環氧樹脂及相關產品標準(十五)
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――環氧樹脂工業污染物排放標準
附錄D
(規范性附錄)
揮發性有機物(VOCS)的測定 固體吸附-熱脫附氣相色譜-質譜法
D.1 原理
本方法使用無油采樣器采集廢氣，使廢氣通過裝有一種或多種固體吸附劑的吸附管(采樣管)，然后將吸附管放入加熱器中迅速加熱，待測物質從吸附劑上被脫附后，由載氣帶入氣相色譜的毛細柱中，經色譜分離后由質譜進行揮發性有機物(VOCS)的定性定量分析。
D.2 干擾及消除
本方法中只有與待測化合物有相似的質譜圖和氣相色譜保留時間的化合物才產生干擾。
常遇到的是同分異構體的干擾。吸附了待測化合物的采樣管被污染是本方法常遇到的一個問題，因此在整個采樣分析過程中對采樣管的制備、儲存和處理要特別小心。
D.3 方法的適用范圍
本方法適用于廢氣中揮發性有機物的分析，當采集樣品300ml時，每個分析物質的低檢出濃度≤0.5ppb。
D.4 名詞解釋
(1)一級脫附：吸附管被加熱后，有機物從吸附劑上脫附后直接由載氣帶入色譜柱中進行分離測定。
(2)二級脫附：吸附管被加熱后，有機物從吸附劑上脫附，載氣將有機物帶入儀器內部的二次吸附管中再次吸附，然后再迅速加熱脫附，由載氣帶入色譜柱中進行分離測定。
(3)吸附管：一般由不銹鋼或玻璃做成，外徑為6mm長度不等的圓管，管中間填有200mg的吸附劑，用于富集氣體中的VOCS。
(4)二次吸附管：細的(內徑＜3mm)內填有少量吸附劑的吸附管，該管一般在室溫或室溫以下的溫度下吸附，當有機物在該管富集后，再迅速升溫(一般升溫速度為40℃/s)，所有的有機物被快速脫附后，能形成一個窄的蒸氣帶進入色譜柱中。
(5)冷凍劑：一般為液氮、液體二氧化碳，用于二次吸附管在低溫富集有機物。
(6)穿透體積(BV)：當恒定濃度的分析物質穿過吸附劑時，在吸附劑的后端能檢出分析物質5%的濃度時進入吸附劑廢氣的總體積。
(7)保留體積(RV)：將吸附管當成色譜柱接到色譜后，通入載氣能使分析物質流出吸附管時的載氣體積稱為保留體積，該體積減去甲烷的保留體積則為有效保留體積。
(8)安全采樣體積：2/3的穿透體積定義為安全采樣體積。
(9)吸附劑的強度：吸附劑的強度代表吸附劑對VOCs 的吸附能力，對所有的VOCS，強吸附劑比弱吸附劑能提供較大的采樣體積。一般來講，弱吸附劑的比表面積少于50m2/g(包括Tenax®、Carbopack™/trap C 和Anasorb® GCB2)，中等強度的吸附劑的比表面積在100～500m2/g的范圍內(包括Carbopack™/trap B、Anasorb® GCB1、Porapaks 和Chromosorbs)，強吸附劑的比表面積在1000m2/g左右(包括Spherocarb®、Carbosieve™ SⅢ、Carboxen™1000和Anasorb® CMS類的吸附劑)。
D.5 吸附劑的選擇及吸附管的預處理
吸附管應為不銹鋼管或玻璃管，管的外徑為6mm，長度可以根據熱脫附儀器的要求而定，吸附劑的選擇可以根據所分析物質的特性參考表D-1、表D-2選擇，吸附劑選擇的原則為：
(1)具有較大的比表面積，即具有較大的安全采樣體積。
(2)具有較好的疏水性能，對水的吸附能力低。
(3)容易脫附，分析的物質在吸附劑上不發生化學反應。
表D-1 TENAX 吸附劑對一些化合物的保留體積
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化合物 |
|
|
苯 |
19 |
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甲苯 |
97 |
|
乙苯 |
200 |
|
二甲苯 |
200 |
|
正戊烷 |
20 |
|
戊烯-1 |
40 |
|
三氯甲烷 |
8 |
|
四氯化碳 |
8 |
|
1，2-二氯丙烷 |
10 |
|
1，1，1-三氯乙烯 |
6 |
|
四氯乙烯 |
80 |
|
三氯乙烯 |
20 |
|
1，2-二氯乙烷 |
30 |
|
1，3-二氯乙烷 |
90 |
|
氯苯 |
150 |
|
溴芳 |
100 |
|
二溴乙烯 |
60 |
|
溴苯 |
300 |
表D-2 常用的幾種吸附劑的使用范圍
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吸附劑 |
使用于分析物質的沸點范圍 |
高脫附溫度(℃) |
比表面積(m3/g) |
分析物質類型 |
|
CarbotrapC |
n-C8-n-C20 |
>400 |
12 |
烷基苯和脂肪烴 |
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CarbopackC | ||||
|
Ansorb GCB2 | ||||
|
Tenax TA |
沸點100～400℃ n-C7-n-C26 |
350 |
35 |
除苯之外的芳烴、非極性組分(沸點> |
|
Tenax GR |
沸點100～ n-C7-n-C30 |
350 |
35 |
烷基苯、揮發性PAH、PCB 以及Tenax TA 所分析的化合物 |
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Carbotrap |
(n-C4)n-C5-n-C14 |
>400 |
100 |
寬范圍的VOC，酮、醇、醛（沸點> |
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CarbopackB | ||||
|
Ansorb GCB1 | ||||
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Chromosorb102 |
沸點50～ |
250 |
350 |
適用于寬范圍的VOC，含氧化合物及揮發性低于二氯甲烷的鹵代烴 |
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Chromosorb106 |
沸點50～ |
250 |
750 |
適用于寬范圍的VOC，揮發性含氧化合物及烷烴 |
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PorapakQ |
沸點50～ n-C5-n-C12 |
250 |
550 |
適用于寬范圍的VOC 及含氧化合物 |
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PorapakN |
沸點50～ n-C5-n-C8 |
180 |
300 |
適用于吡啶、甲醇及部分揮發腈如丙烯腈、乙腈、丙腈等 |
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CarbosieveSⅢ* |
沸點-60～ |
400 |
800 |
適用于非常易揮發性的烷烴、鹵代烴和氟利昂 |
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Carboxen1000* | ||||
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AnsorbCMA* | ||||
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Zeolite Molecular |
