一种电离吸附富集装置

摘要

本发明涉及挥发性有机物的检测装置，具体为一种电离吸附富集装置。一种电离吸附富集装置，包括抽气泵、电离灯、电离吸附检测池、富集膜和电压发生器，其中电离吸附检测池包括电离灯保护罩和设置于保护罩底部的固定座，电离灯设置于电离灯保护罩内，电离灯的灯激化电压正引线座和灯激化电压负引线座和电压发生器连接，电离吸附检测池上分别连接有抽气泵和进气管，抽气泵和进气管都和电离灯保护罩内部空间连通，电离吸附检测池内还设置有正电极和负电极，富集膜位于负电极处。本发明可以广泛应用于环境检测，大气监测，水体检测，特殊环境检测分析、生物、医学和表面科学等领域中，对痕量挥发性有机物进行快速吸附富集，精准分析。

权利要求

1.一种电离吸附富集装置，其特征在于包括抽气泵（17）、电离灯（10）、电离吸附检测池、富集膜（4）和电压发生器，其中电离吸附检测池包括电离灯保护罩（15）和设置于保护罩底部的固定座（2），电离灯（10）设置于电离灯保护罩（15）内，电离灯（10）的灯激化电压正引线座（11）和灯激化电压负引线座（12）和电压发生器连接，电离吸附检测池上分别连接有抽气泵（17）和进气管（6），抽气泵（17）和进气管（6）都和电离灯保护罩（15）内部空间连通，电离吸附检测池内还设置有正电极（1）和负电极，富集膜（4）位于负极板处。

2.根据权利要求1所述的一种电离吸附富集装置，其特征在于正电极（1）与微电流检测器相连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种电离吸附富集装置，其特征在于富集膜（4）的制作材料为Tenax、分子筛、活性炭、聚二甲基硅氧烷或者上述材料的混合料。

4.根据权利要求1或2所述的一种电离吸附富集装置，其特征在于进气管（6）上还设有过滤阀芯（7）。

说明书

一种电离吸附富集装置

技术领域

[0001] 本发明涉及挥发性有机物的检测装置，具体为一种电离吸附富集装置。

背景技术

[0002] 现代化工业的发展非常迅速，应用非常广泛，在给人类带来方便的同时，其副作用带给人类非常大的危害，如挥发性有机物（VOCs）带来的环境污染变得非常严重。VOCs渗透到人类生活的方方面面，从化工厂的排放、运输储存等处的泄漏，垃圾焚烧带来的二噁英等，还有家装中材料中释放出的污染。虽然挥发性有机污染物是痕量，其浓度在ppm量级或小于ppm量级或低到ppb量级，但对人类的影响非常巨大，据信人类血液病的60%以上是这类化合物引起的，空气中更严重的污染物如二噁英等是引起人类近年来癌症高发的重要元凶之一。

[0003] 对于痕量VOCs的分析检测一直是分析化学家以及分析仪器工作者努力的目标，因为受制于现有的仪器检测极限，现行的方法是采用对痕量分析对象进行富集，以提高其相对浓度，然后通过物理或化学方法解析出来进行现有仪器的分析检测。现有的吸附富集方法采用大体积气流通过吸附剂，或将吸附材料长时间置于待测空气，这些方法的一个缺点是几乎对所有有机物都有吸附作用，吸附剂利用效率不高，由于在大气流吸附富集中受到突破体积的束缚，吸附剂必须足够多，这也会对以后操作造成一些不利影响，比如体积大，短时间解析需要热解析功率也大，杂质影响到分析；另外在静态吸附的方式中，时间需要足够长，定量会偏差很大。

发明内容

[0004] 本发明为了解决现在对痕量VOCs的分析检测效果有限的问题，提供了一种电离吸附富集装置。

[0005] 本发明是采用如下的技术方案实现的：一种电离吸附富集装置，包括抽气泵、电离灯、电离吸附检测池、富集膜和电压发生器，其中电离吸附检测池包括电离灯保护罩和设置于保护罩底部的固定座，电离灯设置于电离灯保护罩内，电离灯的灯激化电压正引线座和灯激化电压负引线座和电压发生器连接，电离吸附检测池上分别连接有抽气泵和进气管，抽气泵和进气管都和电离灯保护罩内部空间连通，电离吸附检测池内还设置有正电极和负电极，富集膜位于负电极处。

[0006] 工作时，在抽气泵的作用下，空气从进气管进入到电离吸附检测池内，电离灯产生紫外线，如果电离灯产生的紫外线光子能量为10.6eV，这种紫外线会使得电离能低于10.6eV的绝大多数挥发性有机物发生电离，再在电场作用下移动到负电极处的富集膜上。
吸附富集完成后，富集膜可以方便地从装置上取下来，通过萃取用于气相色谱仪和液相色谱仪以及气相色谱-质谱联用或液相色谱-质谱联用仪分析，萃取的方法可以是直接进样口热解析或热解析仪解析或液相萃取后用于气相色谱及液相色谱分析。本发明中挥发性有机物的电离是所谓的软电离，不产生离子碎片，保留了挥发性有机物的全部信息，挥发性有机物在负电极获得电子后成为中性分子还原为原分子；而对于电离能大于10.6eV的挥发性有机物电离吸附检测池不能电离，直接通过电离吸附检测池。因此此种吸附富集是选择性的，针对性强，效率极大提高。

[0007] 上述的一种电离吸附富集装置，正电极与微电流检测器相连接。微电流检测器能检测到挥发性有机物电离后的电子，微电流检测器得到的模拟信号通过A/D转换送到微处理器，经简单运算后可以得到实时的可电离挥发性有机物的近似浓度，供操作者参考。

[0008] 上述的一种电离吸附富集装置，富集膜的制作材料为Tenax、分子筛、活性炭、聚二甲基硅氧烷或者上述材料的混合料。

[0009] 上述的一种电离吸附富集装置，进气管上还设有过滤阀芯。

[0010] 本发明首次采用全新原理作为理论依据，用少量富集膜，短时间即可完成吸附富集，同时杂质几乎不会吸附。软电离不会破坏待测有机分子的结构，而绝大多数的VOCs的电离能低于10.6eV，所以该方法对绝大多数的VOCs有效，另外利用了电场作用，没有电离的有机物是不会被吸附富集的，因此就有吸附富集效率高的优势，也没有突破体积的局限，充分利用吸附材料，使得吸附材料用量很小，热解析时用到的电热功率会很小，解析时间短，短时间完全解析成为可能；用有机溶剂萃取时用到的有机溶剂也会少很多，降低成本也减少环境污染。同时由于是选择性电离，所以不会有高电离能化合物以杂质形式进入富集膜，分析结果更纯。本发明扩展功能后可以配置微电流检测器，由于采用了紫外光电离（PI），而微电流检测器是目前检测灵敏度最高的检测器之一，通过换算就可以实时估算现场VOCs总浓度，也可以作为一定的判断依据。本发明可以广泛应用于环境检测，大气监测，水体检测，特殊环境检测分析、生物、医学和表面科学等领域中，对痕量挥发性有机物进行快速吸附富集，精准分析。

附图说明

[0011] 图1为实施例一的结构示意图。

[0012] 图2为实施例二的结构示意图。

[0013] 图中：1-正电极，2-固定座，3-绝缘套，4-富集膜，5-进气接头，6-进气管，7-过滤阀芯，8-垫片，9-蝶形弹簧，10-电离灯，11-灯激化电压正引线座，12-灯激化电压负引线座，13-灯压紧弹簧，14-灯压紧螺母，15-电离灯保护罩，16-排气管，17-抽气泵，18-封面垫，19-正电极引线，20-膜压紧螺母。

具体实施方式

[0014] 实施例一：一种电离吸附富集装置，包括抽气泵17、电离灯10、电离吸附检测池、环形富集膜4和电压发生器，其中电离吸附检测池包括电离灯保护罩15和固定座2，电离灯保护罩15底部设有灯压紧螺母14，电离灯保护罩15内设有灯压紧弹簧13，电离灯10设置在电离灯保护罩15内，电离灯10的灯激化电压正引线座11和灯激化电压负引线座12和电压发生器连接，固定座2上设有螺纹段，固定座2上的螺纹段和灯压紧螺母14配合，固定座2上嵌固有绝缘套3，棒状正电极1插入到绝缘套内，环状负电极环绕在正电极一端周围，环形富集膜4设置于环状负电极处，电离灯后部还设有垫片8和蝶形弹簧9，固定座2上还设有进气接头
5，进气接头5上连接有进气管6，进气管6上还设有过滤阀芯7，电离灯保护罩上连接有排气管16，排气管16和抽气泵17连接。

[0015] 实施例二：一种电离吸附富集装置，包括抽气泵17、电离灯10、电离吸附检测池、圆片富集膜4和电压发生器，其中电离吸附检测池包括电离灯保护罩15和固定座2，电离灯保护罩15底部设有灯压紧螺母14，电离灯保护罩15内设有灯压紧弹簧13，电离灯10设置在电离灯保护罩15内，电离灯10的灯激化电压正引线座11和灯激化电压负引线座12和电压发生器连接，固定座2上设有螺纹段，固定座2上的螺纹段和灯压紧螺母14配合，片状正电极1设置于电离灯10的后部，正电极1与电离灯10之间设有封面垫18和绝缘套3，固定座2上还设有进气接头，进气接头上连接有进气管6，进气管6上还设有过滤阀芯7，固定座2上还连接有排气管16，排气管16和抽气泵17连接，圆片状负电极固定在固定座2内，且和正电极1相对，圆片富集膜4固定在负电极处，富集膜4通过膜压紧螺母20压紧。