CN116264149A - 一种除水吸附一体的富集装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种除水吸附一体的富集装置和方法，发明装置包括三通阀、富集腔体、开关阀和飞行时间质谱仪，各装置间依次通过管路连接；所述富集腔体包括加热保温层、吸附材料、Nafion管；所述加热保温层和Nafion管位于富集腔体的内部，吸附材料位于加热保温层和Nafion管之间的夹层内。本发明专利可以将环境中痕量物质在线除水和富集，装置小巧，操作简单。且该装置和方法非常新颖，将除水集成在富集装置中避免环境对样品检测的影响，有利于样品的定性定量分析。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种除水吸附一体的富集装置和方法。
背景技术
随着社会的迅速发展，人们生活水平不断提高的同时，对环境污染问题的关注越来越多。其中挥发性有机物以其毒性高、危害大，部分还具有致癌、致畸、致基因突变的特点而受到广泛的重视。因此对于环境中挥发性有机物的在线监测就变的非常重要。但环境中挥发性有机物的含量通常很低，分析仪器难以直接检测到，因此需要增加前处理方法，通过富集将物质进行浓缩之后再解析进样，实现痕量物质的在线监测。文献中通常采用的膜进样质谱通过膜装置完成进样，能够快速的检测到环境中痕量的挥发性有机物，因此被广泛的应用于痕量挥发性有机物的快速在线检测。样品通过参透-扩散-吸附原理，首先气体吸附在膜的表面，然后在膜中扩散，最后在膜的另外一侧解析进入质谱，操作简单，结合除水装置，有效的消除了干扰，灵敏度高，检测限可以达到10-9(V/V)量级。其中膜进样中最常用的富集膜是硅橡胶有机膜(PDMS)。当气体样品通入时，由膜两侧气压不同而引起的压力差的推动下，样品中的挥发性有机物由于在膜中的溶解度的不同从而在膜中的。
发明内容
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种除水吸附一体的富集装置，包括富集腔体和飞行时间质谱仪；所述富集腔体的内层设有Nafion管，富集腔体的中间层设有加热保温层，加热保温层和Nafion管之间的夹层内还设有吸附材料；所述Nafion管的外侧设置有保护筒，所述保护筒上设置有还设置有吹扫气入口、吹扫气出口，Nafion管的左右两端设置有样品气入口、样品气出口；所述加热保温层的内壁上还设置有载气入口和载气出口；所述吹扫气入口、吹扫气出口、样品气入口、载气入口和载气出口均从内壁向外延伸至富集腔体外，样品气出口设置在Nafion管和吸附剂材料之间。
进一步地，所述富集装置还包括三通阀和开关阀，所述三通阀设置在载气入口的一端，所述开关阀设置在载气出口和飞行时间质谱仪的中间。
进一步地，所述加热保温层的侧面还设置了电加热元件，加热后维持温度的恒定。
一种除水吸附一体的方法，包括以下步骤：
1)样品气体经Nafion管吹扫除水后进入吸附材料；
2)加热保温层加热，样品进行解析
3)打开三通阀和开关阀，通入载气，载气将解析出来的样品通入到飞行时间质谱仪中进行检测分析。
进一步地，所述加热保温层加热的温度为95-110℃。
进一步地，所述吸附材料为Carbopack B和Carboxen-1000。
进一步地，所述样品被吸附后样品气体经三通阀排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明专利可以将环境中痕量物质在线除水和富集，装置小巧，操作简单。且该装置和方法非常新颖，将除水集成在富集装置中避免环境对样品检测的影响，有利于样品的定性定量分析。
附图说明
图1为一种除水吸附一体的富集装置和方法示意图。
图中1.富集腔体，2.加热保温层，3.吸附材料，4.Nafion管，5.三通阀，6.开关阀，7.飞行时间质谱仪，8.样品气入口，9.样品气出口，10.吹扫气入口，11.吹扫气出口，12.载气入口，13.载气出口。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明处理工艺作进一步说明。
如图所示，一种除水吸附一体的富集装置，包括富集腔体和飞行时间质谱仪。富集腔体包括加热保温层2、吸附材料3、Nafion管4，富集腔体的内层设有Nafion管，富集腔体的中间层设有加热保温层，加热保温层和Nafion管之间的夹层内还设有吸附材料，加热保温层的侧面还设置了电加热元件，加热后维持温度的恒定。加热保温层的加热温度为95-110℃，吸附材料为Carbopack B和Carboxen-1000。
Nafion管的外侧设置有保护筒，保护筒上设置有还设置有吹扫气入口10、吹扫气出口11，Nafion管的左右两端设置有样品气入口8、样品气出口9，加热保温层的内壁上还设置有载气入口12和载气出口13；吹扫气入口、吹扫气出口、样品气入口、载气入口和载气出口均从内壁向外延伸至富集腔体外，样品气出口设置在Nafion管和吸附剂材料之间。
该装置还包括三通阀和开关阀，所述三通阀设置在载气入口的一端，所述开关阀设置在载气出口和飞行时间质谱仪的中间。
样品气体经样品气入口进入Nafion管4，Nafion管使用吹扫气体吹扫，进行除水，样品气体流经Nafion管4从样品气出口流出，扩散至填充有吸附材料3，样品气体被吸附，加热保温层对整个富集腔体进行加热保温，被吸附的样品进行解析，样品被吸附后样品气体经三通阀的NO端排出。当富集解析温度达到95-110℃后，打开三通阀和开关阀，通入载气，载气将解析出来的样品载带至飞行时间质谱仪进行检测。检测完毕后关闭加热进行降温，当温度降至室温时整个富集检测过程完毕。
Claims (7)
1.一种除水吸附一体的富集装置，其特征在于，包括富集腔体和飞行时间质谱仪；所述富集腔体的内层设有Nafion管，富集腔体的中间层设有加热保温层，加热保温层和Nafion管之间的夹层内还设有吸附材料；所述Nafion管的外侧设置有保护筒，所述保护筒上设置有还设置有吹扫气入口、吹扫气出口，Nafion管的左右两端设置有样品气入口、样品气出口；所述加热保温层的内壁上还设置有载气入口和载气出口；所述吹扫气入口、吹扫气出口、样品气入口、载气入口和载气出口均从内壁向外延伸至富集腔体外，样品气出口设置在Nafion管和吸附剂材料之间。
2.根据权利要求1所述的一种除水吸附一体的富集装置，其特征在于，还包括三通阀和开关阀，所述三通阀设置在载气入口的一端，所述开关阀设置在载气出口和飞行时间质谱仪的中间。
3.根据权利要求1所述的一种除水吸附一体的富集装置，其特征在于，所述加热保温层的侧面还设置了电加热元件，加热后维持温度的恒定。
4.权利要求1-3所述的一种除水吸附一体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)样品气体经Nafion管吹扫除水后进入吸附材料；
2)加热保温层加热，样品进行解析
3)打开三通阀和开关阀，通入载气，载气将解析出来的样品通入到飞行时间质谱仪中进行检测分析。
5.根据权利要求4所述的一种除水吸附一体的方法，其特征在于，所述加热保温层加热的温度为95-110℃。
6.根据权利要求4所述的一种除水吸附一体的方法，其特征在于，所述吸附材料为Carbopack B和Carboxen-1000。
7.根据权利要求4所述的一种除水吸附一体的方法，其特征在于，所述样品被吸附后样品气体经三通阀排出。
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