CN104602776A - 包含过滤器和过滤支架的过滤组件和纳米颗粒的收集和分析相关方法 - Google Patents

包含过滤器和过滤支架的过滤组件和纳米颗粒的收集和分析相关方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于过滤纳米颗粒的过滤组件，包括：过滤器(3)，其具有能截留可能存在于流经所述过滤器的空气流中的纳米颗粒的孔；和包括两部分的过滤器支架。下部基底构成部分(2)包括一个外围支撑面(20)，过滤器可以安放在该支撑面上。上部环形部分被设计安装在所述基底支撑面周围。通过在所述基底支撑面周围安装环(1)，使得过滤器沿着安装方向的径向的拉紧成为可能，所述环和所述基底支撑面之间的间隙尺寸被设计以保持所述过滤器在机械应力下通过收聚以沿着安装方向的径向安放在支撑面上。

Description

包含过滤器和过滤支架的过滤组件和纳米颗粒的收集和分析相关方法
技术领域
本发明涉及可能在空气中悬浮存在的纳米颗粒的收集和分析领域。
更特别地，本发明涉及包含过滤器和过滤支架的过滤组件，所述过滤器具有能够将可能存在于流经所述过滤器的空气流中的任何纳米颗粒截留在其内部的孔。
本发明的目的是提出维持所述过滤器在其支架上尽可能平坦，以允许其表面积的可靠分析，随后通过X射线荧光，分析截留在所述过滤器上的纳米颗粒。
本发明同样涉及一套装置和一种在支架上安装过滤器的方法，从而使得前面所述的通过过滤器截留成为可能。
本发明最后涉及用于收集和分析纳米颗粒的相关方法。
背景技术
纳米技术的快速发展使得有必要进一步开展这些新材料的健康相关和环境影响的工作，以获得最佳的安全条件。一些年来，纳米颗粒，也就是说具有纳米量级尺寸的颗粒，一直是深入研究的对象，它们的使用已经开始蔓延到各个领域，如保健，微电子，能源技术或日常消费产品如涂料和化妆品。因此，设计用于评价工人，消费者和环境暴露于纳米颗粒的方法是有必要的。
因此，用于气溶胶的取样和分析的可靠方法的开发对于工作场所的公共卫生和风险的防范是一个重要挑战。
通常通过在采取试样前后称重过滤器来实施暴露于空气中悬浮颗粒的水平的测量。然而，这些重量测量只对非常大量的颗粒可靠(大于10，或甚至100微克)。较小量的测定优选ICPMS类型的元素分析。然而，这种类型的分析要求繁重和苛刻的样品制备(过滤器的消化需要几个小时…)。
本发明人还曾经考虑使用X射线荧光分析的方法，尤其是具有小攻角，这已被尝试和测试，一方面通过非常有效地测定出薄层中材料的元素组成，另一方面通过使测定结果可以在很短的时间间隔内得到，通常只有几分钟。
本发明人因此得出如下结论：为了能够利用X射线荧光分析技术分析被合适的过滤器截留的纳米颗粒，迫切需要过滤器在分析过程中，附带地，也在收集过程中，应尽可能平坦，为了能够在收集后直接将过滤器引入X射线荧光光谱仪。
然而，迄今为止，既没有一种方法，也没有任何商业装置，也没有在文献中简单描述的装置，可以使用于收集空气中粒子的过滤器保持平坦或，换句话说，没有褶皱。
专利申请WO98/08072和专利US6779411因而描述了用于收集颗粒的设备，其具有安置在盒中的用于取样颗粒的过滤器和过滤器支架。这些装置的缺点很多。首先，它们不允许所收集的颗粒未进行后处理而进行元素分析。用重量法测量几次，良好定位的收集区的必要准备后也可实施显微镜分析。此外，在这些文件中没有明确描述将过滤器定位在它们的支架上或盒子里的方法或装置，这导致人们得出如下这种定位是手动进行的结论。手动定位，事实上，可能会在过滤器上和周围引入大量杂质，这不利于所收集颗粒的精确和准确的分析。
专利申请FR2662635和FR2803238，作为其中的一部分，描述了具有在材料尤其是由聚合物制成的材料的厚度上打穿的孔的过滤器，及所述过滤器制造的相关方法。在这些文件中没有提到为了实现粒子的自身收集这些过滤器的具体实施。特别地，这些专利申请没有描述过滤器支架，或一旦发生颗粒的收集的过滤器的识别和追溯方法。
因此，需要改善旨在收集纳米颗粒的过滤器在其支架上的组装，尤其是为了保持它们尽可能的平坦的目的，并为了能够使用X射线荧光技术分析所收集的纳米颗粒。
发明内容
为了应对这种需要，本发明的目的是提供用于过滤纳米颗粒的过滤组件，其包括：
-过滤器，所述过滤器具有能够截留欲通过所述过滤器的空气流中的纳米颗粒的孔，
-包括两部分的过滤器支架，这两部分是：
●下部基底构成部分，其包括一个外围支撑面，过滤器可以安放在该支撑表面上；
●上部环形部分，其能够安装在基底支撑面周围，在所述基底支撑面周围的环的安装使得过滤器沿着组装方向的径向拉紧成为可能，所述环和所述基底支撑面之间的安装间隙标出尺寸，以保持所述过滤器在机械应力下通过收聚，以沿着安装方向径向安放在支撑面上。
表述“外围的支撑面”理解为表示机械意义的通常含义，即充分理想几何结构的基底外围表面，以确保组装一旦开始与过滤器的完整接触。
表述“在支撑面周围的环的安装”理解为表示在支撑面外围的环的机械安装，配置所述外围以机械地阻挡所述环。有利的是，所述环通过与所述支撑面的外围约束契合将自动被阻塞。
不言而喻的是，为了允许所述过滤器的收聚，以大于所述基底内径和所述支撑面径向厚度总和方式设计过滤器的直径尺寸。
换句话说，本发明实质上由一个解方案组成，所述解决方案不仅使得在有孔的过滤器的帮助下收集纳米颗粒成为可能，这已经被成功验证，而且确保所述过滤器保持尽可能平坦，以保持一个平面且光滑的表面，保证X射线荧光的可靠分析，尤其是具有小攻角。
一旦已实施样本的采集，换句话说，样品的收集或取样，在收集和分析之间不发生过滤器的操作，并且可以通过X射线荧光分析所述过滤组件。它也可以暂时存储在盒子里供其随后的分析。它可能最终被破坏，例如，在不合要求的收集，或过长的临时贮存的情况下。
在过滤器支架基底的支撑面周围已经安装所述环从而允许其以径向即横向于安装方向拉紧，然后通过收聚保持拉紧，而不产生过滤器的折痕或压痕。从而保持所述拉紧的过滤器与基底的支撑面接触，这限定了过滤器平面相对于所述支架的位置，由此允许随后的由X射线在临界入射(小攻角，通常小于2°)下实施照射，而无任何遮蔽效应。
所述基底支撑面限定了过滤器平面相对于支架的位置。换句话说，所述过滤器被拉紧并且其拉紧的表面限定了根据本发明的过滤器组件的上表面。所述过滤组件可因此在保持过滤器平坦下操作，以在处于较低入射角的临界入射下的X射线荧光设备中对其分析。换句话说，再次，根据本发明的在所述过滤器支架上的所述过滤器的安装允许过滤器的运输和储存且对过滤器支架没有风险。特别地，根据本发明的过滤组件可以很容易地在钳子的帮助下在所述基底的外围夹紧，并对过滤器没有任何污染的风险。此外，当根据本发明的过滤组件在存储时，例如，在一个盒子中，所述过滤器不与箱子底部接触，因为所述过滤器支架可以有利地呈现出一定的厚度，通常是几毫米，以提升过滤器和避免它的面上的任何意外污染。
借助编码系统可有利地制定条款以区分旨在从其其对面收集纳米颗粒的过滤器面。所述编码系统可，例如，涉及赋予过滤组件一种不对称几何结构，以避免在用于采集试样的盒子中的不正确定位。在过滤组件的外围同样可以提供补充编码系统以防止操作者转动过滤器支架和过滤器，因为所述过滤器实际上是保持在粒子的收集和X射线荧光分析阶段之间。
根据本发明的一个有利的特征，基底的支撑面和环的内部边缘具有0.3至0.8mm之间的曲率半径。这里规定所述环的高度等于后者内部边缘曲率半径的两倍。优选地，所述环的内部边缘的曲率半径为0.3至0.6mm，并且基底支撑面的曲率半径为0.3至0.8mm。
根据本发明的另一个有利的特征，所述过滤器的厚度为10至50μm。
这样的曲率半径允许充足的收聚效应以拉紧以可靠的方式得到的过滤器，但对它的机械和物理性能没有不利影响。令人惊讶的是，尽管其厚度非常小，但当通过环被缩紧时根据本发明的过滤器不撕破，且在由收集操作本身所施加的压力下不会变形，只要它在支架上保持拉紧。本发明人因此已确定所述过滤器保持拉紧不变形，即保持尽可能平坦，即使在以L.min-1的量级的流率下收集纳米颗粒数天后。这远不是显而易见的，然而，已注意，一方面，正如以上所述，过滤器的厚度非常小和，另一方面，因为过滤器的多微孔性质，在通过空气流送气的收集过程中引起显著进料损失。本领域技术人员或许预期电荷显著损失的后果是过滤器变形，或其撕裂。本发明人没有观察到过滤器的任何变形，尽管1L.min-1的流率产生的进料损失高达90mbar。
根据本发明的过滤器在其支架上的安装被有利地提出，以为了，一旦被实施，支架的两个部分不能分别被拆开。
一旦在用于取样的盒子里被组装和集成，根据本发明的过滤组件使希望通过过滤器的空气流全部通过成为可能。本发明人在集成在盒里的用于取样的结构中的过滤组件周围没有观察到空气的任何泄漏。
优选地，过滤器的孔是校准直径为0.05至2μm的孔，并且优选孔密度为105至5×108孔/cm2。所述孔可根据多种已知的处理方法例如离子轰击，用紫外，化学攻击或这些不同处理方法的组合处理产生。
所述过滤器的组成材料可有利的为聚合物，所述聚合物选自饱和聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯，尤其是由双酚A、芳香族聚醚、聚砜、聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、乙酸盐和硝酸纤维素制成的那些。所述过滤器优选由聚碳酸酯制备。这类多微孔材料使得直径为10至300nm的纳米颗粒的截留效率超过99.5％成为可能，当纳米颗粒悬浮在空中，并且当气流的收集率为0.1至10L.min-1时。
所述环和基底优选由塑料材料制成，所述塑料材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰胺6(PA6)、聚酰胺66(PA66)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚甲醛共聚物(POM-C)、聚醚醚酮(PEEK)。所述环和基底可以通过热塑性材料注射或热塑性材料块的机械加工来制造。
所述环和基底的一种或多种塑料材质可包括一种或多种添加剂，尤其是能够赋予抗静电性能的添加剂。所述一种或多种塑料材料可能同样负载，例如玻璃纤维或碳纤维。
根据有利的特征，基底的支撑面投射距离为10至1500μm，优选为10至500μm，相对于环的安装位置。基底的支撑面优选投射在其内部边缘上。
有利的是，所述基底在支撑面的外围有在安装位置的环的平面支撑表面。所述平面支撑表面优选构成在基底在安装位置的环的调节管颈的底部。
根据一个优选的变形实施方案，所述环和基底支撑面之间的安装间隙为50至250μm。这样的间隙使容易地拉紧过滤器而无由剪切导致其撕裂的风险成为可能。
基底管颈底部的支撑面周围合适设计的曲率半径尺寸，尤其是0.3或0.4mm，将确保过滤器的有效径向拉紧和将环容易地配合入所述基底的管颈中。
根据一个优选的实施方案，所述基底在其边缘有识别区域，在所述识别区域上布置有过滤器的识别标签。识别标签优选选自数据矩阵类型的字母数字代码和二维代码，电子芯片如RFID(“射频识别”的英文缩写)标签。包含与过滤器以及它的支架相关的信息的所述识别标签然后与过滤器支架集成。这可通过被称为二次注射的技术，或通过移印技术，或通过胶合，或通过雕刻技术实现。
表述“二次注射”理解为表示一种基底一被制造就允许标签整合到基底上的技术。所述识别标签从而被放置在模具内部，在模具的固定部分和移动部分之间。当模具闭合时，把所述标签通过送气贴在过滤器支架的基底上，不需要胶合或涂层介质。以这种方式，所述标签完全采用在模具中预期位置的形式，并且它不能从支架上撕下。
表述“胶合”用来表示使得可通过胶或粘合剂组装两种材料成为可能的物理或化学装配的任何方法。
表述“移印”用于表示使直接应用识别标签到支架的基底上成为可能的间接印刷的任何方法，例如油墨转移方法。
表述“雕刻”用于表示使挖空支架基底成为可能的任何方法，如通过微冲击的激光标刻方法。
所述环也可发挥天线的作用，用于传感由分布在印刷电路上的电子电路组成的RFID标签(PCB为“印刷电路板”的英文缩写)，并且，为了做到这一点，可由嵌在聚酰亚胺、聚酯、PVC或者类型的树脂上的玻璃纤维的混合物构成。
本发明中，根据它的另一个方面，涉及一种用于装配上述过滤组件的安装工具，包括：
-平台；
-形成夹钳的组件，其能够被放置在平台上，用于定位和保持所述基底在所述平台的相对位置；
-环，其能够放入所述夹钳，用于引导和给保持在所述平台相对位置的所述基底的支撑面周围的环定中心；
-支撑件，其能够放入所述环，用于对所述引导的并以所述支撑面为中心的环施加接触力。
根据一个有利的实施方案，所述安装工具包括能够被保持在平台上的螺钉，以便被拧紧，目的是为了靠在保持位置和极端的安装位置之间的支撑件上，在保持位置中，所述支撑件从基底的支撑面上脱离的位置靠在环本身，在极端的安装位置中，所述支撑件在基底的支撑面周围安装的位置靠在环本身。
本发明涉及，根据它的另一个方面，一种由上述的安装工具执行的过滤组件的安装方法，所述方法根据下列阶段进行：
-夹钳在平台上的定位；
-将所述基底装配到夹钳中；
-将所述环装配到夹钳中；
-引入所述过滤器，以便它靠着并居中于基底的支撑面；
-将所述支撑件装配到所述环中；
-定位并保持所述螺钉在平台上；
-拧紧螺钉，使其靠在支撑件上，以使后者从其保持位置移动到其极端安装位置。
最后本发明涉及，根据最后一个方面，一种用于收集和分析纳米颗粒的方法，所述方法根据以下阶段进行：
-送气可能充满纳米颗粒的空气流使通过上述过滤组件的拉紧的过滤器；
-将所述过滤组件引入到X射线荧光光谱仪中；
-通过X射线荧光分析由过滤器截留的纳米颗粒。
优选地，通过过滤器的空气流的送气速率为0.1和10L.min-1。
发明详述
通过精读该详细描述更容易领会其它优点和特征，该详述描述提供示例性的和非限制性的目的，参考以下附图，其中：
-图1A是根据本发明的过滤组件的变形实施方案，构成过滤支架的两个部件的部件分解图；
-图1B是根据本发明的过滤组件的变形实施方案，构成过滤支架的两个部件组装位置视角的局部视图；
-图1C是根据本发明的过滤组件的变形实施方案，构成过滤支架的两个部件横截面的详细视图；
-图2A至2C为根据本发明的构成过滤器支架的基底的部件的不同变形实施方案的透视图；
-图3是根据本发明的过滤器和过滤组件的支架的两个部件的部件分解图，以及旨在组装所述过滤组件的安装工具的部件分解图；
-图3A是详细描述了由图3中的安装工具组装根据本发明的过滤组件的阶段的横截面视图；
-图4表示根据本发明不同过滤器的X射线荧光光谱的测量信号；
-图5描绘了根据本发明的过滤器中二氧化钛TiO2纳米颗粒的取决于直径的保留量(穿透率)；
-图6描绘了根据本发明的过滤器的X射线荧光光谱，所述过滤器已被预先装入氧化锌(ZnO)纳米颗粒；
表述“下部”和“上部”是应从过滤器支架从上到下的组装和过滤组件使用的位置的意义上理解，其中，过滤器是水平的并且过滤器支架的基底位于它的下方。
如本文所示，根据本发明的旨在过滤纳米颗粒的过滤组件，包括由两个部件1,2构成的过滤器支架，两个部件的相互连接允许过滤器3在机械张力下被拉紧并且保持平坦，所述过滤器3具有能截留存在于吸入过滤器的空气流中的纳米颗粒的孔。
虽然这里未示出，根据本发明的过滤组件旨在被安装到用于采样的盒子中，其适用于允许抽吸空气流通过所述过滤器3，以实现纳米颗粒本身的收集。
用于收集纳米颗粒的过滤器3是一种微孔膜，由聚酯制成，几十微米的厚度，并由大量的具有可控直径的孔穿透。举例来说，具有可控直径的孔具有0.4μm直径，并显示出每平方厘米105孔眼的孔密度。这样的微孔过滤器3能够实现悬浮在空气中的具有在10至300nm直径的纳米颗粒的截留效率大于99.5％，其收集流率为0.1至10L.min-1。
如图1A至1C所示，根据本发明的过滤器的支架包括由热塑性材料制成的两个部件1,2。
上部部件是通常的环形形状的环1。环1的内部边缘的曲率半径R1为0.5mm或0.6mm
下部部件形成通常圆柱形的基底2，在它的中心穿通以使吸入纳米颗粒的空气流通过。基底2在它的内部边缘展示圆柱支撑面20和为了用环1提供至少一个平面支撑的面21。基底2同样在各个角度展示出0.5mm或0.6mm的曲率半径，如在图1C中示出的半径R20。基底2的内表面21的曲率半径R21为0.3mm或0.4mm，以向安装方向径向拉紧过滤器3，正如下面详细描述的，并允许良好的配合。
通常的圆柱形状的基底2是不对称的，并在其外部边缘展现一个突起23，该突起作为根据本发明的位于取样盒子里的组件的编码定位的手段，和过滤器的识别标签可被布置的识别区域。所述突起23可同样有利地作为一种夹紧过滤组件的手段，用于随后的分析装置的定位。
可提供基底2的不同变形的实施方案。因此基底2可展现出一个中心区，在外围支撑面20的内部，以被很多尺寸为毫米级别的，通常是1mm直径的孔22穿透的格栅的形式，所述中心区能够允许空气流通过过滤器3(图2A)。所述基底2可展现出一个具有平的支撑表面21的嵌入式的中心区域，所述平面支撑表面21在基底2在安装位置构成的环1的调节管颈底部(图2A和2B)，或具有在其周围没有材料的支撑表面21(图2C)。
根据本发明，所述环1可被安装在基底2的支撑面20的周围，以允许过滤器3在方向Z径向向所述安装方向Y拉紧，设计它们之间的安装间隙尺寸以通过收聚在机械应力下保持过滤器3接触所述支撑面20，在该Z径向向安装方向Y的方向。所述环1和所述基底2之间的安装间隙优选为所述过滤器厚度的五倍，或50至250μm，取决于所使用的过滤器。
所述基底2的支撑面20因而限定了过滤器3的平面中相对于支架的位置。换句话说，所述过滤器3被拉紧并且其拉紧的表面定义了根据本发明的过滤组件的上表面。所述过滤组件因此在过滤器3保持平坦下操作，为了其在低的入射角的临界入射下的X射线荧光设备中的分析。
根据所述基底2的变形的实施方案，环1可以完全插入所述基底的管颈(图2A和2B)或可用与所述支撑表面21(图2C)相对接触的平面单独地定位。
本发明人已经在组装后测试了过滤组件。在1L.min-1的流率和50mbar数量级的进料损失的实验条件下，已经验证根据本发明的过滤器3通过所述环1和所述基底2间的相互连接保持拉紧。可能已被添加的和通过图2A中格栅22得到的额外的机械支撑是没有必要的。而且，图2B和图2C的变形实施方案是优选的，以避免可能干扰随后的通过X射线荧光的过滤器3的分析的潜在扰动。另一方面，图2A中变形的实施方案在空气流通过过滤器的的送气速率或产生更高的进料损失的情况下是有利的。
如图1C所示，一旦已发生过滤组件的组装，所述基底2的支撑面20相对于环1被提高了100μm的数量级的高度h。该提升足以确保无其它滤组件部分延伸于过滤器3上，也就是说，相对于后者突出。这使得能够在通过X射线荧光设备分析过程中，在过滤器3上具有低入射角的临界入射。
为了能够进行根据本发明的过滤组件的组装，如图3中展示的安装工具可被使用。这种安装工具能够通过收聚拉紧插入的过滤器3和通过保持这三个组件1，2，3在平行的平面以组装所述环1和所述基底2。这使避免过滤器3的折痕和扭曲的形成成为可能。
所述装配工具从而使可能保证通过拉紧过滤器3使得环1向基底2下降，从而确保既指导和支持又保证这些组件的中心彼此关联。
这里描述的安装工具包括：首先，配备有垂直臂90的平台4。这些臂90使有可能确保锥点固定螺钉8在装配Y的方向上下降，也就是说，垂直于所述平台4的方向。螺钉8的作用在下文中详细说明。
所述装置同样包括形成夹钳5的部件，所述夹钳5能够定位在平台4的管颈位置。所述夹钳的功能是过滤器支架的基底2相对于平台4的定位，并保持它的位置。所述基底因而保持居中抵抗螺钉8所施加的接触力，以按照下面的描述进行所述组件中的部件1，2，3的组装。
提供能够装配入夹钳5的环6。所述环的功能是在保持在平台4的相对位置的基底2的支撑面20周围指导环1和定环1的中心。
该装置还包括能够装配入环6的支撑件7。所述支撑件7的功能是应用对环1的接触力，所述环1在基底2的支撑面20周围被引导和定中心。
最后，在所述安装工具中，所述组件的部件1，2，3的组装由螺钉8保证。所述螺钉8能够通过被两个螺母91固定的夹钳9保持在平台4上。任何一个螺母91能够拧在垂直臂90上，并能够允许元件在严格平行的平面内下降。
在拧紧之前，通过装配所述设备和根据本发明的过滤组件的不同部件进行堆积，小心地引入过滤器3。
因此，通过在锥点旋紧固定螺钉8，后者靠于保持位置和极端安装位置之间的支撑件7，其中后者从基底2的支撑面20上脱离的位置靠于环1，其中所述支撑件7在基底的支撑面20周围的安装位置靠于环1本身。
图3A示出出了中间安装位置，在其中环1开始被凹入到基底2的管颈21，同时机械拉紧过滤器3背向支撑面20。因此，在该图中它可以理解为，在拧紧螺钉8的过程中支撑件7滑动进入环6，允许在环1的每一点上施加完全受控力。螺钉8的每一转从而使根据本发明的过滤组件的部件1,2,3平行平面靠拢在一起，直到过滤器3被拉紧并保持在环1和基底2之间。
微孔膜形式的不同的材料制成的可被用作本发明的过滤器3的很多过滤器，已被测试以验证它们用X射线荧光分析的可能性。
第一个测试涉及用具有钛Ti原子密度为14μg/cm2的二氧化钛TiO2纳米颗粒填充这些不同过滤器。
图4示出了对于分别由下面材料制得的过滤器通过X射线荧光光谱法测量的钛Ti信号：聚四氟乙烯(PTFE)，聚偏氟乙烯(PVDF)，聚醚砜(PES)，聚砜，混合纤维素酯(MCE)，尼龙和聚碳酸酯。
精读图4可清楚地看出，最强烈的信号来自聚碳酸酯(PC)制成的滤器。同样清楚地看出，由PTFE，PVDF，PES，聚砜，MCE和尼龙制成的过滤器获得的信号更小或为零。
第二个测试涉及研究取决于纤维性质或根据构成过滤器膜的通孔的过滤效率。由不同材料制备的和具有不同性质及不同孔径的多个过滤器用这种方式进行了渗透试验。
图5由此示出了这些试验的结果：它显示取决于不同过滤器上TiO2纳米颗粒的直径的穿透率。
从精读图5清晰地看出，对于所有的测试的过滤器，它们的截留效率大于99.5％，无论纳米颗粒的直径是否达到300nm。
同样清楚地看到，由PC制成的具有校准直径和受控密度的孔的过滤器具有与其他测试的纤维材料制成的过滤器相当的截留效率。
通过图6中例子描述的是由聚碳酸酯(PC)制成的装有氧化锌(ZnO)纳米颗粒的过滤器经分析后获得的X射线荧光光谱，用纳米颗粒填充的过滤器的现有填充密度为大约0.15μg/cm2。
本发明并不限定于上述的例子；尤其是有可能在没有在这里说明的变体中示例性例子的特征间进行组合。

Claims (20)

1.用于过滤纳米颗粒的过滤组件，包括：
-过滤器(3)，其具有能够在它们内部截留可能存在于欲通过所述过滤器的空气流中的纳米颗粒的孔，
-包括两部分的过滤器支架，这两部分是：
·下部基底构成部分(2)，其包括外围支撑面(20)，过滤器可以安放在该支撑面上；
·上部环形部分(1)，其能够安装在基底支撑面周围，在所述基底支撑面周围的环(1)的安装使得过滤器沿着安装方向的径向的拉紧成为可能，设计所述环和所述基底支撑面之间的安装间隙尺寸，以保持所述过滤器在机械应力下通过收聚以沿着安装方向的径向安放在支撑面上。
2.根据权利要求1所述的过滤组件，所述基底的支撑面和所述环的内部边缘具有0.3至0.8mm的曲率半径。
3.根据权利要求1所述的过滤组件，所述过滤器具有10至50μm的厚度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的过滤组件，所述过滤器的孔为校准直径为0.05至2μm的孔(22)。
5.根据权利要求4所述的过滤组件，所述过滤器的孔的密度为105至5×108/cm2。
6.根据前述权利要求任一项所述的过滤组件，所述过滤器的组成材料为选自饱和聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯的聚合物，尤其是由双酚A、芳香族聚醚、聚砜、聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、醋酸盐和硝酸纤维素制成的那些聚合物。
7.根据权利要求6所述的过滤组件，所述过滤器由聚碳酸酯(PC)制成。
8.根据前述权利要求任一项所述的过滤组件，所述环和所述基底由塑料材料制成，所述塑料材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰胺6(PA6)、聚酰胺66(PA66)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚甲醛共聚物(POM-C)、聚醚醚酮(PEEK)。
9.根据权利要求8所述的过滤组件，所述环和所述基底的一种或多种塑料材料包括一种或多种添加剂，尤其是能够赋予抗静电性能的添加剂。
10.根据前述权利要求任一项所述的过滤组件，所述基底(2)的支撑面(20)相对于在安装位置的所述环(1)突出10至1500μm的距离h。
11.根据前述权利要求任一项所述的过滤组件，所述基底在所述支撑面(20)的外围具有在安装位置所述环的平面支撑表面(21)。
12.根据权利要求11所述的过滤组件，所述平面支撑表面(21)在基底在安装位置构成所述环的调节管颈的底部。
13.根据前述权利要求任一项所述的过滤组件，所述环和所述基底支撑面之间的安装间隙为50至250μm。
14.根据前述权利要求任一项所述的过滤组件，所述底座在其外围有识别区域(23)，在所述识别区域上可布置有过滤器的识别标签。
15.根据权利要求14所述的过滤组件，所述识别标签为选自数据矩阵类型的字母数字代码和二维代码，及电子芯片，如RFID标签。
16.一种安装工具，旨在用于装配前述权利要求任一项所述的过滤组件，包括：
-平台(4)；
-形成夹钳(5)的部件，其能够被放置在基底上，用于定位和保持所述基底(2)在所述平台(4)的相对位置；
-环(6)，其能够放入所述夹钳，用于引导和给保持在所述平台相对位置的所述基底(2)的支撑面(20)周围的环定中心；
-支撑件(7)，其能够放入所述环，用于对所述引导的并以所述支撑面(20)为中心的环施加接触力。
17.根据权利要求16所述的装配工具，包括能够被保持在平台(4)上的螺钉(8)，以便被拧紧，目的是为了靠在保持位置和极端安装位置之间的支撑件(7)上，在保持位置中，所述支撑件从基底(2)的支撑面(20)上脱离的位置靠在环(1)本身，在极端安装位置中，所述支撑件(7)在基底(2)的支撑面(20)周围的安装位置靠在环(1)本身。
18.一种由权利要求17中所保护的安装工具实施的组装方法，所述方法根据以下列阶段进行：
-将夹钳(5)定位在平台(4)上；
-将所述基底(2)装配在夹钳中；
-将所述环(6)装配在夹钳中；
-引入所述过滤器(3)，以便它靠着并居中于基底(2)的支撑面(20)；
-将所述支撑件(7)装配在所述环(6)中；
-定位和保持所述螺钉(8)在平台(4)上；
-拧紧螺钉(8)，使其靠在支撑件(7)上，以使后者从其保持位置移动到其极端安装位置。
19.一种收集和分析纳米颗粒的方法，所述方法根据以下阶段进行：
-送气可能充满纳米颗粒的空气流使通过上述权利要求1-15任一项所保护的过滤组件的拉紧的过滤器(3)；
-将所述过滤组件引入到X射线荧光光谱仪；
-通过X射线荧光分析由所述过滤器截留的纳米颗粒。
20.根据权利要求19所述的收集和分析的方法，通过过滤器(3)的空气流的送气速率为0.1至10L.min-1。
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