一种基于改性硅氧烷膜的挥发性有机物气体监测系统技术方案

本实用新型专利技术一种基于改性硅氧烷膜的挥发性有机物气体监测系统，涉及大气环境监测技术领域。依次由进气口1、气体选择性透过膜2、采样单元3、检测单元4、出气口5，气体传输管路6组成。环境空气由进气口1到达气体选择性透过膜2表面，基于分离层2

A volatile organic compounds gas monitoring system based on modified siloxane membrane

【技术实现步骤摘要】
一种基于改性硅氧烷膜的挥发性有机物气体监测系统


[0001]本技术涉及大气环境监测
，具体指一种基于改性硅氧烷膜，通过改变硅氧烷端基，选择性透过不同性质的挥发性有机物，通过切换不同改性膜，实现对环境空气中挥发性有机物气体选择性监测系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着经济社会的发展，大气污染问题日益明显。作为大气污染问题首要的来源之一，挥发性有机物(VOCs)的污染排放也愈发受到政府和人们的关注。随着大气污染监测工作的逐步开展和重视，挥发性有机化合物监测技术发展十分迅速。
[0003]目前的手持式光离子化检测器(PID)气体传感器只能测得VOCs的总量，无法区分所测物质的种类，无法实现物质的选择性监测，且测量受环境湿度影响较大。气相色谱
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氢离子火焰离子化检测器(GC
‑
FID)或气相色谱
‑
质谱仪(GC
‑
MS)监测VOCs时可以区分物质种类，但无法实现选择性监测，多个VOCs之间可能发生相互干扰，并且测量也受环境湿度影响。
[0004]基于硅氧烷材料可用作气体选择性透过膜，通过调节端基类型，可以调控膜的选择透过性。
[0005]因此，可以基于改性硅氧烷膜，开发一种挥发性有机物选择性监测方法，避免水对环境空气VOCs监测的影响，并实现对个别VOCs的选择性监测，以满足环境监测、环境执法的需求。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于克服现有技术存在的缺失和不足，提出一种基于改性硅氧烷膜的挥发性有机物气体监测方法，通过该方法可使得各型挥发性有机物监测系统实现对部分 VOCs的选择性监测，并避免水和其他环境空气中的挥发性有机物对监测仪器的影响，并提出一种基于上述方法的挥发性有机物气体监测仪。
[0007]本技术的技术方案如下：
[0008]本技术提出一种基于改性硅氧烷膜的挥发性有机物气体监测系统，是在挥发性有机物监测系统的采样单元设置气体选择性透过膜，其中，包括采样单元和检测单元。当环境空气通过进气口到达气体选择性透过膜，其中的VOCs选择性地透过该膜，经过挥发性有机物监测系统采样单元，到达挥发性有机物监测系统检测单元，最终获得待测挥发性有机物的浓度。
[0009]所述气体选择性透过膜包括三层结构，沿气体透过方向依次为分离层、支撑层、基底层。所述分离层基于改性硅氧烷材料，通过使用不同的改性硅氧烷材料，实现不同类别VOCs 的选择性透过。
[0010]进一步，所述气体选择性透过膜包括三层结构，沿气体透过方向依次为分离层、支撑层、基底层。所述分离层基于改性硅氧烷材料，通过使用不同的改性硅氧烷材料，实现不
同类别 VOCs的选择性透过。所述挥发性有机物监测系统包括采样单元和检测单元。当环境空气通过进气口到达气体选择性透过膜，其中的VOCs选择性地透过该膜，经过挥发性有机物监测系统采样单元，到达挥发性有机物监测系统检测单元，最终获得待测挥发性有机物的浓度。
[0011]本技术实现环境空气挥发性有机物的选择性监测，并通过使用不同的改性硅氧烷材料，实现不同类别VOCs的选择性透过，可以有效克服现有监测仪器选择性不高和更换监测目标物种成本较高的缺点。
[0012]本技术中，检测单元可为但不限于光离子化检测器、氢火焰离子化检测器、电子俘获检测器、单光子电离源
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质谱检测器、电子轰击
‑
质谱检测器、离子转移反应
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质谱检测器。本实施例采用光离子化检测器。
[0013]应用场景，除了环境空气监测，还包括污染源气体监测，气体富集，气体净化，气体回收，有毒气体报警。
附图说明
[0014]图1为本技术的挥发性有机物气体监测系统结构的示意图；
[0015]图2为本技术实施例气体选择性透过膜的结构示意图。
[0016]图中，1
‑
进气口；
[0017]2‑
气体选择性透过膜；2
‑1‑
分离层；2
‑2‑
支撑层；2
‑3‑
基底层；
[0018]3‑
采样单元；
[0019]4‑
检测单元；
[0020]5‑
出气口；
[0021]6‑
气体传输管路。
具体实施方式
[0022]以下结合附图和实施例对本技术作进一步的描述。
[0023]一种基于改性硅氧烷膜的挥发性有机物气体监测系统(如附图1所示)，依次由进气口1、气体选择性透过膜2、采样单元3、检测单元4、出气口5，气体传输管路6组成。
[0024]实施例，环境空气由进气口1到达气体选择性透过膜2表面，基于分离层2
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1不同的改性硅氧烷材料，环境空气中的VOCs选择性透过气体选择性透过膜的分离层2
‑
1，进入挥发性有机物监测系统采样单元3，经收集、进样后，到达挥发性有机物监测系统检测单元4，获得待测VOCs的浓度，经检测的废气由出气口5排出。气体经由气体传输管路6，依次从进气口1到达气体选择性透过膜2，采样单元3，检测单元4和出气口5。
[0025]所述气体选择性透过膜2由分离层2
‑
1、支撑层2
‑
2、基底层2
‑
3组成(如附图2所示)
[0026]所述采样单元3为一富集或者再进一步分离待测气体的含有吸附填料的富集管或各类型号的气相色谱柱或它们的组合。
[0027]进一步，所述2
‑
1分离层由改性硅氧烷材料组成。
[0028]本技术中，检测单元4可为但不限于光离子化检测器、氢火焰离子化检测器、电子俘获检测器、单光子电离源
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质谱检测器、电子轰击
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质谱检测器、离子转移反应
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质谱检测器。本实施例采用光离子化检测器。
[0029]本技术中，气体选择性透过膜的分离层材料可为各种可以对气体选择性透过的改性硅氧烷材料，至少为聚二甲基硅氧烷、氨基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚醚聚硅氧烷等。
[0030]本技术中，气体选择性透过膜的支撑层材料可为但不限于聚砜膜(polysulfone， PSF)、聚醚砜膜(polyethersulfone，PES)、聚偏氟乙烯膜(polyvilidine fluoride，PVDF)、聚醚酰亚胺膜(polyetherimide，PEI)、醋酸纤维素膜(cellulose acetate，CA)等。
[0031]本技术中，气体选择性透过膜基底层材料可为但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)无纺布等。
[0032]综上所述，本技术实现环境空气挥发性有机物的选择性监测，并通过使用不同的改性硅氧烷材料，实现不同类别VOCs的选择性透过，可以有效克服现有监测系统选择性不高和更换监测目标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改性硅氧烷膜的挥发性有机物气体监测系统，其特征在于，依次由进气口(1)、气体选择性透过膜(2)、采样单元(3)、检测单元(4)、出气口(5)，气体传输管路(6)组成。2.如权利要求1所述的一种基于改性硅氧烷膜的挥发性有机物气体监测系统，其特征在于，所述气体选择性透过膜(2)由分离层(2
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1)、支撑层(2
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2)、基底层(2
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3)组成。3.如权利要求1所述的一种基于改性硅氧烷膜的挥发性有机物气体监测系统，其特征在于，所述采样单元(3)为一富集或者再进一步分离待测气体的含有吸附填料的富集管或各类型号的气相色谱柱或它们的组合。4.如权利要求1所述的一种基于改性硅氧烷膜的挥发性有机物气体监测系统，其特征在于，所述检测单元(4)至少为光离子化检测器、氢火焰离子化检测器、电子俘获检测器、单光子电离源
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质谱检测器、电子轰击
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【专利技术属性】
技术研发人员：林长青，车祥，李跃武，高松，
申请(专利权)人：林长青，
类型：新型
国别省市：