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国内外流行的VOCs检测方法与VOCs检测器

更新时间:2020-12-18 14:59:30

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应用介绍


 

 

VOCs是什么

根据世界卫生组织(WHO)的定义,VOCs(volatile organic compounds)是在常温下,沸点50℃至260℃的各种。在我国,VOCs是指常温下饱和蒸汽压大于70 Pa、常压下260℃以下的有机化合物,或在20℃条件下,蒸汽压大于或者等于10 Pa且具有挥发性的全部有机化合物。

随着人们对VOCs气体的危害意识加强,VOCs的检测方法与检测仪器也在不断升级进步。

VOCs检测方法

国外尤其是美国在空气中挥发性有机物的仪器方法主要为气相色谱法和气相色谱-质谱法。采样方式主要为容器捕集法、固体吸附剂采样法两大类。吸附剂又分为活性炭、担体(也称载体)和热脱附管等类。

我国早期的分析方法中大多是固体吸附剂吸附-溶剂解吸-气相色谱法,吸附剂对空气样品有富集的作用,方法的检出限比较低,测定成本低,但存在采样时间长、吸附剂穿漏、解吸/解析效率以及二次污染等缺陷。在后面,我国的采样和分析方法逐步和国际先进方法接轨

目前国内外最普遍使用的就是气相色谱法GC.该方法具有效率高、速度快、监测范围广、灵敏度高等优点,是分析VOCs 的重要手段之一。

VOCs检测器

对于检测器的选择,国内外通常使用的检测器有:氢火焰离子化检测器(FID)、电子捕获检测器(ECD)、光离子化检测器(PID)和质谱检测器(MSD)

 

1. 氢火焰离子化检测器(FID)是一种通用型检测器,是气相色谱中常用的检测器

 

具有灵敏度高、线性范围宽、稳定性好、响应迅速等优点,被广泛用于挥发性碳氢化合物和许多含碳有机物的检测;FID的突出优点是对几乎所有的有机物均有响应,特别是对烃类灵敏度高且响应与碳原子数成正比。它对H2O 、CO2 和CS2 等无机物不敏感,对气体流速、压力和温度变化不敏感。它线性范围广,结果简单,操作方便。它的死体积几乎为零,可与毛细管柱直接相连。因此,FID无论在过去的填充柱时期,还是毛细管柱逐渐普及的今天,均得到普遍的应用。FID的缺点为:气路相对杂质,操作中的点火或获得最佳性能要反复调节气流比,这点与其它检测器相比显得麻烦

 

2. 电子捕获检测器(ECD)是灵敏度最高的气相色谱检测器,同时又是最早出现的选择性检测器。

 

它仅对那些能俘获电子的化合物,如卤代烃、含 N、O和 S等杂原子的化合物有响应。由于它灵敏度高、选择性好,也是放射性离子化检测器中应用最广的一种.被广泛应用于生物,医药,农药,环保,金属鳌合物及气象追踪等领域。ECD虽然有灵敏度高的特点,但是其不足之处也很明显:首先是在日常操作中需要注意事项特别多,若不注意,立刻会引起稳定性变坏,灵敏度大幅度下降,线性变窄,因此,常误认为是一个不好操作的检测器同时,ECD建立色谱分析方法比较困难和费时,如:样品的予处理、色谱柱制备老化、系统的干净程度、使用的溶剂器皿等都要有特别必要的要求。

 

3. 质谱检测器(MSD)是一种质量型、通用型检测器,对所有适合于GC检测、能离子化的化合物都能给出响应。

 

由于质谱具有更高的灵敏度,较强的定性能力以及能够提供相对分子质量与结构信息等优势,改善了气相色谱定性的局限性,现在气相色谱-质谱法(GC/MS)越来越广泛被应用于环境中VOCs 的检测。MSD的优点是测量准确,对适合于GC检测,能力字画的化合物都能给出响应;其缺点为MSD数据处理工作量非常大,必须配合计算机系统才能有效工作,且花费价格高昂。

 

4. 光离子化检测器(PID)PID(Photo Ionization Detector)光离子化检测器是一种主要用于监测大气中VOCs的传感器。

 

原理是有机气体在紫外光源的激发下会产生气体的电离,PID使用了一个UV(紫外线)灯,有机物在紫外灯的激发下离子化,被离子化的“碎片”带有正负电荷,从而在两个电极之间产生了电流。检测器将电流放大,通过仪器仪表设备就可以并显示出VOCs气体的浓度。光离子检测器的优点是具有非破坏性,并且传感器体积小,可以应用的环境广泛,并且随着传感器技术的提高,其检测精度也不输于大型的检测仪器。

 

新世联代理的英国Alphasense PID-AH传感器分辨率为1ppb,灵敏度达到了20mv/ppb以上,满足并实现了大气VOCs的精准检测,监测需求。

目前PID-AH的技术已经十分成熟,其被应用在了大量的工业项目中。

PID而言,其应用主要有:主要为炼油工业监测,危险化学品泄露的紧急处理,泄漏危险区域界定,油罐油站安全监测,有机物排放净化效率监测等。

 

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