固液一體吹掃捕集儀是一種高效、靈敏的分析儀器,在環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全、工業(yè)安全和科學(xué)研究等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其工作原理基于動(dòng)態(tài)頂空設(shè)計(jì)。通過吹掃氣(如氦氣或氮?dú)猓┎粩啻祾遀型管或樣品瓶中的樣品,使揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)不斷被帶入到捕集管中被捕集。隨后,通過加熱捕集管將分析物釋放出,并進(jìn)入氣相色譜(GC)或氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC/MS)進(jìn)行分離和檢測(cè)。這一過程實(shí)現(xiàn)了對(duì)樣品中揮發(fā)性有機(jī)物的富集和高效分析。
固液一體吹掃捕集儀其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需滿足“吹掃-捕集-解析-傳輸”的完整流程,同時(shí)兼容固體和液體樣品的前處理需求。主要組成部分如下:
一、樣品前處理與吹掃系統(tǒng)
樣品引入裝置
液體樣品接口:通常為帶密封蓋的吹掃瓶(容量多為20-40mL),通過針頭或管路與吹掃氣連接,確保液體樣品在密閉環(huán)境中被吹掃。
固體樣品適配器:針對(duì)土壤、沉積物等固體樣品,設(shè)計(jì)有專用樣品舟或萃取池,可通過惰性氣體吹掃釋放其中的揮發(fā)性成分,部分設(shè)備支持動(dòng)態(tài)頂空模式。
吹掃氣路組件
氣源接口:連接高純氮?dú)猓ɑ蚝猓?,配備壓力調(diào)節(jié)閥和流量計(jì)(控制吹掃氣流量,通常為20-100mL/min)。
吹掃管/噴頭:插入樣品基質(zhì)中(液體)或貼近樣品表面(固體),使載氣均勻吹掃樣品,高效帶出VOCs。
二、捕集與解析系統(tǒng)
捕集阱
核心部件,內(nèi)裝吸附劑(如Tenax、硅膠、活性炭等,或復(fù)合填料),用于吸附吹掃出的VOCs。根據(jù)目標(biāo)物沸點(diǎn)不同,可選擇不同填料組合,提高捕集效率。
部分設(shè)備支持多阱切換,可針對(duì)不同樣品快速更換捕集阱,避免交叉污染。
溫度控制模塊
捕集阱制冷裝置:通常為電子制冷或液氮制冷,使捕集阱在低溫(如-10℃~20℃)下工作,增強(qiáng)吸附劑對(duì)VOCs的保留能力。
解析加熱器:用于捕集阱快速升溫(如180℃~300℃),使吸附的VOCs迅速解析,進(jìn)入后續(xù)檢測(cè)系統(tǒng)(如氣相色譜儀)。
三、傳輸與分離系統(tǒng)
傳輸線
連接捕集阱與氣相色譜(GC)進(jìn)樣口的管路,通常為惰性材質(zhì)(如熔融石英管),并配備加熱套,維持溫度(如80℃~150℃)以防止VOCs在傳輸過程中冷凝。
閥門切換裝置
多為六通閥或十通閥,通過自動(dòng)切換實(shí)現(xiàn)“捕集”與“解析”狀態(tài)的轉(zhuǎn)換:捕集時(shí),VOCs進(jìn)入捕集阱;解析時(shí),載氣將解析出的VOCs反吹至傳輸線,進(jìn)入GC分離。
四、輔助與控制系統(tǒng)
廢液/廢氣處理單元
廢液收集瓶:收集吹掃后的樣品廢液,部分設(shè)備帶自動(dòng)排空功能。
廢氣出口:連接排氣管路,將吹掃后的載氣(含未被捕集的雜質(zhì))導(dǎo)出至室外或廢氣處理裝置。
控制面板與軟件
包含觸摸屏或按鍵操作界面,可設(shè)置吹掃時(shí)間、溫度、捕集溫度、解析時(shí)間/溫度、傳輸線溫度等參數(shù)。
配套工作站軟件支持方法編輯、數(shù)據(jù)記錄、程序控制(如自動(dòng)進(jìn)樣、多步驟時(shí)序控制),部分設(shè)備可與GC/MS系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。
動(dòng)力與支撐部件
若設(shè)備帶自動(dòng)進(jìn)樣功能,包含樣品盤、機(jī)械臂等自動(dòng)進(jìn)樣組件;
機(jī)身框架、減震腳墊等支撐結(jié)構(gòu),確保設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。
五、核心設(shè)計(jì)特點(diǎn)(固液一體適配)
固體樣品處理時(shí),通過優(yōu)化吹掃氣流量和樣品接觸方式(如振動(dòng)輔助吹掃),提高揮發(fā)性成分的釋放效率;
液體樣品則通過傳統(tǒng)的氣泡吹掃模式,確保VOCs充分轉(zhuǎn)移至捕集阱。