非甲烷總烴是指烴類中除甲烷以外的化合物,其包括烴類的烷烴、烯烴和芳香烴等,是空氣污染和溫室氣體排放的重要成分,對氣候變化和環境污染都有著重要的影響。為了更好地監測和控制非甲烷總烴的排放,非甲烷總烴分析儀作為一種重要的檢測手段,得到了廣泛的應用。
一、原理
非甲烷總烴分析儀是利用吸附-脫附技術、化學熒光法、氣相色譜法、質譜法等原理對非甲烷總烴進行檢測。
1、吸附-脫附技術
該技術是將待檢氣體在吸附劑上吸附,然后升溫脫附,利用脫附后的氣體在檢測器上的信號差異來分析待檢物質的濃度。吸附劑通常采用高比表面的固體材料,如硅膠、氧化鋁、活性炭等。該技術具有靈敏度高、分辨率好、適用范圍廣等優點。
2、化學熒光法
該技術是利用熒光性質發生變化而進行分析的方法。待檢樣品在光激發下通過化學反應產生熒光,熒光強度與物質濃度成正比。該技術具有分析速度快、可靠性高、適用范圍廣等優點。
3、氣相色譜法
該技術是將待檢氣體分離成各種組分后進行檢測。氣相色譜儀通過氣態樣品經柱塞傳遞和分離,然后通過檢測器檢測各組分。該技術具有精度高、分辨率好、選擇性強等優點。
4、質譜法
該技術是利用物質在質譜儀內的電子能量狀態差異而進行分析的一種方法,通過質譜儀對每種化合物進行鑒定和定量。該技術具有高靈敏度、高分辨率、高選擇性等優點。
二、分類
根據不同的檢測原理和檢測精度等,可分為以下幾類:
1、活性炭氣相色譜法
該方法采用大量活性炭作吸附劑,在吸附和脫附過程中使用氫氣和氮氣來清洗,具有快速、靈敏和可靠的優點,適用于高精度檢測,但缺點是不能檢測較輕的C1-C2烴類。
2、氮化硼管熒光分析法
該方法采用氮化硼管作為檢測器,以低溫物理吸附劑捕捉烷類氣體,適用于C2-C10烷類氣體的檢測,但對亞甲基烷類無法檢測。
3、氣相色譜熒光檢測法
該方法采用有機毛細管柱進行化合物的分離與富集,再使用熒光檢測器檢測樣品,適用于C2-C12烴類氣體濃度的檢測,但需要預處理,費用較高。
4、化學熒光法
該方法采用熒光法進行檢測,由于其在檢測過程中可以同時檢測很多種芳香烴類或烴類氣體,故適用于多種氣態有機物的分析。該方法還可以測定煙氣中苯和多環芳香化合物,但對于較高濃度的混合物測量效果較差。
三、應用
1、環境監測
可以檢測汽車尾氣、室內外空氣質量、大氣污染、溫室氣體排放等環境監測領域。
2、工業生產
可以檢測各類工業廢氣,如煉油、制藥、印染、涂裝、食品等工業廢氣。還可以用于制備藥物、石化工業等領域。
3、科研
可用于科學研究,如動植物的揮發性成分分析、地下水的有機化合物分析等。
四、優點
?。?)測量范圍廣:可以測量高達萬億分之一的濃度。
?。?)靈敏度高:可以檢測到較小的藍色和芳香烴的濃度。
?。?)可靠性好:可以測量相對較大的氣體流速。
?。?)操作簡便:使用方法簡單,易于維護。
?。?)使用范圍廣:可以應用于各種領域,如環境保護、科學研究、工業生產等。
五、未來發展
近年來,非甲烷總烴分析儀得到了廣泛的應用和發展。隨著科技的不斷發展和進步,也將會不斷升級,未來存在以下幾個方向:
1、需要具備更高的分辨率和精度,以檢測更小的烷烴濃度和更多的家族群落。需要發展新的吸附劑和更精準的檢測器等技術。
2、為了保證檢測的準確性和穩定性,自動化程度需要提高。在檢測過程中,對自動控制、高效加熱、數據采集等方面都需要實現自動化,從而有效地降低人工干預和操作誤差。
3、儀需要與實際情況更加接近,同時考慮用戶需求和使用條件等。需要發展便攜式和遠距離監測等實際場景應用的分析儀,使其更加適用于工作現場。
4、除了現有的檢測技術,還需要探索和開發更多的檢測技術。
此外,還需要加強與環保、研究機構等方面的合作,不斷轉化成果與產業開發,加速新技術的實際應用。