其中，各高壓氣體瓶通過管道與混氣瓶的入氣口連通，且在高壓氣體瓶和混氣瓶之間的管道上設置有流量計，混氣瓶的出氣口與萃取室的入氣口通過管道連接，萃取室的出氣口與尾氣吸收裝置連通，尾氣吸收裝置用于吸收混合氣體。本發明的吸附系統能夠實現了小流量氣體的混合，而且萃取吸附效果好，時間短，有較低的檢出限和較高的回收率，重現性好。

技術領域

本發明涉及一種固相微萃取吸附系統，具體涉及一種用于VOCs固相微萃取的吸附系統及方法。

背景技術

隨著現代科技的進步，大氣組分越來越復雜，其中揮發性有機污染物(VOCs)大部分對于人體都有毒害性，微量甚至痕量就可以對人造成無法挽回的傷害。揮發性有機污染物一般指在常壓下沸點在260℃之下，或者在室溫下其飽和蒸氣壓在71Pa以上。揮發性有機污染物由于其沸點低和飽和蒸氣壓高，所以在常溫下極易揮發，以氣體的形式存在于大氣中。揮發性有機污染物按化學結構的不同，可以進一步分為八類：烷類、芳烴類、烯類、鹵代烴類、酯類、醛類、酮類和其他。揮發性有機污染物的種類很多，理化性質也有很大的差異，但是他們都具有高揮發性、易燃燒、有刺激性的氣味、不溶于水、可溶于有機溶劑的特點。

VOCs不但自身有一定的毒害性，還具有光化學活性，它可以與NOx共同作用造成近地面臭氧增多，它還是光化學煙霧形成的重要前體物。VOCs在紫外線的照射下可以與NOx反應，形成高濃度的臭氧及其他過氧化物，產生二次污染。高濃度的臭氧可以破壞呼吸道粘膜，造成呼吸道疾病，長時間的接觸還會造成神經系統中毒，導致記憶力衰退，惡心等。因此，對空氣中的VOCs進行定量分析檢測成為一項非常重要的工作。

固相微萃取(SPME)是集萃取、濃縮、解吸、進樣為一體的樣品前處理技術，是在固相萃取技術的基礎上發展起來的，繼承了固相萃取技術優點的同時并且克服了其缺點，是一種更加方便快速準確的樣品前處理技術。SPME有直接萃取、頂空萃取、膜保護萃取等，不同的情況適合不同的萃取模式。根據吸附狀態的不同，吸附可分為靜態吸附和動態吸附兩大類。靜態吸附是指恒溫下吸附劑和吸附質經長時間的充分接觸而達到平衡的過程，這個過程吸附質不具備流動性。動態吸附則是不斷變化的過程，吸附質以一定流速通過吸附劑，在短時間內就可以對VOCs進行吸附。使用SPME技術進行動態萃取可以縮短萃取平衡的時間，還可以使非平衡萃取的靈敏度越來越好，數據顯示，風速或氣相主體的運動對揮發性有機污染物(VOC)的傳質過程有著重要的影響。1997年，AiJiu提出一個基于擴散控制傳質過程的SPME理論模型，這個模型表明，在其他條件恒定的情況下，即使萃取體系沒有達到萃取平衡，SPME也可以進行定量分析。找到合適的萃取時間，達到在短時間內就可以進行SPME的定量分析。Pawliszyn等人設計的吸附裝置，采用標準BTEX(苯、甲苯、乙苯和鄰二甲苯)甲醇溶液稀釋成為一定濃度和水一起傳送，使用SPME進行頂空萃取，還有研究團隊使用滲透管發射器生成氣體，改變萃取室的直徑改變氣體的流速。但是，使用溶液發生氣體會導致難以穩定控制氣體濃度，使用儀器發生氣體成本較高，同時實驗中通過改變萃取室直徑改變氣體的流速，可能導致氣流方向改變。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于VOCs固相微萃取的吸附系統及方法，解決了現有通過溶液發生氣體難以控制氣體濃度的問題，能夠實現了小流量氣體的混合，而且萃取吸附效果好，有較低的檢出限和較高的回收率，重現性好。

為了達到上述目的，本發明提供了一種用于VOCs固相微萃取的吸附系統，該系統包含：混氣瓶、萃取室、流量計、高壓氣體瓶、尾氣吸收裝置和氣相色譜火焰離子化檢測器；其中，各高壓氣體瓶通過管道與所述混氣瓶的入氣口連通，且在所述高壓氣體瓶和混氣瓶之間的管道上設置有流量計，所述混氣瓶的出氣口與萃取室的入氣口通過管道連接，所述萃取室的出氣口與尾氣吸收裝置連通，所述尾氣吸收裝置用于吸收混合氣體。