密闭舱内VOCs现场快速定量检测技术与装置研究

该文发展了可对压强变化的密封舱实现计量采样-富集的采样技术,基于薄壳金属筒式低功耗均温色谱柱组件,结合微池热导检测器/小型氢火焰离子化检测器,建立了一种对密闭舱内挥发性有机物(VOCs)进行现场快速定量检测的方法和装置。根据负压罐和密封舱的压强差值和绝压值以及温度,计算出有效采样体积(折算到标准大气压),进而计算出富集倍数。当有效采样体积为100 mL时,对甲苯的富集倍数大于400倍。所研制的色谱柱组件将色谱柱紧密排绕在薄壳式金属筒外层,加热丝紧密排绕在金属筒内侧,可实现小于0.4℃的均温效果和40℃/min的程序升温速率。在以10℃/min加热至300℃过程中,功耗低于35 W,300℃恒温加热功率仅需28 W。将色谱柱组件的分离性能(包括半峰宽、柱效、分离度和重复性)与实验室进口色谱仪炉箱得到的结果进行对比,发现两种加热方式得到的色谱分离性能相当。采用多种VOCs样品对采样-富集性能进行评价。在高速分离模式下,5 min内可实现53种VOCs的快速分离,半峰宽均小于0.8 s。研制出的整机已应用于烃类、苯系物、醇类、醛酮类等多种VOCs的快速分析,并与商品化便携式气相色谱或气相色谱-质谱的性能参数进行了对比,结果满意。