一種吸附熱脫附聯用氣相色譜質譜測定大氣中苯系物的方法
【專利摘要】本發明公開了一種吸附熱脫附聯用氣相色譜質譜測定大氣中苯系物的方法，測定時先選擇合適的陰、陽離子合成離子液體，然后涂覆在惰性的玻璃纖維材料，經過一定溫度的老化再充填到常規的熱脫附吸附管中，由于離子液體有較強萃取富集效率，可萃取富集大氣中痕量的污染物，吸附劑采用離子液體涂覆在惰性的玻璃纖維上，由于離子液體的穩定性，高萃取效率，改善被測物的檢測限，其特征在于合成離子液體1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([[C8mim][PF6])，稱取一定量的干潔的玻璃纖維，涂覆上述已制備好的離子液體，放在一定溫度下烘干，取出備用，各種參數的選擇：試驗了大氣采樣器、熱脫附等各種參數，最后能成功地分離并萃取大氣中痕量的污染物。
【專利說明】一種吸附熱脫附聯用氣相色譜質譜測定大氣中苯系物的方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種吸附熱脫附聯用氣相色譜質譜測定大氣中苯系物的方法

【背景技術】
[0002]為了對空氣排放進行監視，環境管理機構經常需要測量煙氣流量。隨著人們對工業過程空氣排放所引起的環境問題越來越關心，強烈需要確切知道排放到大氣中的某種氣體的量。這些氣體中，NO X(如NO和NO 2)和SO X(如SO 2和SO 3)是人們最關心的，因為它們對光化學空氣污染和酸雨起了一定作用，很多國家已經嚴格限制這些氣體排入環境的量。
[0003]為了執行這些空氣排放限制，環境管理機構需要常常(若不是連續)測量某種受管制氣體的空氣排放量。為此，必須在氣源(例如廢煙氣中)處采樣，測量這些氣體的濃度，同時測量與氣體采樣同一位置的煙氣流量。各種的流量測量和廢煙氣采樣方法是已知的且在文獻也有所報道，例如參見 Industrial Ventilat1n, 20thEdit1n, 1988, Ch.9,9-1至9-28頁，方法1-穩定氣源的采樣和速度橫向分布，NSPS檢測方法，美國環境保護署，技術支持部，0AQPS，排放測量技術信息中心，技術公文，EMTIC TM-OOI, December 15，1988，以及其中的參考文獻；方法IA-小型煙道和風道的穩定氣源的采樣和速度橫向分布，NSPS檢測方法，美國環境保護署，技術支持部，0AQPS，排放測量技術信息中心，技術公文，EMTICTM-OO1A，February 14，1989，以及其中的參考文獻。方法2-煙氣速度和體積流率的測定方法(S型皮托管)，NSPS檢測方法，美國環境保護署，技術支持部，0AQPS，排放測量技術信息中心，技術公文，EMTIC TM-002, February 3，1989，以及其中的參考文獻；工廠管理者對空氣排放的保證，American Glass Review, 7-9 頁，November, 1992。
[0004]正如上述出版物中的詳述，一般來說，欲測量流率的采樣點是按下面的原則選定的，在管式風道或煙道的情況下，采樣點在由煙道的任何彎頭、擴大或縮小部分引起的任何流體擾動的上游至少8倍煙道或風道直徑和下游2倍直徑處。在矩形煙道或風道的情況下，采樣點必須距任何流體擾動有一定的距離，該距離按下式定義為D:D = 2Lff/(L = W)其中L和W為煙道或風道的橫截面尺寸。在選定采樣點后，為確定在此采樣位置的氣體速度分布，需在煙道或風道的橫截面的不同點進行8到12個點的氣速測量。用一個定向探測裝置或皮托管裝置測得的差壓可確定氣體速度。當差壓等于或大于0.05英寸H 20柱時，可用一個標準測壓計或等效裝置來測量差壓。對于較低的氣速，當差壓小于0.05英寸H 20柱時，必須用經管理人員批準的更靈敏的差壓儀。
[0005]通常濃度的測量是直接進行的，但流量的測量則不是直接進行。這是因為一般測量所用的氣體分析儀是以干氣為基礎測量某種受管制氣體的濃度(從氣樣中脫除濕氣)，而傳統的氣體流量測量則是以濕氣為基礎(有濕氣存在)。
[0006]在大多數情況中，煙氣中的含濕量相當可觀，可高達10-30% (體積)。為計算排放到大氣中的某種氣體量，氣體流量測量必須校正成表示有類似在分析中存在的含濕量的有效氣體流量。此外，目前工業煙氣所用的流量測量法如皮托管法或熱導率法，實際測量的是表觀氣速，而不是體積流量，為計算總體積流率，因此都需要確定橫跨煙道直徑的氣速分布，為達到此目的，必須在距任何幾何變化幾倍直徑處的煙道或風道直段內進行測量，這些幾何變化可能會引起湍流或非均勻氣速分布，然后才可能由速度分布和煙道橫截面積計算總氣流量。
[0007]由于該要求，大部分空氣排放測量必須在很不方便的位置進行，例如在大型工業煙道的中段進行。除了煙道或風道幾何形狀的要求外，還有最小氣速的限制。這種限制的實際值是由相應的環境管理條例來確定，但一般該限值定在約每秒幾英尺，但在實際情況中不可能總能達到該最小氣速限值。一個值得注意的實例是燃燒爐如熔玻璃爐已由空氣燃燒型變成氧氣燃燒型的情況。由于燃料費用較高，且可接受的空氣排放特別是NO X的排放限制較低，推動了越來越多采用燃燒過程的工廠由空氣-燃料型變為100%氧氣-燃料型燃燒，因而急劇降低了燃燒室內的含氮量，同時達到提高燃料效率和降低NO X的目的。在這種轉變型的過程中，空氣排放的體積也降低，使得氣速限值降低至用傳統方法進行煙道氣流量測量的可接受量以下，因而很難確定排放是否在環境法的允許范圍內，使得環境保護機構不能充分執行空氣排放管理。唯一的替代方法是以若干工藝參數為基礎預測煙氣流量，由這種計算估計流率。
[0008]目前常用的方法如在上面提到的文獻中所述的皮托管裝置和質量流量裝置中存在的最主要問題是，這些方法都是直接確定氣速而不是體積流量。這樣為確定體積流量，就需要確定煙道、風道或其它采樣位置的橫向氣速分布。這就會產生較大的誤差，并且在采樣位置和氣速范圍上限制了早先的技術。在早先的技術中為了更好地確定氣速分布，需要橫跨煙道或風道的直徑或寬度進行若干點測量。橫截面積越大則所需的橫向采樣點越多。在有些情況下，需高達20至40個測量點來確定一個體積流量，如上述IndustrialVentilat1n參考文獻9、4、9節所指出的情況。
[0009]先有技術方法的另一個缺點是很容易受到顆粒沉積和腐蝕的影響。很臟和/或腐蝕性氣氛的情況會使這些方法更多地產生誤差，如一般在工業煙道中常見的情況。在皮托管法的情況中，測量壓降的小孔甚至被部分堵塞，由于一般所測的壓降很低，因而會大大影響所測的氣速。在質量流速測量中，任何顆粒沉積或與表面氧化物生成有關的腐蝕也會導致由傳感器的熱位差數據整理氣速時產生較大的誤差。
[0010]Industrial Ventilat1n, 20th Edit1n, 1988Ch.9，§ 9.4.9 中披露了測量空氣流量的另一種方法，所披露的方法包括連續測量與進入的空氣流一起通入一個或多個進氣口(通風櫥或風道口)的示蹤氣體。在完全混合且系統建立平衡后，在下游某一點收集氣樣-通常是在或靠近流出點外-并且確定出口氣流中示蹤氣體的濃度。由出口記錄的稀度和進料氣體濃度很容易計算空氣流率(空氣流率等于進料速率除以示蹤氣濃度)。按下列條件選擇所披露的示蹤氣體；(I)容易收集和分析，(2)在所研究的過程中不是天然存在的，(3)在風道系統中不會化學或物理吸收，(4)與氣流的其它組分不反應，以及(5)無毒或無爆炸性。用示蹤氣測量來確定流量的傳統方法對于長期或連續進行的大工業流率測量是不可行的，如工業煙道氣測量的情況。
[0011]現有的氣相色譜是目前色譜領域使用最廣泛、也是目前氣體及揮發性物質最有效的分析手段。但大氣中一些痕量的有機污染物由于含量較低，不能進行常規進樣檢測，熱脫附就是在此基礎上發展起來。目前用于捕集空氣中的各種揮發性有機污染物主要是一些固體吸附材料(而作為吸附劑是填充在熱脫附管中專門富集待測的物質):它們主要有活性碳、碳分子篩、各種多孔高分子聚合物及多孔硅球等，它們的吸附特性主要取決于吸附劑的比表面積、孔徑分布、極性、顆粒度及相對密度等。這些吸附劑具有自身的優點，但價格較高，使用戶無法接受。


【發明內容】

[0012]本發明的目的在于提出一種吸附熱脫附聯用氣相色譜質譜測定大氣中苯系物的方法。
[0013]為達此目的，本發明采用以下技術方案:
[0014]一種吸附熱脫附聯用氣相色譜質譜測定大氣中苯系物的方法，測定時先選擇合適的陰、陽離子合成離子液體，然后涂覆在惰性的玻璃纖維材料，經過一定溫度的老化再充填到常規的熱脫附吸附管中，由于離子液體有較強萃取富集效率，可萃取富集大氣中痕量的污染物，吸附劑采用離子液體涂覆在惰性的玻璃纖維上，由于離子液體的穩定性，高萃取效率，改善被測物的檢測限，其特征在于合成離子液體丨-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([[C8mim] [PF6])，稱取一定量的干潔的玻璃纖維，涂覆上述已制備好的離子液體，放在一定溫度下烘干，取出備用，各種參數的選擇:試驗了大氣采樣器、熱脫附等各種參數，最后能成功地分離并萃取大氣中痕量的污染物。

【具體實施方式】
[0015]實施例1
[0016]一種吸附熱脫附聯用氣相色譜質譜測定大氣中苯系物的方法，測定時先選擇合適的陰、陽離子合成離子液體，然后涂覆在惰性的玻璃纖維材料，經過一定溫度的老化再充填到常規的熱脫附吸附管中，由于離子液體有較強萃取富集效率，可萃取富集大氣中痕量的污染物，吸附劑采用離子液體涂覆在惰性的玻璃纖維上，由于離子液體的穩定性，高萃取效率，改善被測物的檢測限，其特征在于合成離子液體丨-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([[C8mim] [PF6])，稱取一定量的干潔的玻璃纖維，涂覆上述已制備好的離子液體，放在一定溫度下烘干，取出備用，各種參數的選擇:試驗了大氣采樣器、熱脫附等各種參數，最后能成功地分離并萃取大氣中痕量的污染物。
[0017]1、離子液體1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([[C8mim] [PF6])的合成:原料1-甲基咪唑和1-氯正辛烷按1: 1.2(物質的量)的比例混合，然后在801:下回流2411。反應完畢后趁熱用分液漏斗分出下層的離子液體；用少量的乙酸乙酯洗滌離子液體3?5次，而后在75°C真空干燥12h，冷卻至室溫后取出，得到產物氯化1-辛基-3-甲基咪唑([C8mim]Cl)。將[C8mim]Cl溶于少量水中，加入六氟磷酸鉀固體，在常溫下攪拌12h，分層后分出下層離子液體，用少量水洗滌，在洗過離子液體的水中滴加lmol/L的AgN03水溶液數滴后無白色沉淀產生，表明其中的Cl-已被除凈。產物在70°C真空干燥12h，得到最終產物[C8mim][PF6]。2、吸附熱脫附管的制備:稱取一定量的干潔的玻璃纖維，涂覆上述已制備好的離子液體，放在一定溫度下烘干，取出備用。3、各種參數的選擇:試驗了大氣采樣器、熱脫附等各種參數，最后能成功地分離并萃取大氣中痕量的污染物
[0018]顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。
【權利要求】
1.一種吸附熱脫附聯用氣相色譜質譜測定大氣中苯系物的方法，包括(I)制備離子液體:選擇合適的陰離子或陽離子制備離子液體；(2)涂覆填充:將離子液體涂覆在惰性的玻璃纖維材料，在一定溫度條件下老化，然后填充到熱脫附吸附管中，由于離子液體有較強萃取富集效率，可萃取富集大氣中痕量的污染物，吸附劑采用離子液體涂覆在惰性的玻璃纖維上，由于離子液體的穩定性，高萃取效率，改善被測物的檢測限，其特征在于合成離子液體1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([[C8mim] [PF6])，稱取一定量的干潔的玻璃纖維，涂覆上述已制備好的離子液體，放在一定溫度下烘干，取出備用，各種參數的選擇:試驗了大氣采樣器、熱脫附等各種參數，最后能成功地分離并萃取大氣中痕量的污染物。
【文檔編號】G01N30/06GK104297386SQ201410617984
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年11月5日 優先權日:2014年11月5日
【發明者】華文蔚 申請人:華文蔚