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熱脫附技術(shù)目前是環(huán)境監(jiān)測中成熟使用的一種VOC捕集進樣技術(shù),國標(biāo)多個方法應(yīng)用此技術(shù),包括“HJ644-2013環(huán)境空氣 揮發(fā)性有機物的測定”、“HJ 734-2014 固定污染源廢氣揮發(fā)性有機物的測定”、“GB 38507-2020油墨中可揮發(fā)性有機化合物(VOCs)”。
以PM2.5為特征的復(fù)合型大氣污染現(xiàn)象,大范圍同時出現(xiàn)的頻次日益增多,嚴(yán)重制約了社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展并影響人民群眾的生活質(zhì)量和身體健康。為了從根本上解決PM2.5等污染問題,切實改善大氣環(huán)境質(zhì)量。國家積極推進其關(guān)鍵前體物VOCs的污染防治工作。出臺了一系列如上標(biāo)準(zhǔn)針對VOCs類物質(zhì)的國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
吸附管
吸附管采樣-熱脫附/GC/MS法
吸附管采樣-熱脫附/GC/MS法是以吸附管直接采集廢氣中揮發(fā)性有機物,再將吸附管置于熱脫附儀中進行二級熱脫附,脫附氣體經(jīng)GC或GC/MS檢測,是常用的VOCs檢測方法。該方法具有檢測限低,靈敏度高,操作簡便,穩(wěn)定可靠的特點。該方法的核心是選用質(zhì)量穩(wěn)定,吸附效能高的吸附管。
吸附管填料
三類熱解吸管吸附劑
用于熱解析管的吸附劑大概有三類:多孔高分子材料Porous Polymers (PP)、石墨化碳黑GraphitizedCarbon Black (GCB) 和碳分子篩Carbon Molecular Sieves(CMS)。一般來說,多孔高分子材料的背景噪音是高的。老化過的熱解析管在采樣前一般是抽樣(例如每十根抽一根)做背景分析,以Tenax TA為例,單個的背景雜峰面積可以做到不超過1 ng甲苯的峰面積。其它的多孔高分子材料則可能有高達(dá) 25 - 50 ng的背景無法消除;這樣的吸附劑顯然就不能用作痕量測試了。絕大多數(shù)碳基吸附劑經(jīng)過嚴(yán)格的老化過程后可以達(dá)到0.1 ng的背景水平。
Tenax系列填料
Tenax化學(xué)名為聚2,6一二苯基對苯醚,是一種高分子線性聚合物,最早由荷蘭的AKZ0實驗室合成,并由荷蘭的Buchem B.V.公司注冊為Tenax~。Tenax系列產(chǎn)品已發(fā)展了三代即Tenax GC、Tenax TA和Tenax GR。Tenax系列填料的特點包括痕量低分子量、低沸點有機物、氣液固揮發(fā)、氣液固半揮發(fā)、高濕度樣品、 ppb/ppt水平。
Tenax GC
Tenax GC是第一代產(chǎn)品,最初開發(fā)做色譜柱填料,其后應(yīng)用范圍擴大,用于采集樣品和富集樣品等領(lǐng)域:隨著研究的發(fā)展,Tenax GC逐漸被新一代產(chǎn)品Tenax TA所替代,Tenax TA 比Tenax GC 所含雜質(zhì)少,純度高且不易流失,使得Wenax的應(yīng)用更廣泛;Tenax GR是新一代Tenax產(chǎn)品,其中包含了23%的石墨化碳黑,兩者不是簡單的混合在一起,而是由石墨化碳黑和Tenax 聚合物共沉淀而得。
Tenax GR
Tenax GR穿透量高,約是Tenax TA的兩倍,當(dāng)用做色譜柱填料時,色譜峰的對稱性更好,與Tenax TA相比,Tenax GR更適用于環(huán)境分析中痕量低分子量和低沸點有機物的捕獲和富集。
Tenax-TA
Tenax-TA 是一種2,6-二苯呋喃多孔聚合物樹脂,廣泛應(yīng)用于氣體、液體和固體中的揮發(fā)性物質(zhì)或半揮發(fā)性物質(zhì)的采集,亦可用于高濕度樣品中的揮發(fā)物和用作填充材料,為美國EPA(環(huán)境保護局)和NIOSH許多標(biāo)準(zhǔn)分析方法指定使用。與短程熱解吸系統(tǒng)連用,可檢測到ppb和ppt水平的揮發(fā)物。
Tenax-TA 使用特點:
使用溫度可達(dá)350℃
老化后基線穩(wěn)定
替代TenaxTM-GC
Tenax-TA 物化性質(zhì):
粒徑:60-80目
表面積35m2/g;
孔體積:2.4cm3/g;
平均孔徑200nm;
密度0.25g/cm3。
Tenax-TA應(yīng)用領(lǐng)域:
GC用填料和吸附劑,主要分析水、土壤、 大氣、呼吸氣、香精香料和室內(nèi)空氣的高沸點化合物,如:醇、酚、胺、醛和鹵代芳烴等。
Carboxen 碳分子篩
相對于石墨化聚合物碳(SGPC)以及石墨化碳黑(GCB)吸附劑,球狀CMS吸附劑可提供更大的相對吸附強度。Carboxen 碳分子篩 (CMS) 材料具有通孔結(jié)構(gòu)。其是在聚合物前體熱解后保留的多孔碳骨架即大多數(shù)的孔穿透了顆粒。此外,特別設(shè)計的孔由大到中再到微孔逐漸變細(xì),使得材料對于吸附和解吸過程都具有出眾的熱力學(xué)特性。
Carboxen 碳分子篩粒子特點:
球狀的:相對于顆粒狀粒子具有更好的填充床吸能
堅硬不易碎
高度多孔的 :高表面積
性能好:對眾多 C2-C5 短鏈分析物具有非常好的性能
疏水的:可用于高濕度環(huán)境
通常,相對于石墨化聚合物碳(SGPC)以及石墨化碳黑(GCB)吸附劑,球狀CMS吸附劑可提供更大的相對吸附強度。
Carboxen系列填料:Carboxen® 1000 Carboxen® 569
Carboxen® 10000
粒徑:60-80 目
孔徑:~0.16 cm3/g (中孔隙)
~0.25 cm3/g (大孔隙)
~0.44 cm3/g (微孔隙)
~10-12 Å (孔徑)
表面積:~1200 m2/g
密度:~0.47 g/mL
Carboxen® 569
粒徑:20-45 目
孔徑:~ 0.10 cm3/g (中孔隙)
~ 0.14 cm3/g (大孔隙)
~ 0.20 cm3/g (微孔隙)
~ 5-8 Å (孔徑)
表面積:~485 m2/g
密度:~0.61 g/mL
碳分子篩 CMS-200 220 240是如何分類的,后面的編號是什么意思?
是每公斤碳分子篩,每小時生產(chǎn)的99.5% 純度氮氣的量。。220就是220CBM/KG.HR (CBM是Cubicmeter的簡寫,立方米(體積),HR,小時;)
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