一种大气细颗粒物在线萃取及定量浓缩装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于环保技术领域，具体为一种大气细颗粒物在线萃取及定量浓缩装置

【技术实现步骤摘要】
一种大气细颗粒物在线萃取及定量浓缩装置


[0001]本专利技术属于环保
，具体涉及大气细颗粒物在线萃取及定量浓缩装置
。

技术介绍

[0002]大气颗粒物是大气中存在的各种固态和液态颗粒状物质的总称，各种颗粒状物质均匀地分散在空气中从而构成一个相对稳定且巨大的悬浮系统
。
其中广泛受到关注的细颗粒物即
PM
2.5
是指大气中空气动力学当量直径小于或等于
2.5
微米的颗粒物，由于可吸入人肺故被称为可入肺细颗粒物，它的直径还不到人的头发丝粗细的
1/20
，是汽车尾气排放
、
火力发电
、
工业生产等过程中经过燃烧而排放的残留物，且大多含有重金属
、
芳香族化合物等有毒物质
。
尽管
PM
2.5
只是地球大气成分中微量的组分，但
PM
2.5
粒径小，富含大量的有毒
、
有害物质，且在大气中的停留时间长
、
输送距离远
,
故其对人体健康
、
地球温室效应等有重要的影响
。
为了对大气细颗粒物进行研究，研究人员会对大气细颗粒物进行一定时长的采集并进行处理
、
分析，通常采用的采集方式为主动采集方式，即使用泵将大气细颗粒物吸收并吸附在一种介质上，通常采用的介质包括石英膜
、
特氟龙膜等
。
然而，这种方法不可避免将带来繁杂的前处理过程，研究人员需要将膜剪碎
、
有机溶剂萃取
、
超声
、
浓缩
、
过滤
、
色谱柱提纯等一系列操作，如果是长期采样（半年
、
一年甚至三年），这些重复的操作将消耗大量的人力以及物力，且在此过程中极可能过度损失样品中的检测组分，造成监测数据上的偏差以及不稳定
。
故对于大气细颗粒物的采集，亟需一种前处理便利
、
价格低廉
、
重复性好且自动化程度高的采集装置以解决大气细颗粒物采集及处理过程繁杂的科研难题
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种前处理便利
、
价格低廉
、
重复性好且自动化程度高的大气细颗粒物在线萃取及定量浓缩装置
。
[0004]本专利技术提供的大气细颗粒物在线萃取及定量浓缩装置，其结构参见图1所示，包括：碰撞式
PM2.5
过滤器
1、
颗粒物采集瓶
2、
小流量体积流量控制器
3、
小流量真空泵
4、
二甲基乙酰胺有机试剂
5、
超声池
6、
馏分自动供给
/
收集一体泵
7、
真空平行浓缩仪
8、
自动馏分收集器9；其中：所述碰撞式
PM2.5
过滤器1与颗粒物采集瓶2的进气口通过配套管路连接（例如用
16
毫米钢管加
18
毫米导电硅胶管连接）；所述超声池6中加入有液面高度为
10
‑
15cm
的超纯水；所述颗粒物采集瓶2悬空于超声池6内腔中，即颗粒物采集瓶2底部与超声池6底部有一间距；颗粒物采集瓶2的出气口通过管路依次与小流量体积流量控制器
3、
定时真空泵4连接；定时真空泵4（通过抽力）用于将大气样品进入颗粒物采集瓶2中；小流量体积流量控制器3用于控制大气样品进入颗粒物采集瓶2中的流量；所述颗粒物采集瓶2的中部和底部位置处分别通过管路与自动供给
/
收集一体泵7连接；自动供给
/
收集一体泵7一方面将所述二甲基乙酰胺溶剂5通过一管路注入颗粒物采
集瓶2中，另一方面通过另一管路收集颗粒物采集瓶2中经过二甲基乙酰胺溶剂5溶解处理的大气样品；所述自动供给
/
收集一体泵7通过管路依次与真空平行浓缩仪8和自动馏分收集器9相连；真空平行浓缩仪8将经自动供给
/
收集一体泵7收集转移的样品溶剂浓缩至指定体积（一般为
0.5
‑
1.5
毫升）；然后将浓缩样品收集至自动馏分收集器9；所述馏分自动供给
/
收集一体泵7通过超纯硅胶管与颗粒物采集瓶2和真空平行浓缩仪8连接，供给
/
转移溶剂体积为
10
‑
20
毫升
。
[0005]本装置进行大气颗粒物采集过程中，碰撞式
PM2.5
过滤器1将
PM2.5
空气动力学当量直径小于或等于
2.5
微米的大气颗粒物筛选出来，并依靠小流量真空泵4所提供的抽力将以上筛选的颗粒物吸入装置；具体流程为：（1）在采样前，馏分自动供给
/
收集一体泵7在设定的时间下向颗粒物采集瓶2底部添加设定体积（根据采样时间需调整体积，
10
‑
20
毫升为采样半天的推荐体积）的二甲基乙酰胺（液相色谱级别）溶剂5；（2）采样时，启动小流量真空泵4，大气样品气流经过碰撞式
PM2.5
过滤器1进入颗粒物采集瓶2，在颗粒物采集瓶中产生旋转漩涡，气流中的
PM2.5
与颗粒物采集瓶中的二甲基乙酰胺试剂5发生碰撞并被吸附，由于该试剂高性能的萃取能力，
PM2.5
的有机组分将被二甲基乙酰胺试剂萃取并溶解于该试剂当中，以达到在线萃取的效果；（3）采样过程中，超声池6每隔一段时间（例如5‑8分钟）进行连续超声震荡一次（例如
20
‑
30
分钟），使
PM2.5
在有机试剂中充分溶解；（4）根据设定的采样时间周期（一般为
0.5
‑
24
小时），通过馏分自动供给
/
收集一体泵7，将二甲基乙酰胺试剂采集的样品溶液收集到真空平行浓缩仪8中；并在颗粒物采集瓶中注入新的二甲基乙酰胺试剂（
10
‑
15
毫升）；（5）根据真空平行浓缩仪8设定的浓缩体积（一般为
0.5
‑
1.5
毫升）
、
浓缩周期（一般为
0.5
‑2小时，但小于采样周期）
, 将样品溶液浓缩；（6）浓缩后样品溶液由自动馏分收集器9收集；装置按照设定时间往复循环，以实现大气细颗粒物的在线萃取及定量浓缩
。
[0006]本专利技术设计的大气细颗粒物在线萃取及定量浓缩装置，可取代传统的膜样品对大气细颗粒物进行采集，并省去膜样品膜剪碎
、
有机溶剂萃取等一系列的前处理过程，极大地解放人力
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种大气细颗粒物在线萃取及定量浓缩装置，其特征在于，包括：碰撞式
PM2.5
过滤器（1）
、
颗粒物采集瓶（2）
、
小流量体积流量控制器（3）
、
小流量真空泵（4）
、
二甲基乙酰胺有机试剂（5）
、
超声池（6）
、
馏分自动供给
/
收集一体泵（7）
、
真空平行浓缩仪（8）
、
自动馏分收集器（9）；其中：所述碰撞式
PM2.5
过滤器（1）与颗粒物采集瓶（2）的进气口通过配套管路连接；所述超声池（6）中加入有液面高度为
10
‑
15cm
的超纯水；所述颗粒物采集瓶（2）悬空于超声池（6）内腔中；颗粒物采集瓶（2）的出气口通过管路依次与小流量体积流量控制器（3）
、
定时真空泵（4）连接；定时真空泵（4）用于将大气样品进入颗粒物采集瓶（2）中；小流量体积流量控制器（3）用于控制大气样品进入颗粒物采集瓶（2）中的流量；所述颗粒物采集瓶（2）的中部和底部位置处分别通过管路与自动供给
/
收集一体泵（7）连接；自动供给
/
收集一体泵（7）一方面将所述二甲基乙酰胺溶剂（5）通过一管路注入颗粒物采集瓶（2）中，另一方面通过另一管路收集颗粒物采集瓶（2）中经过二甲基乙酰胺溶剂（5）吸收溶解的大气样品；所述自动供给
/
收集一体泵（7）通过管路依次与真空平行浓缩仪（8）和自动馏分收集器（9）相连；真空平行浓缩仪（8）将经过自动供给
/
收集一体泵（7）收集转移的样品溶液浓缩至指定体积；然后将浓缩样品溶液转移并收集至自动馏分收集器（9）
。2.
根据权利要求1所述的大气细颗粒物在线...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建民，熊海平，尚晓娜，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：